CN110425050A - 一种气缸盖总成成型工艺及气缸盖 - Google Patents

Abstract

本发明涉及发动机技术领域，公开一种气缸盖总成成型工艺及气缸盖。其中气缸盖总成成型工艺包括以下步骤：S1、将气门座圈预置入气缸盖毛坯内；S2、机加工气缸盖毛坯形成气缸盖总成。本发明提供的气缸盖总成成型工艺通过将气门座圈放入气缸盖毛坯内，取消了气门座圈的压装工艺，降低了加工成本，提高加工速度；气门座圈的尺寸不受压装工艺限制，可有效提升进气效率和进气滚流比。

Description

一种气缸盖总成成型工艺及气缸盖

技术领域

本发明涉及发动机技术领域，尤其涉及一种气缸盖总成成型工艺及气缸盖。

背景技术

气缸盖作为发动机内部的核心零部件，在换气、燃烧、冷却等方面起着至关重要的作用，其与气门安装配合，实现换气等功能。由于其面临着高温、高压、高速的工作环境，在与气门盘头接触的位置往往设计加强结构，克服三高工作压力，该设计结构在行业内称之为气门座圈。

行业传统做法是将气门座圈通过液氮降温或常温下压入气缸盖，再通过机加实现气门密封段成型。随着发动机性能指标设计的不断提升，对进气效率和进气滚流比的需求也在不断提升，由于传统的压装工艺对进气过渡段和座圈喉口直径等结构的限制，进气效率和进气滚流已接近设计极限，难以提升。

现有的气缸盖加工工艺如下：首先通过气缸盖毛坯机加工成型为气缸盖本体2’，然后将气门座圈1’通过液氮降温或常温下压入气缸盖本体2’，最后再通过缸盖毛坯机实现气缸盖本体2’与气门座圈1’的密封段的成型，如图2所示。这种加工工艺较为成熟，但要求气门座圈1’加工后的高度一般不低于5mm，气门座圈1’的厚度不小于2.5mm，以保证压装强度，同时防止工作中气门座圈1’从气缸盖本体2’上脱落。上述条件使得气门座圈1’的进气过渡段一般都在2mm左右，同时也限制了气门座圈1’喉口直径的设计，限制了进气效率和进气滚流比的提升。

发明内容

基于以上所述，本发明的目的在于提供一种气缸盖总成成型工艺及气缸盖，解决了现有技术存在的受压装工艺对气门座圈尺寸的限制，从而无法提高进气效率和增大进气滚流比的问题。

为达上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种气缸盖总成成型工艺，包括以下步骤：

S1、将气门座圈预置入气缸盖毛坯机内；

S2、机加工所述气缸盖毛坯形成气缸盖总成。

作为一种气缸盖总成成型工艺的优选方案，在步骤S1中，所述气门座圈卡接到所述气缸盖毛坯内。

作为一种气缸盖总成成型工艺的优选方案，所述气缸盖毛坯上设有预留进气口和预留排气口，在步骤S1中，分别在所述预留进气口和预留排气口预置所述气门座圈。

一种气缸盖，采用上述任一方案所述的气缸盖总成成型工艺制造而成，包括气门座圈和气缸盖本体，所述气门座圈卡接于所述气缸盖本体内且所述气门座圈与所述气缸盖本体的下端面的距离为2mm至3mm。

作为一种气缸盖的优选方案，所述气门座圈的内壁包括依次连接的第一气门座圈内壁和第二气门座圈内壁，所述第二气门座圈内壁靠近所述气缸盖本体的下表面且为喇叭状，所述喇叭状的开口朝向所述气缸盖毛坯机的下端面放置。

作为一种气缸盖的优选方案，所述气门座圈的表面上设有涂层，所述涂层中Si的摩尔比为10％至15％，Al的摩尔比为84％至90％，所述涂层的厚度为0.1mm至0.3mm。

作为一种气缸盖成型工艺的优选方案，所述气门座圈沿其自身中心轴线方向的厚度为2mm至3mm。

作为一种气缸盖的优选方案，所述气门座圈为楔形气门座圈，所述楔形气门座圈的厚度方向与所述气门座圈的中心轴线方向的夹角为3°至10°。

作为一种气缸盖的优选方案，所述气门座圈为台阶气门座圈，所述台阶气门座圈包括依次连接的第一台阶气门座圈和第二台阶气门座圈，所述第一台阶气门座圈凸设于所述第二台阶气门座圈设置且所述第一台阶气门座圈和所述第二台阶气门座圈同轴设置，所述第一台阶气门座圈沿其自身轴线的方向的厚度为1mm至2mm，且所述第一台阶气门座圈的直径与所述第二台阶气门座圈的直径的差值为0.5mm至1.5mm。

作为一种气缸盖的优选方案，所述气门座圈为工形气门座圈，所述工形气门座圈包括依次连接的第一工形气门座圈、第二工形气门座圈及第三工形气门座圈，所述第一工形气门座圈和所述第三工形气门座圈均凸设于所述第二工形气门座圈设置。

本发明的有益效果为：本发明提供的气缸盖成型工艺在加工成型气缸盖本体时，首先将气门座圈放入气缸盖毛坯机内，这样气缸盖毛坯机将气门座圈设在气缸盖本体内，这种成型工艺，取消了气门座圈的压装工艺，降低了加工成本，提高加工速度；气门座圈的尺寸不受压装工艺限制，可有效提升进气效率和进气滚流比。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对本发明实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据本发明实施例的内容和这些附图获得其他的附图。

图1是本实施例气缸盖总成成型工艺的流程示意图；

图2是现有的气缸盖的局部结构的剖视图；

图3是本发明具体实施例提供的气缸盖的剖视图；

图4是本发明具体实施例图3在A处的放大图；

图5是本发明具体实施例提供的气缸盖的局部结构剖视图；

图6是本发明具体实施例图5在B处的放大图；

图7是本发明具体实施例提供的气缸盖的台阶气门座圈的示意图；

图8是本发明其他实施例提供的气缸盖的楔形气门座圈的示意图；

图9是本发明其他实施例提供的气缸盖的工字形形气门座圈的示意图。

图中：

1’-气门座圈，2’-气缸盖本体，11-台阶气门座圈，111-第一台阶气门座圈，112-第二台阶气门座圈，113-第一气门座圈内壁,114-第二气门座圈内壁,12-楔形气门座圈，13-工形气门座圈，131-第一工形气门座圈，132-第二工形气门座圈，133-第三工形气门座圈，2-气缸盖本体，211-进气口，212-进气门，221-排气口，222-排气门，23-冷却水套。

具体实施方式

为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面将结合附图对本发明实施例的技术方案作进一步的详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。其中，术语“第一位置”和“第二位置”为两个不同的位置。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

本实施例提供一种气缸盖成型工艺，如图1所示，包括以下步骤：

S1、将气门座圈放入气缸盖毛坯内；

S2、机加工气缸盖毛坯形成气缸盖总成。

在步骤S1中，将气门座圈卡接到气缸盖毛坯内。具体地，如图3所示，本实施例的气门座圈为台阶气门座圈11，这种结构使得台阶气门座圈11能够卡接在气缸盖毛坯内。

进一步地，本实施例的气缸盖毛坯上设有预留进气口和预留排气口，气门座圈的个数为两个，两个气门座圈分别预置在预留进气口和预留排气口。

由于本实施例的气缸盖总成成型工艺是在气缸盖总成成型前将气门座圈设于气缸盖毛坯内，使得气门座圈的形状和尺寸不受限制，这样可以通过改变气门座圈的外部结构和/或内部结构来增大气门座圈内壁与预留进气口外壁之间所围成的进气流通面积，从而提高进气效率，增加进气滚流比。

本实施例提供的气缸盖成型工艺将台阶气门座圈11放入气缸盖毛坯内，气缸盖毛坯将台阶气门座圈11成型在气缸盖总成内，这种成型工艺，取消了气门座圈的压装工艺，降低了加工成本，提高加工速度；台阶气门座圈11的尺寸不受压装工艺限制，可有效提升进气效率和进气滚流比；台阶气门座圈11卡接在毛坯气缸盖内，防止台阶气门座圈11从毛坯气缸盖内脱落，增加了气缸盖总成的安全性。

本实施例还公开一种气缸盖，如图3至图7所示，其包括气门座圈和气缸盖本体2，本实施例的气门座圈为台阶气门座圈11，台阶气门座圈11卡接在气缸盖本体2上，且台阶气门座圈11与气缸盖本体2的下端面的距离为2mm至3mm。具体地，气缸盖本体2上进气口211和排气口221，进气口211和排气口221分别由气缸盖毛坯机上的预留进气口和预留排气口加工而成，本实施例的气缸盖本体2上还设有冷却水套23，进气口211内设有进气门212，排气口221内设有排气门222，图3中的箭头代表气体的流动方向。如图3所示，台阶气门座圈11的个数为两个，其中一个台阶气门座圈11位于进气口211内，另一个台阶气门座圈11位于排气口212内。本实施例的气缸盖与现有技术相比，台阶气门座圈11的高度更低，与冷却水套23的距离更近，台阶气门座圈11的工作温度更低。

需要说明的是，如图6所示，本实施例的台阶气门座圈11的内壁包括依次连接的第一气门座圈内壁113和第二气门座圈内壁114，其中，第二气门座圈内壁114靠近气缸盖本体2的下表面设置。本实施例的第一气门座圈内壁113和第二气门座圈内壁114均为喇叭状，喇叭状的开口均朝向气缸盖本体2的下表面设置。其中第二气门座圈内壁114的喇叭状开口大于第一气门座圈内壁113的喇叭状开口。具体地，第一气门座圈内壁113与气门座圈的中心轴线方向的第一夹角为30°，第二气门座圈内壁114与气门座圈的中心轴线方向的第二夹角为45°。当然，在本发明的其他实施例中，第一气门座圈内壁113与气门座圈的中心轴线方向的第一夹角并不限于本实施例的30°，第二气门座圈内壁114与气门座圈的中心轴线方向的第二夹角也并不限于本实施例的45°，但是要保证第二夹角不小于第一夹角，具体根据实际需要设置。

由于本实施例的台阶气门座圈11本身的长度较现有技术短，第二气门座圈内壁114的喇叭状开口与现有技术相比，其开口幅度更大，气门座圈内壁与进气门外壁之间所围成的进气流通面积增大，气门座圈内壁与排气门外壁之间所围成的排气流通面积增大，单位时间内的进气量和排气量均得到增加，进气滚流比和排气滚流比均增加。

为了增加台阶气门座圈11与气缸盖本体2的贴合度，台阶气门座圈11的表面上设有涂层，涂层的厚度为0.2mm。当然，在本发明的其他实施例中，涂层的厚度并不限于本实施例的0.2mm，还可以为除0.2mm且位于0.1mm至0.3mm之间的任一值，具体根据实际需要设置。

具体地，本实施例的涂层中各成分的含量必须满足以下条件，具体地，该涂层由摩尔比为10％至15％的Si、摩尔比为84％至90％的Al及总摩尔比小于1％的Fe、Cu、Mn、Cr及Zn中的一种或者至少两种组成。此外，还可以不含有Fe、Cu、Mn、Cr及Zn，但是必须含有Si和Al，以保证台阶气门座圈11与气缸盖本体2能够较好地贴合在一起，增加台阶气门座圈11与气缸盖本体2的贴合度。

进一步地，本实施例的台阶气门座圈11沿其自身中心轴线方向的厚度为2.5mm。当然，在本发明的其他实施例中，台阶气门座圈11沿其自身中心轴线方向的厚度并不限于本实施例的2.5mm，还可以为除2.5mm且位于2mm至3mm之间的任一值，具体根据实际需要设置。

如图7所示，本实施例台阶气门座圈11包括依次连接的第一台阶气门座圈111和第二台阶气门座圈112，第一台阶气门座圈111凸设于第二台阶气门座圈112设置且第一台阶气门座圈111和第二台阶气门座圈112同轴设置，第一台阶气门座圈111沿其自身轴线的方向的厚度为1mm，且第一台阶气门座圈111的直径与第二台阶气门座圈112的直径的差值为1mm。当然，在本发明的其他实施例中，第一台阶气门座圈111沿其自身轴线的方向的厚度并不限于本实施例的1mm，还可以为除1mm且位于1mm至2mm之间的任意值，第一台阶气门座圈111的直径与第二台阶气门座圈112的直径的差值并不限于本实施例的1mm，还可以为除1mm且位于0.5mm至1.5mm之间的任意值，具体根据实际需要设置。

在本发明的其他实施例中，如图8所示，气门座圈还可以为楔形气门座圈12，楔形气门座圈12的厚度方向与气门座圈的中心轴线方向的夹角a为5°。当然，在本发明的其他实施例中，楔形气门座圈12的厚度方向与气门座圈的中心轴线方向的夹角并不限于本实施例的5°，还可以为除5°且位于3°至10°之间的任一值，具体根据实际需要设置。

在本发明的其他实施例中，如图9所示，气门座圈还可以为工形气门座圈13，工形气门座圈13包括依次连接的第一工形气门座圈131、第二工形气门座圈132及第三工形气门座圈133，第一工形气门座圈131和第三工形气门座圈133均凸设于第二工形气门座圈132设置。

当然，在本发明的其他实施例中，气门座圈还可以是外表面带有凸凹不平的结构或者其他结构的气门座圈，以保证气门座圈预铸于进气口211和排气口221内时，能够使气门座圈卡接于气缸盖本体2内，防止气缸工作时气门座圈在气流的作用下而脱落，气门座圈的具体结构根据实际需要选择。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (10)

1.一种气缸盖总成成型工艺，其特征在于，包括以下步骤：

S1、将气门座圈预置入气缸盖毛坯内；

S2、机加工所述气缸盖毛坯形成气缸盖总成。

2.根据权利要求1所述的气缸盖总成成型工艺，其特征在于，在步骤S1中，所述气门座圈卡接到所述气缸盖毛坯内。

3.根据权利要求1所述的气缸盖总成成型工艺，其特征在于，所述气缸盖毛坯上设有预留进气口和预留排气口，在步骤S1中，分别在所述预留进气口和预留排气口预置所述气门座圈。

4.一种气缸盖，其特征在于，采用权利要求1-3任一项所述的气缸盖总成成型工艺制造而成，包括气门座圈和气缸盖本体(2)，所述气门座圈卡接于所述气缸盖本体(2)内且所述气门座圈与所述气缸盖本体(2)的下端面的距离为2mm至3mm。

5.根据权利要求4所述的气缸盖，其特征在于，所述气门座圈的内壁包括依次连接的第一气门座圈内壁(113)和第二气门座圈内壁(114)，所述第二气门座圈内壁(114)靠近所述气缸盖本体(2)的下表面且为喇叭状，所述喇叭状的开口朝向所述气缸盖毛坯机的下端面放置。

6.根据权利要求4所述的气缸盖，其特征在于，所述气门座圈的表面上设有涂层，所述涂层中Si的摩尔比为10％至15％，Al的摩尔比为84％至90％，所述涂层的厚度为0.1mm至0.3mm。

7.根据权利要求4所述的气缸盖，其特征在于，所述气门座圈沿其自身中心轴线方向的厚度为2mm至3mm。

8.根据权利要求4所述的气缸盖，其特征在于，所述气门座圈为楔形气门座圈(12)，所述楔形气门座圈(12)的厚度方向与所述气门座圈的中心轴线方向的夹角为3°至10°。

9.根据权利要求4所述的气缸盖，其特征在于，所述气门座圈为台阶气门座圈(11)，所述台阶气门座圈(11)包括依次连接的第一台阶气门座圈(111)和第二台阶气门座圈(112)，所述第一台阶气门座圈(111)凸设于所述第二台阶气门座圈(112)设置且所述第一台阶气门座圈(111)和所述第二台阶气门座圈(112)同轴设置，所述第一台阶气门座圈(111)沿其自身轴线的方向的厚度为1mm至2mm，且所述第一台阶气门座圈(111)的直径与所述第二台阶气门座圈(112)的直径的差值为0.5mm至1.5mm。

10.根据权利要求4所述的气缸盖，其特征在于，所述气门座圈为工形气门座圈(13)，所述工形气门座圈(13)包括依次连接的第一工形气门座圈(131)、第二工形气门座圈(132)及第三工形气门座圈(133)，所述第一工形气门座圈(131)和所述第三工形气门座圈(133)均凸设于所述第二工形气门座圈(132)设置。