CN102322367A - 一种单缸风冷柴油机压铸气缸盖 - Google Patents
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Abstract
一种单缸风冷柴油机压铸气缸盖，进气道铸造孔段和排气道铸造孔段的拔模斜度都小于3％，进、排气道铸造孔段与进、排气道加工孔几何相贯，形成进、排气道的转弯弯道，在几何相贯交汇处，进、排气道铸造孔段的横截面最大尺寸与进、排气加工孔的直径相等；进、排气道加工孔底面与进、排气门导向孔下端面之间距离为0～3mm，进、排气道铸造孔段和进、排气道加工孔在相贯交汇处的截面积最大；进、排气道铸造孔段的轴线与气缸盖安装面之间的夹角为20°～45°；与现有的170F柴油机气缸盖的相比，进、排气道的流通系数增加15～23％，功率输出提高了8～11％，燃油耗降低在2～6％，排气更干净，可降低柴油机的排放污染物。
Description
技术领域
本发明涉及单缸风冷柴油机，尤其涉及单缸风冷柴油机的气缸盖。
背景技术
单缸非道路柴油机在农业生产中发挥着重要作用，是中小型拖拉机、微型耕作机械、排灌和喷灌机械等农业机械的主要动力源，近五年，年产销量都在700万台左右。进排气道设计是柴油机气缸盖设计中的重要方面。在柴油机中，进入气缸的空气流量和适当的涡流比对内燃机的动力性、经济性和排放性能有着重要的影响。目前，国内外对直喷燃烧柴油机的进气涡流的旋流气道研究较多，而对涡流室柴油机的普通气道研究甚少，特别是单缸风冷柴油机的压铸型气缸盖的气道流动特性研究未见报告。压铸型气缸盖可以提高生产效率，降低成本，适合大批量生产，气缸盖的构造较为复杂，顶置气门柴油机的进排气道在气门导管处一般都有一个转弯通道而成，压铸抽芯工艺要求较高，截面形状不能变化，至少转弯处截面积最小，加上风冷柴油机散热片设置在气缸盖的周边，气缸盖压铸件是一个很复杂的构件，压铸所形成的进气道和排气道在气门端还需加工。通过对现有的170F柴油机气道研究分析发现，气道截面为圆形，由于气道的气门导管方向竖直部分需机械加工，气道成型后是圆柱体，进排气道在气门导管处一般都有一个转弯通道而成，压铸抽芯工艺要求较高，截面形状不能变化，至少转弯处截面积最小，与进排气管相连的铸造气道与气缸盖底面平行或略有倾斜，以便于拔模，铸造部分和气门端竖直机械加工部分在转弯交汇处流通截面较小，在相交截面下边缘产生尖角，流通性能较差，面积减小多的达到50％左右，致使柴油机性能差。本发明是针对上述问题的一个改进结构设计，此结构能提高小型柴油机的进、排气道的流通性能，提供了一种小型柴油机用压铸气缸盖。
发明内容
本发明的目的是提供一种单缸风冷柴油机压铸气缸盖。
本发明的技术方案是：
一种单缸风冷柴油机压铸气缸盖，包括进气道和排气道，其特征是：进气道由进气道铸造孔段和进气道加工孔组成，进气道加工孔与进气门导杆孔同轴，进气道铸造孔段的横截面积沿中心线逐渐缩小，进气道铸造孔段与进气道加工孔几何相贯，形成进气道的转弯弯道，在两者的相贯交汇处，进气道铸造孔段的横截面最大尺寸与进气道加工孔的直径相等或接近相等；进气道加工孔底面与进气门导杆孔下端面之间距离为0～3mm；排气道由排气道铸造孔段和排气道加工孔组成，排气道加工孔与排气门导杆孔同轴，排气道铸造孔段的横截面积沿中心线逐渐缩小，排气道铸造孔段和排气道加工孔几何相贯，形成排气道的转弯弯道，在相贯交汇处，排气道铸造孔段的横截面最大尺寸与排气道加工孔的直径相等或接近相等；排气道加工孔底面与排气门导杆孔下端面之间距离为0～3mm；所述进气道铸造孔段的轴线与气缸盖安装面之间的夹角α＝20°～45°；排气道铸造孔段与气缸盖安装面之间的夹角β＝20°～45°。
进一步，进气道铸造孔段和排气道铸造孔段的横截面积沿中心线逐渐缩小，其拔模斜度小于等于3％。
进一步，所述进气道铸造孔段和排气道铸造孔段的横截面的形状为带圆角的四边形。
进一步，所述进气道铸造孔段和排气道铸造孔段的横截面的形状为矩形与半圆形的组合，且矩形在上方，半圆形在下方。
进一步，进气道加工孔底面与进气门导杆孔下端面之间距离为2～3mm；排气道加工孔底面与排气门导杆孔下端面之间距离为2～3mm。
进一步，所述进气道铸造孔段的轴线与气缸盖安装面之间夹角α为20°～35°，排气道铸造孔段与气缸盖安装面之间夹角β为20°～35°。
在本发明中，进、排气道铸造孔段的轴线与气缸盖安装面之间的夹角大小对进、排气道的流量系数有直接影响，进、排气道的流量系数随夹角度数值的增大而增大。试验结果表明，若夹角小于20°，流量系数会明显减少，因为夹角愈小，在转弯处流线与气道壁面间形成一个或数个漩涡，使气门处产生不流动的空间，使实际流通截面变小；在进气道铸造孔段和排气道铸造孔段设有小于3％拔模斜度，使截面面积沿中心线渐缩便于抽芯脱模；进气道铸造孔段和排气道铸造孔段的截面形状应采用四角带圆角的四边形或者矩形与半圆形的组合，这种特定截面的气道形状可以增加进气道和排气道在铸造孔段和加工孔段相交在转弯处的截面积，提高气道机械加工部分的上平面深度，可以使气道铸造孔段在与加工孔段相贯产生的截面最大化，从而有效地消除了截面的突变对进排气流量的影响，避免在转弯处附近产生大的气体流动涡团，能提高有效流通面积；减少气体流动的流速急变，降低气道的流动阻力。采用上述结构可使柴油机的进气道和排气道都有较高的流通系数，增大进气量实现提高发动机功率的目的。
经试验和测试，本发明与现有170F柴油机气缸盖相比，气道流动特性得到了改善，提高了进、排气道的流通能力，流通系数增加15～23％，柴油机的输出功率提高了8～11％，燃油耗降低在2～6％，发动机排放降低，通过与供油系统优化匹配柴油机达到了我国现阶段排放限值。
附图说明
图1是本发明的结构示意图，是从气门室盖安装面观察到的主视图；
图2为图1的左视图；
图3为图1的右视图；
图4为图1中A-A位置的剖视图；
图5是图4中B-B横截面的一种形状示意图，带圆角的四边形；
图6是图4中B-B横截面的另一种形状示意图，矩形与半圆形的组合；
图7为进、排气道铸造孔段的轴线与气缸盖安装面的夹角对进、排气道的流量系数影响的关系图，其中，X轴为夹角数轴，Y轴为流量系数数轴。
图中，1-进气道；2-排气道；11-进气道铸造孔段，12-进气道加工孔；21-排气道铸造孔段；22-排气道加工孔；3-进气门导杆孔；4-排气门导杆孔；5-气缸盖安装面；6-进气道加工孔底面；7-进气门导杆孔下端面；8-排气道加工孔底面；9-排气门导杆孔下端面。
具体实施方式：
下面结合附图说明本发明的具体实施方式：
实施例1：一种单缸风冷柴油机压铸气缸盖，如图1～图4所示，包括进气道1和排气道2，进气道1由进气道铸造孔段11和进气道加工孔12组成，进气道加工孔12与进气门导杆孔3同轴，进气道铸造孔段11的横截面的形状为四角为圆角的正方形，且面积沿中心线逐渐缩小，其拔模斜度为2％，进气道铸造孔段11和进气道加工孔段12几何相贯，形成进气道1的转弯弯道，在两者的相贯交汇处，进气道铸造孔段11的横截面最大尺寸与进气道加工孔12的直径相等；进气道加工孔底面6与进气门导杆孔下端面7之间距离为3mm；排气道2由排气道铸造孔段21和排气道加工孔22组成，排气道加工孔22与排气门导杆孔4同轴，排气道铸造孔段21的横截面积沿中心线逐渐缩小，其拔模斜度为2％，排气道铸造孔段21和排气道加工孔22几何相贯，形成排气道2的转弯弯道，在相贯交汇处，排气道铸造孔段21的横截面最大尺寸与排气道加工孔22的直径相等；排气道加工孔底面8与排气门导杆孔下端面9之间距离为3mm；所述进气道铸造孔段11的轴线与气缸盖安装面5之间的夹角α＝25°；排气道铸造孔段21与气缸盖安装面5之间的夹角β＝27°。
实施例2：在实施例中，所述进气道铸造孔段11和排气道铸造孔段21的横截面的形状为矩形和半圆形组合，矩形在上方，半圆形在下方。
实施例3：在实施例1中，进气道加工孔底面6与进气门导杆孔下端面7重合；排气道加工孔底面8与排气门导杆孔下端面9重合。
Claims (6)
1.一种单缸风冷柴油机压铸气缸盖，包括进气道(1)和排气道(2)，其特征是：进气道(1)由进气道铸造孔段(11)和进气道加工孔(12)组成，进气道加工孔(12)与进气门导杆孔(3)同轴，进气道铸造孔段(11)的横截面积沿中心线逐渐缩小，进气道铸造孔段(11)与进气道加工孔(12)几何相贯，形成进气道(1)的转弯弯道，在两者的相贯交汇处，进气道铸造孔段(11)的横截面最大尺寸与进气道加工孔(12)的直径相等或接近相等；进气道加工孔底面(6)与进气门导杆孔下端面(7)之间距离为0～3mm；排气道(2)由排气道铸造孔段(21)和排气道加工孔(22)组成，排气道加工孔(22)与排气门导杆孔(4)同轴，排气道铸造孔段(21)的横截面积沿中心线逐渐缩小，排气道铸造孔段(21)和排气道加工孔(22)几何相贯，形成排气道的转弯弯道，在相贯交汇处，排气道铸造孔段(21)的横截面最大尺寸与排气道加工孔(22)的直径相等或接近相等；排气道加工孔底面(8)与排气门导杆孔下端面(9)之间距离为0～3mm；所述进气道铸造孔段(11)的轴线与气缸盖安装面(5)之间的夹角α＝20°～45°；排气道铸造孔段(21)与气缸盖安装面(5)之间的夹角β＝20°～45°。
2.根据权利要求1所述单缸风冷柴油机压铸气缸盖，其特征是：进气道铸造孔段(11)和排气道铸造孔段(21)的拔模斜度小于等于3％。
3.根据权利要求1所述单缸风冷柴油机压铸气缸盖，其特征是：所述进气道铸造孔段(11)和排气道铸造孔段(21)的横截面的形状为带圆角的四边形。
4.根据权利要求1所述单缸风冷柴油机压铸气缸盖，其特征是：所述进气道铸造孔段(11)和排气道铸造孔段(21)的横截面的形状为矩形与半圆形的组合，且矩形在上方，半圆形在下方。
5.根据权利要求1所述单缸风冷柴油机压铸气缸盖，其特征是：进气道加工孔底面(6)与进气门导杆孔下端面(7)之间距离为2～3mm；排气道加工孔底面(8)与排气门导杆孔下端面(9)之间距离为2～3mm。
6.根据权利要求1所述单缸风冷柴油机压铸气缸盖，其特征是：所述进气道铸造孔段(11)的轴线与气缸盖安装面(5)之间夹角α＝20°～35°，排气道铸造孔段(21)的轴线与气缸盖安装面(5)之间夹角β＝20°～35°。
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|---|---|---|---|---|
| CN104975977A (zh) * | 2015-06-28 | 2015-10-14 | 金坛鑫田柴油机有限公司 | 一种均温强化散热型风冷柴油机气缸盖 |
| CN105927366A (zh) * | 2016-06-27 | 2016-09-07 | 力帆实业(集团)股份有限公司 | 150ml排量街跑摩托车发动机气道燃烧室 |
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| PB01 | Publication | ||
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Application publication date: 20120118 |