CN113623083A - 中速柴油机缸盖及其工艺孔的密封方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种中速柴油机缸盖及其冷却水腔工艺孔的密封方法，其中密封方法包括：将中速柴油机缸盖冷却水腔的工艺孔加工为满足工艺要求的螺纹孔；制备与所述螺纹孔适配的密封垫和螺塞，并将所述密封垫和所述螺塞由内至外同轴设置于所述螺纹孔内；在所述螺塞与所述螺纹孔之间的缝隙内填充密封胶，完成密封。本发明降低了缸盖在加工工艺上的难度、提高了加工效率，并通过密封胶、螺塞、密封垫与螺纹孔的配合使用，对工艺孔达到有效的密封，减少了因传统的碗型弹性塞安装不到位带来的高温冷却水泄漏的危险，增加了施工过程中的安全性，且该密封方法操作简易，可有效提高装配效率，实用性强，有益于广泛推广。

Description

中速柴油机缸盖及其工艺孔的密封方法

技术领域

本发明涉及船用柴油机技术领域，特别是涉及一种中速柴油机缸盖及其工艺孔的密封方法。

背景技术

由法国热机协会设计的四冲程中速柴油机，其结构简单、维修方便，而且马力大、尺寸小、重量轻，各项性能指标先进，是舰船动力同类柴油机中的佼佼者。柴油机作为压燃式内燃机，其工作是由进气、压缩、燃烧膨胀(即做功)和排气这四个冲程来完成，这四个过程构成一个工作循环。在四冲程柴油机的四个冲程中，只有第三冲程即工作冲程才产生动力，对外做功，使曲轴在四个冲程中连续而均匀的运转。

缸盖是柴油机的关键零部件，缸盖密封气缸工作空间，并组成燃烧室，气缸盖底板受到高温燃烧气体的剧烈加热和腐蚀，气缸盖中央和排气阀孔附近温度最高，达到400～480℃。为此气缸盖内设计了冷却水腔，使用淡水对气缸盖进行冷却。为了加强对气缸盖底板的冷却，采用了双层底式结构，即在气缸盖的内部铸出水平中隔板，将冷却水分为上下两部分，全部的冷却水引入气缸盖的下层冷却水腔，由于下层冷却水腔的容积和水流通道面积较小，使冷却水的流速较高，加强了气缸盖底板的冷却，冷却水通过中隔板上的孔道流到上层冷却水腔，对上部进行冷却。

气缸盖通常采用球墨铸铁铸件，为保证冷却水腔的铸造质量，在缸盖外侧留有若干个冷却水腔的工艺孔，冷却水腔内高温冷却水的温度为60-90℃，为了保证冷却水腔的压力和密封性，缸盖的冷却水的工艺孔需要安全密封。

现有的冷却水腔工艺孔普遍为高精度圆柱孔，其直径一般为50H12mm,长18mm，内表面粗糙度为3.2，该高精度圆柱孔对加工精度要求较高且加工效率低。而现有的密封方式多采用直接将进口成品碗型弹性塞塞入高精度圆柱孔对工艺孔进行密封，该碗型弹性塞为进口商品，价格贵，且可替换性差，在实际使用过程中易发生漏水事件。

发明内容

本发明针对现有技术中存在的上述不足，提供了一种中速柴油机缸盖及其工艺孔的密封方法。

根据本发明的一个方面，提供了一种中速柴油机缸盖冷却水腔工艺孔的密封方法，包括：

将中速柴油机缸盖冷却水腔的工艺孔加工为满足工艺要求的螺纹孔；

制备与所述螺纹孔适配的密封垫和螺塞，并将所述密封垫和所述螺塞由内至外同轴设置于所述螺纹孔内；

在所述螺塞与所述螺纹孔之间的缝隙内填充密封胶，完成密封。

优选地，所述螺纹孔为平底结构，其规格为M48*2，深度为16mm，粗糙度为6.3。

优选地，所述螺塞的制备方法，包括：

采用45号钢材质制备圆柱体结构，并对所述圆柱体结构的表面进行粗加工以及热处理；

在处理后的圆柱体结构外表面制备环绕圆柱体侧壁且与所述螺纹孔相适配的外螺纹；

在制备外螺纹后的圆柱体结构头部制备六角沉头孔，并进行表面氧化处理，得到螺塞。

优选地，所述圆柱体结构长为15mm。

优选地，所述外螺纹采用细牙螺纹，外螺纹尺寸为M48*2。

优选地，所述密封垫的制备方法，包括：

采用T3材质，制备圆环形结构，得到密封垫。

优选地，所述密封垫的厚度为1mm，内孔直径为36mm，外孔直径为45mm。

优选地，所述密封胶采用能够解胶的密封剂。

根据本发明的另一个方面，提供了一种中速柴油机缸盖，包括缸盖本体以及密封元件，所述缸盖本体的冷却水腔工艺孔为满足工艺要求的螺纹孔，所述密封元件适配安装于所述螺纹孔内，并通过密封胶填充，完成密封；其中：

所述密封元件包括与所述螺纹孔相适配的螺塞和密封垫，所述螺塞和密封垫由外向内同轴安装于所述螺纹孔内，所述密封胶填充于所述螺塞和所述螺纹孔之间的缝隙中。

优选地，所述螺纹孔为平底结构，其规格为M48*2，深度为16mm，粗糙度为6.3。

优选地，所述螺塞整体呈设有外螺纹的圆柱体结构，其头部设有六角沉头孔；其中，所述圆柱体结构长为15mm。

优选地，所述外螺纹为细牙螺纹，外螺纹尺寸为M48*2。

优选地，所述密封垫整体呈圆环形结构，其厚度为1mm，内孔直径为36mm，外直径为45mm。

优选地，所述螺塞采用45号钢材质制备得到。

优选地，所述密封垫采用T3材质制备得到。

由于采用了上述技术方案，本发明与现有技术相比，具有如下至少一项的有益效果：

本发明提供的中速柴油机缸盖及其工艺孔的密封方法，其中所涉及的密封方法降低了缸盖在加工工艺上的难度、提高了加工效率，并通过密封胶、螺塞、密封垫与螺纹孔的配合使用，使螺塞在根据力矩要求安装设置后，可对工艺孔达到有效的密封，尽可能的避免了缸盖的冷水腔在使用过程中漏水，减少了因传统的碗型弹性塞安装不到位带来的高温冷却水泄漏的危险，增加了施工过程中的安全性。

本发明提供的中速柴油机缸盖及其工艺孔的密封方法，其中所涉及的密封方法操作简易，可有效提高装配效率，实用性强，有益于广泛推广。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本发明一实施例中中速柴油机缸盖冷却水腔工艺孔的密封方法流程图；

图2为本发明一实施例中中速柴油机缸盖结构示意图；

图3为本发明一优选实施例中密封元件的安装示意图；

图4为本发明一优选实施例中工艺孔结构示意图；

图5为本发明一优选实施例中螺塞结构示意图；

图6为本发明一优选实施例中密封垫结构示意图。

图中，1为螺塞；2为密封垫；3为工艺孔。

具体实施方式

下面对本发明的实施例作详细说明：本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

图1为本发明一实施例提供的中速柴油机缸盖冷却水腔工艺孔的密封方法流程图。

如图1所示，该实施例提供的中速柴油机缸盖冷却水腔工艺孔的密封方法，可以包括如下步骤：

S100，将中速柴油机缸盖冷却水腔的工艺孔加工为满足工艺要求的螺纹孔；

S200，制备与螺纹孔适配的密封垫和螺塞，并将密封垫和螺塞由内至外同轴设置于螺纹孔内；

S300，在螺塞与螺纹孔之间的缝隙内填充密封胶，完成密封。

在该实施例的S100中，作为一优选实施例，螺纹孔可以为平底结构，其规格可以为M48*2，深度可以为16mm，粗糙度可以为6.3。

在该实施例的S200中，作为一优选实施例，螺塞的制备方法，可以包括如下步骤：

S201，采用45号钢材质制备圆柱体结构，并对所述圆柱体结构的表面进行粗加工以及热处理；

S202，在处理后的圆柱体结构外表面制备环绕圆柱体侧壁且与螺纹孔相适配的外螺纹；

S203，在制备外螺纹后的圆柱体结构头部制备六角沉头孔，并进行表面氧化处理，得到螺塞。

在该实施例的S201中，作为一优选实施例，所述圆柱体结构长为15mm。

在该实施例的S202中，作为一优选实施例，外螺纹可以采用细牙螺纹，外螺纹尺寸可以为M48*2。

在该实施例的S200中，作为一优选实施例，密封垫的制备方法，可以包括如下步骤：

采用T3材质，制备圆环形结构，得到密封垫。

进一步地，作为一优选实施例，密封垫的厚度可以为1mm，内孔直径可以为36mm，外直径可以为45mm。

在该实施例的S300中，作为一优选实施例，密封胶可以采用能够解胶的密封剂。

该实施例提供的密封方法，解决了现有技术存在的对工艺孔加工要求高、难度大且所采用的密封方法成本高、密封性不好的问题。

在本发明部分实施例中：

该密封方法首先需将缸盖冷却水腔的工艺孔加工为螺纹孔，在一具体应用实例中，所涉及的缸盖为球墨铸铁铸件，缸盖的冷却水腔在缸盖侧面保留有10个铸造工艺孔，需对10个工艺孔进行攻螺纹，形成规格为M48*2，深度为16mm，平底，粗糙度为6.3的螺纹孔，将传统的高精度圆柱孔改为螺纹孔的方式，降低了缸盖的加工难度，提高了加工效率，同时也保证了加工质量。

在螺纹孔加工完成后，将密封垫2装入至螺纹孔底部，再将螺塞1周围均匀涂抹密封胶，然后将螺塞1安装至密封孔，用六角头扳手根据安装力矩要求，拧动螺塞1，直至螺塞1安装至预设位置。通过密封胶、螺塞1、密封垫2与螺纹孔的配合使用，使螺塞1在根据力矩要求安装设置后，可对工艺孔达到有效的密封，尽可能的避免了缸盖的冷水腔在使用过程中漏水。

密封胶可以采用乐泰263胶水，乐泰263胶水为中高强度密封剂，可将高强度螺纹锁固及密封，且在需要时可解较，将螺塞1拆卸，以便于随时更换螺塞1。

进一步地，也可根据实际密封要求，采用合适的密封胶。

图2为本发明一实施例提供的中速柴油机缸盖结构示意图。

如图2所示，该实施例提供的中速柴油机缸盖，可以包括缸盖本体以及密封元件，缸盖本体的冷却水腔工艺孔(如图4所示)为满足工艺要求的螺纹孔，密封元件适配安装于螺纹孔内，并通过密封胶填充，完成密封；其中：

如图3所示，密封元件包括与螺纹孔相适配的螺塞1和密封垫2，螺塞1和密封垫2由外向内同轴安装于螺纹孔内，密封胶填充于螺塞1和螺纹孔之间的缝隙中。螺塞1如图5所示，密封垫2结构如图6所示。

作为一优选实施例，螺纹孔可以为平底结构，其规格可以为M48*2，深度可以为16mm，粗糙度可以为6.3。

作为一优选实施例，螺塞1整体可以呈设有外螺纹的圆柱体结构，其头部可以设有六角沉头孔；其中，圆柱体结构长为15mm。

作为一优选实施例，外螺纹可以为细牙螺纹，外螺纹尺寸可以为M48*2。

作为一优选实施例，密封垫2整体可以呈圆环形结构，其厚度可以为1mm，内孔直径可以为36mm，外直径可以为45mm。

作为一优选实施例，螺塞1可以采用45号钢材质制备得到。

作为一优选实施例，密封垫2可以采用T3材质制备得到。

在本发明部分实施例中：

螺塞1呈圆柱形，其上表面向内设有六角沉头孔，以便于使用安装工具进行安装。螺塞1采用45号钢材质，螺塞1进行热处理保证了螺塞1的强度，环绕螺塞1侧壁上设有外螺纹，该外螺纹采用细牙螺纹，具备良好的密封性，外螺纹尺寸为M48*，2，螺塞1的表面进行氧化处理，以达到防腐、防锈效果。

密封垫2呈圆环形，采用T3材质，使其具有良好的导热性以及耐蚀能,且该材质便于加工。密封垫的厚度为1mm,内孔直径为36mm，外直径为45mm，该密封垫2安装在缸盖冷却水腔的工艺孔3底部，当螺塞1拧紧时，密封垫2受到压力，起到了良好的密封作用，保证了密封效果。

进一步地，密封垫2的尺寸可配合工艺孔(如图4所示)的实际需求调整。

该实施例提供的中速柴油机缸盖，先安装垫片，再在螺塞周围均匀涂抹乐泰263密封胶，手动把螺塞安装至密封孔，用六角头扳手根据安装力矩要求，把螺塞安装到位。

本发明上述实施例提供的中速柴油机缸盖及其工艺孔的密封方法，由原来的直径50H12mm,长18mm，内表面粗糙度3.2的高精度圆柱孔，改为规格为M48*2，长16mm，平底，粗糙度为6.3的螺纹孔，降低了缸盖的加工难度，提高了加工效率，同时也保证了加工质量。

原进口产品价格贵，且替换性差，在实际使用中甚至发生漏水事件。本发明上述实施例提供的中速柴油机缸盖及其工艺孔的密封方法，其制备的螺塞，材料为45#钢，螺塞进行热处理保证了螺塞的强度，该螺塞头部为六角沉头孔，方便安装，外螺纹为M48*2，螺塞表面进行氧化处理达到防腐、防锈效果，螺塞与缸盖的冷却工艺孔完全匹配。

本发明上述实施例提供的中速柴油机缸盖及其工艺孔的密封方法，其垫片材料为T3，厚度1mm,内孔为36mm,外孔为45mm,安装在缸盖冷却水的工艺孔底部，当螺塞拧紧时，垫片起到了密封作用，保证了密封效果。

本发明上述实施例提供的中速柴油机缸盖及其工艺孔的密封方法，可以选用乐泰263胶水作为密封胶，乐泰263胶水能高强度螺纹锁固及密封，为中高强度密封剂，可拆卸。

本发明上述实施例提供的中速柴油机缸盖及其工艺孔的密封方法，缸盖的工艺孔改为细牙螺纹孔，垫片，螺塞和密封胶组合，与缸盖密封孔匹配，保证了缸盖冷却水腔的工艺孔的密封性；将原有的公差配合加工方式改为螺纹加工方式，加工方法改进，减少了加工难度，提高了缸盖加工效率；安装时垫片与冷却水腔的工艺孔底部贴合，螺塞涂抹密封胶后，按照拧紧力矩要求安装到位，起到了有效密封的效果。

本发明上述实施例提供的中速柴油机缸盖及其工艺孔的密封方法，取消了原进口碗型弹性密封塞的密封模式，实现了元件自制，降低制造成本；减少了因原碗型弹性塞因安装不到位带来的高温冷却水泄漏的危险，增加了安全性；降低了缸盖铸件的加工难度，提高了缸盖加工效率；简化了冷却水腔的工艺孔的密封安装工序，提高装配效率。

本发明上述实施例提供的中速柴油机缸盖及其工艺孔的密封方法，其对密封元件的结构进行了改良，避免了使用传统的进口元件，降低了制造成本，并在此基础上提供了一种与本发明所涉及的密封元件相适配的密封方法，该密封方法降低了缸盖在加工工艺上的难度、提高了加工效率，并通过密封胶、螺塞1、密封垫2与螺纹孔的配合使用，使螺塞1在根据力矩要求安装设置后，可对工艺孔达到有效的密封，尽可能的避免了缸盖的冷水腔在使用过程中漏水，减少了因传统的碗型弹性塞安装不到位带来的高温冷却水泄漏的危险，增加了施工过程中的安全性，且该密封方法操作简易，可有效提高装配效率，实用性强，有益于广泛推广。

本发明上述实施例提供的中速柴油机缸盖及其工艺孔的密封方法，其中所涉及的密封方式的改进既易于密封元件的安装与拆卸，也保证了缸盖冷却水腔的密封性，提高安全性，具有操作简便、可靠、方便拆装、维护方便等优点，适合于大规模推广应用。

本发明上述实施例提供的中速柴油机缸盖及其工艺孔的密封方法，已经广泛推广用于涉及产品里，缸盖冷却水腔的工艺孔的密封方式的改进，不仅有利于缸盖的加工，密封元件的安装、密封元件拆装维修，同时也保证了高效的密封性。

以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。

Claims (10)

1.一种中速柴油机缸盖冷却水腔工艺孔的密封方法，其特征在于，包括：

将中速柴油机缸盖冷却水腔的工艺孔加工为满足工艺要求的螺纹孔；

制备与所述螺纹孔适配的密封垫和螺塞，并将所述密封垫和所述螺塞由内至外同轴设置于所述螺纹孔内；

在所述螺塞与所述螺纹孔之间的缝隙内填充密封胶，完成密封。

2.根据权利要求1所述的中速柴油机缸盖冷却水腔工艺孔的密封方法，其特征在于，所述螺纹孔为平底结构，其规格为M48*2，深度为16mm，粗糙度为6.3。

3.根据权利要求1所述的中速柴油机缸盖冷却水腔工艺孔的密封方法，其特征在于，所述螺塞的制备方法，包括：

采用45号钢材质制备圆柱体结构，并对所述圆柱体结构的表面进行粗加工以及热处理；

在处理后的圆柱体结构外表面制备环绕圆柱体侧壁且与所述螺纹孔相适配的外螺纹；

在制备外螺纹后的圆柱体结构头部制备六角沉头孔，并进行表面氧化处理，得到螺塞。

4.根据权利要求3所述的中速柴油机缸盖冷却水腔工艺孔的密封方法，其特征在于，所述圆柱体结构长为15mm；和/或

所述外螺纹采用细牙螺纹，外螺纹尺寸为M48*2。

5.根据权利要求1所述的中速柴油机缸盖冷却水腔工艺孔的密封方法，其特征在于，所述密封垫的制备方法，包括：

采用T3材质，制备圆环形结构，得到密封垫。

6.根据权利要求5所述的中速柴油机缸盖冷却水腔工艺孔的密封方法，其特征在于，所述密封垫的厚度为1mm，内孔直径为36mm，外直径为45mm。

7.根据权利要求1所述的中速柴油机缸盖冷却水腔工艺孔的密封方法，其特征在于：所述密封胶采用能够解胶的密封剂。

8.一种中速柴油机缸盖，包括缸盖本体，其特征在于，还包括密封元件，所述缸盖本体的冷却水腔工艺孔为满足工艺要求的螺纹孔，所述密封元件适配安装于所述螺纹孔内，并通过密封胶填充，完成密封；其中：

所述密封元件包括与所述螺纹孔相适配的螺塞(1)和密封垫(2)，所述螺塞(1)和密封垫(2)由外向内同轴安装于所述螺纹孔内，所述密封胶填充于所述螺塞和所述螺纹孔之间的缝隙中。

9.根据权利要求8所述的中速柴油机缸盖，其特征在于，还包括如下任意一项或任意多项：

-所述螺纹孔为平底结构，其规格为M48*2，深度为16mm，粗糙度为6.3；

-所述螺塞(1)整体呈设有外螺纹的圆柱体结构，其头部设有六角沉头孔；其中，所述圆柱体结构长为15mm；和/或，所述外螺纹为细牙螺纹，外螺纹尺寸为M48*2；

所述密封垫(2)整体呈圆环形结构，其厚度为1mm，内孔直径为36mm，外直径为45mm。

10.根据权利要求9所述的中速柴油机缸盖，其特征在于，还包括如下任意一项或任意多项：

-所述螺塞(1)采用45号钢材质制备得到；

-所述密封垫(2)采用T3材质制备得到。

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