[發明專利]具有被成形用于限制閥凹陷的雙冠狀座表面的用于發動機的閥座插入件

有效

• 申請號: 201980073630.2
• 申請日: 2019-11-12
• 公開（公告）號: CN112955633B
• 公開（公告）日: 2023-10-27
• 發明（設計）人: A·哈蒂安加迪;屈蓉;S·庫馬爾;K·D·約德
• 申請（專利權）人: 卡特彼勒公司
• 主分類號: F01L3/22
• 分類號: F01L3/22;F01L3/20;F01L3/00
• 代理公司: 北京市中咨律師事務所 11247
• 代理人: 吳鵬;馬江立

一種用于控制氣缸(16)換氣的換氣閥(24)的閥座插入件(38)包括插入件主體(40)，插入件主體(40)具有內周表面(52)、外周表面(56)和被構造成在關閉位置接觸換氣閥(24)并且被成形為限制其閥凹陷的閥座表面(59)。閥座表面(59)包括線性段和形成冠部(64)的彎曲段的布置，以在不同磨損狀態下接觸換氣閥(24)。

技術領域

本發明總體上涉及發動機閥和相關聯的硬件，并且更具體地涉及一種被成形為以便于限制閥凹陷的用于排氣閥或進氣閥的發動機閥座插入件。

背景技術

在內燃發動機中使用換氣閥來控制氣缸與進氣或進氣與例如再循環排氣的其他氣體之間的流體連接、或控制氣缸與排氣歧管之間的流體連接，以在運行期間排出燃燒產物。其中單個進氣閥和單個排氣閥與發動機中的每個氣缸相關聯的設計，以及其中每個相應類型的多個換氣閥與每個氣缸相關聯的設計是已知的。通常以發動機一半速度旋轉的凸輪軸與閥挺桿、橫臂、搖臂和/或其他設備聯接，用于在適當的發動機時序下控制換氣閥的打開和關閉。

換氣閥移動成與發動機缸蓋或發動機缸蓋內的閥座插入件接觸或不接觸，以實現其打開和關閉動作。換氣閥可以在很大的機械力作用下在它們的打開和關閉位置之間移動。氣缸內環境與幾百度的燃燒溫度以及相對高的壓力相關聯。這些和其它因素導致換氣閥的操作條件相當苛刻。已經觀察到，換氣閥和閥座或閥座插入件可以隨著時間過去而顯示出被稱為閥凹陷的現象。在發動機的使用壽命期間，或者在使用間隔之間，換氣閥和其閥座之間的接觸可以達到數百萬次甚至可能數十億次。苛刻的條件和大量的沖擊可導致制成換氣閥和/或閥座的材料磨損和/或變形，使得閥“凹陷”朝向或進入發動機缸蓋超過所需的程度。其中閥座凹陷變得嚴重到足以損害發動機操作或性能，有時需要所謂的頂端過早檢修。工程師已經試驗了各種不同的技術，試圖改善閥座凹陷的程度和效果以及其它的閥磨損模式。在日本專利申請公開第JP8270417A中提出了一種明顯旨在防止閥面的外徑側局部磨損的策略。根據′417文獻，朝向閥面的座表面凸出的凸表面抵靠閥座的座表面以解決局部磨損問題。

發明內容

在一個方面，一種內燃發動機包括具有形成在其中的氣缸的氣缸體的發動機殼體、和聯接至氣缸體并且具有形成在其中的換氣導管的發動機缸蓋。閥座插入件至少部分地定位在發動機缸蓋內并且限定閥座中心軸線。內燃發動機還包括具有閥頭的換氣閥，該閥頭具有外閥面和內閥面，并且換氣閥可在關閉閥位置與打開閥位置之間移動，其中內閥面在關閉閥位置接觸閥座插入件。閥座插入件包括面向氣缸的第一軸向端部表面、第二軸向端部表面、限定流體地在氣缸和換氣導管之間的喉部的內周表面、外周表面、和在第一軸向端部表面與內周表面之間延伸的閥座表面。閥座表面被成形為限制閥凹陷，并且在外形上包括鄰近第一軸向端部表面的外線性段、鄰近外線性段并形成在早期磨損狀態下與換氣閥接觸的第一冠部的外彎曲段、鄰近外彎曲段的內線性段，以及鄰近內線性段并形成在后期磨損狀態下與換氣閥接觸的第二冠部的內彎曲段。

在另一個方面，一種用于控制內燃發動機中的氣缸換氣的換氣閥的閥座插入件包括限定閥座中心軸線的環形插入件主體，該閥座中心軸線在被構造成面向內燃發動機中的氣缸的第一軸向端部表面與第二軸向端部表面之間延伸。環形插入件主體具有內周表面、外周表面和閥座表面，該內周表面限定被構造為將氣缸流體地連接到發動機缸蓋中的換氣導管的喉部并且具有沿著第二軸向端部的方向的錐形喉部，該外周表面具有圓柱形形狀并且位于距閥座中心軸線的均勻距離處，該閥座表面在第一軸向端部表面和內周表面之間延伸。多個閥座插入件的每一個的閥座表面被構造成在關閉位置接觸換氣閥，并且被成形為限制換氣閥的閥凹陷。閥座表面在外形上包括鄰近第一軸向端部表面的外線性段、鄰近外線性段并形成用于在早期磨損狀態下接觸換氣閥的第一冠部的外彎曲段、鄰近外彎曲段的內線性段，以及鄰近內線性段并形成用于在后期磨損狀態下接觸換氣閥的第二冠部的內彎曲段。