CN104040122A - 用于阀座的冷却装置 - Google Patents

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Abstract

一种用于活塞发动机的阀座的冷却装置，该冷却装置包括：气缸盖(1)和阀座插件(2)，所述气缸盖包括用于冷却液体的入口管道(8)和出口管道(9)，所述阀座插件包括：冷却管道(10)；入口端口(11)，该入口端口布置在所述阀座插件(2)的外周上并且与所述气缸盖(1)的所述入口管道(8)流体连通，以将冷却液体传送到所述冷却管道(10)中；和出口端口(12)，该出口端口布置在所述阀座插件(2)的外周上并且与所述气缸盖(1)的所述出口管道(9)流体连通，以将冷却液体排出所述冷却管道(10)。至少一个连接管(3)与密封件(6)一起靠着所述阀座插件(2)布置在所述气缸盖(1)的所述入口管道(8)或所述出口管道(9)内。

Description

用于阀座的冷却装置
技术领域
本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分的用于活塞发动机的阀座的冷却装置。
背景技术
在活塞发动机中，气缸盖的任务是将气缸套的上端封闭并形成燃烧室的上部。气缸盖容纳用于燃烧过程的气体的进气通道和排气通道并给阀齿轮提供基础，并且在柴油发动机中为燃料喷射阀提供基础。气缸盖还设置有用于冷却需要冷却的部件的冷却管道。气缸盖中的需要冷却的其中一个部件为排气阀座插件，即用于排气阀盘的相对表面，该表面经受高热负荷。如果座插件被过度加热，则其可能产生永久变形，从而导致排气阀泄漏。
已经提出了各种解决方案来冷却排气阀座插件。例如，可以将气缸盖中的冷却管道尽可能靠近阀座插件布置或可以与阀座插件协同地调整用于冷却液体的单独冷却管道。与这种解决方案相关的问题包括冷却效果不足和冷却液体泄漏。这些问题已经例如通过在芬兰专利申请20065722A中公开的阀座插件解决。该阀座插件包括冷却管道、用于将冷却液体传送到冷却管道内的入口端口和用于将冷却液体排出冷却管道的出口端口。入口端口和出口端口被布置成彼此靠近。另外，该冷却管道被布置在入口端口和出口端口之间，从而其至少几乎围绕整个阀座插件延伸。通过这种阀座插件，能够实现阀座插件的有效冷却。然而，剩下的问题是阀座插件和气缸盖的冷却管道之间的密封。泄漏通常通过向气缸盖的冷却管道和阀座插件之间的接头施加液体密封剂来防止。当密封剂硬化时，其将这两个部件之间的接头密封。液体密封剂在一段时间中有效，但是在发动机更长期使用之后，经常发生泄漏。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于活塞发动机的阀座的改进的冷却装置。根据本发明的冷却装置的特定性特征在权利要求1的特征部分给出。
根据本发明的冷却装置包括气缸盖和阀座插件，所述气缸盖包括用于冷却液体的入口管道和出口管道，所述阀座插件靠着所述气缸盖布置并且包括：冷却管道；入口端口，该入口端口布置在所述阀座插件的外周上并且与所述气缸盖的所述入口管道流体连通，以将冷却液体传送到所述冷却管道中；和出口端口，该出口端口布置在所述阀座插件的外周上并且与所述气缸盖的所述出口管道流体连通，以将冷却液体排出所述冷却管道。所述冷却装置还包括：至少一个连接管，该连接管靠着所述阀座插件布置在所述气缸盖的所述入口管道或所述出口管道内；和密封件，该密封件布置在所述连接管和所述阀座插件之间。
通过根据本发明的冷却装置，能够防止从阀座冷却系统产生泄漏。该装置比其中气缸盖和阀座插件之间的接头利用液体密封件密封的传统冷却系统更可靠。当密封件损坏时，该密封件能够被容易地更换。另外，现有的冷却装置也可以利用根据本发明的装置来升级。
根据本发明的实施方式，所述装置包括第二密封件，该第二密封件布置在所述连接管和所述气缸盖的所述入口管道或所述出口管道之间。所述第二密封件防止所述连接管和所述气缸盖之间发生泄漏。另选地，可以在所述连接管和分开的锁定管之间以及在所述锁定管和所述气缸盖之间布置附加的密封件。
根据本发明的另一个实施方式，所述连接管设置有位于该连接管的外表面上的螺纹，以将该连接管紧固至所述气缸盖的所述入口管道或所述出口管道。通过所述螺纹，能够容易紧固和移除所述连接管。
根据本发明的另一个实施方式，所述装置包括锁定管，该锁定管设置有位于该锁定管的外表面上的螺纹，以将所述锁定管紧固至所述气缸盖的所述入口管道或所述出口管道并且将所述连接管夹紧在所述锁定管和所述阀座插件之间。所述锁定管可以代替所述连接管的螺纹。然而，有利的是为这两个管都设置螺纹。如果连接管设置有螺纹，则锁定管的螺纹可以相比于连接管的螺纹在相反方向上取向。将连接管拧松因而将锁定管拧紧，从而防止这两个管移动。
附图说明
图1示出了活塞发动机的气缸盖。
图2示出了图1的气缸盖的沿着线A-A截取的部分的剖视图。
图3示出了图1的气缸盖的沿着线B-B截取的部分的剖视图。
图4示出了图2和3中的细节C的放大图。
图5示出了阀座插件。
图6示出了用于根据本发明的冷却装置的连接管。
图7示出了用于根据本发明的冷却装置的锁定管。
具体实施方式
现在将参照附图更详细地描述本发明的实施方式。
图1示出了大型内燃发动机的气缸盖1。该发动机是例如可以用作船舶的主发动机或辅助发动机或在用于发电的发电厂使用的发动机的四冲程活塞发动机。气缸盖1的任务是将气缸套的上端封闭并形成的气缸的燃烧室的上部。另外，气缸盖1设置由用于气缸的燃烧过程的气体的进气通道和排气通道。通过进气通道和排气通道的气体流由与所述通道协同布置的阀控制。气缸盖1还用作用于阀齿轮的基础并且在柴油发动机中用于燃料喷射阀的基础。发动机的每个气缸都设置有两个进气阀和两个排气阀。气体交换阀包括阀杆和与阀座配合的阀盘。排气阀座具有高热负荷，并且因此设置有冷却装置。冷却装置包括图5中所示的阀座插件2。阀座插件2包括完全布置在该阀座插件2内的环状冷却管道10(未在图5中示出)。冷却管道10设置有用于将冷却液体传送到冷却管道10中的入口端口11和用于将冷却液体排出冷却管道10的出口端口12。入口端口11和出口端口12布置在阀座插件2的外周上。冷却管道10布置在入口端口11和出口端口12之间，从而其几乎围绕整个阀座插件2延伸。阀座插件2是整体件，例如是通过铸造制成的整体铸造件。另选地，阀座插件2可以通过使用粉末冶金制造方法(例如热等静压(HIP))来制造。冷却液体通过入口端口11被供应到冷却管道10中。冷却液体几乎围绕整个阀座插件2在冷却管道10中循环，然后通过出口端口12从冷却管道10排出。
阀座插件2通过收缩配合附装至气缸盖1。气缸盖1设置由用于向阀座插件2供应冷却液体的入口管道8和用于从阀座插件2排出冷却液体的出口管道9。通过将管道8、9的端部处的插塞4移除可以接近入口管道8和出口管道9。阀座插件2的入口端口11与气缸盖1的入口管道8对准，阀座插件2的出口端口12与气缸盖1的出口管道对准。传统上，气缸盖1的入口管道8和出口管道9与阀座插件2的入口端口11和出口端口12已经通过向接头施加液体密封剂而密封。当液体密封剂硬化时，其将接头密封。然而，因为气缸盖1中的严酷条件，因此在发动机更长期使用之后接头中经常发生泄漏。
为了避免泄漏，使用连接管3提高气缸盖1和阀座插件2之间的密封。连接管3在图6中示出。在图2至4中示出了该连接管3的剖视图。气缸盖1的入口管道8和出口管道9均设置有连接管3。在阀座插件2的入口端口11和连接管3之间布置密封件6。相同的密封件6被布置在阀座插件2的出口端口12和连接管3之间。密封件6位于连接管3的端部和相应的入口端口11或出口端口12之间。密封件6防止阀座插件2和连接管3之间的泄露。在连接管3的外表面上布置环状凹槽13以容纳密封环7。密封环7防止连接管3和气缸盖1之间发生泄露。
为了将连接管3紧固至气缸盖1，连接管3设置有布置在该管3的外表面上的螺纹14。类似的螺纹布置在气缸盖1的入口管道8或出口管道9中。连接管3设置有六角套筒头部16。连接管3因而能够通过使用六角扳手(艾伦内六角扳手)而紧固和移除。也可以使用其他套筒形状。为了确保连接管3的紧固，该装置可以设置有锁定管5。锁定管5类似于连接管3并布置在气缸盖1的入口管道8或出口管道9中。连接管3被夹紧在阀座插件2和锁定管5之间。在锁定管5的外表面上布置螺纹15，用于将锁定管5紧固至气缸盖1。在气缸盖1的入口管道8或出口管道9中也布置有类似的螺纹。锁定管5的螺纹15与连接管3的螺纹14相比在相反方向上取向。因而，如果连接管3设置有右旋螺纹，则锁定管5设置有左旋螺纹。如果连接管3开始转动打开，则其将拧紧锁定管5，从而防止管3、5变松。另外，锁定管5也设置有用于紧固该管5的六角套筒头部17。
本领域技术人员将认识到，本发明不限于以上描述的实施方式，而是可以在所附权利要求的范围内进行改变。例如，如果冷却装置设置有锁定管，则不必为连接管设置密封环，而是可以在连接管和锁定管之间围绕锁定管设置密封。此外，可以仅为锁定管设置螺纹。

Claims (5)

1.一种用于活塞发动机的阀座的冷却装置，该冷却装置包括：
-气缸盖(1)，该气缸盖包括用于冷却液体的入口管道(8)和出口管道(9)；以及
-阀座插件(2)，该阀座插件靠着所述气缸盖(1)布置并且包括：冷却管道(10)；入口端口(11)，该入口端口布置在所述阀座插件(2)的外周上并且与所述气缸盖(1)的所述入口管道(8)流体连通，以将冷却液体传送到所述冷却管道(10)中；和出口端口(12)，该出口端口布置在所述阀座插件(2)的外周上并且与所述气缸盖(1)的所述出口管道(9)流体连通，以将冷却液体排出所述冷却管道(10)，
其特征在于，所述冷却装置还包括：
-至少一个连接管(3)，该连接管靠着所述阀座插件(2)布置在所述气缸盖(1)的所述入口管道(8)或所述出口管道(9)内；以及
-密封件(6)，该密封件布置在所述连接管(3)和所述阀座插件(2)之间。
2.根据权利要求1所述的冷却装置，其特征在于，该冷却装置包括第二密封件(7)，该第二密封件布置在所述连接管(3)和所述气缸盖(1)的所述入口管道(8)或所述出口管道(9)之间。
3.根据权利要求1或2所述的冷却装置，其特征在于，所述连接管(3)设置有位于该连接管(3)的外表面上的螺纹(14)，以将该连接管(3)紧固至所述气缸盖(1)的所述入口管道(8)或所述出口管道(9)。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的冷却装置，其特征在于，该冷却装置包括锁定管(5)，该锁定管设置有位于该锁定管(5)的外表面上的螺纹(15)，以将该锁定管(5)紧固至所述气缸盖(1)的所述入口管道(8)或所述出口管道(9)并且将所述连接管(3)夹紧在所述锁定管(5)和所述阀座插件(2)之间。
5.根据权利要求4所述的冷却装置，其特征在于，所述锁定管(5)的所述螺纹(15)相比于所述连接管(3)的所述螺纹(14)在相反方向上取向。
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