CN115163238B - 一种气门导管 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种气门导管，包括气门导管本体，气门导管本体的外侧面穿过气缸盖，所述气门导管本体的内侧面设置有用于穿过气门导杆的气门导管内腔，气缸盖内为气道，气缸盖的上端面为气缸盖顶腔平面，所述气门导管内腔的上端设置有顶端腔，顶端腔为外弧形结构，顶端腔的外弧分别与气门导管本体和气门导管内腔相切，所述气门导管内腔的下端设置有底端腔，底端腔的底部与气门导管本体的底部平面平齐，所述底端腔的上部设置有下部密封槽，下部密封槽内设置有密封圈，本气门导管可以解决进入气门导管内腔的积碳沉积问题，避免气门导管的异常磨损，保证润滑油的性能不受影响，大大降低了发动机的故障率。
Description
技术领域
本发明涉及发动机技术领域，具体为一种气门导管。
背景技术
现有的发动机配气系统中，气门导杆被驱动机构推动在气门导管中做上下往复直线运动，需要保证气门导杆在气门导管中运动灵活，才能保证发动机进气和排气工作正常。
为了使气门导管具有耐高温、耐磨、自润滑、易切削加工等性能，提高气门导管使用寿命，一种气门导管（申请号 202110849543.0）涉及发动机气门技术领域，尤其涉及一种气门导管，该气门导管由内向外依次为耐磨层和导热层，耐磨层由耐磨材料制成，用于与气门滑动配合，耐磨性好，导热层由导热材料制成，导热效果好，以使燃烧室排出的高温气体接触气门导管时，热量能够迅速由导热层散出，避免气门导管的温度过高加剧气门导管的磨损，提高了气门导管的使用寿命。
为了满足发动机对气门导管材料的热传导与耐磨性的要求，一种高热传导耐磨气门导管材料及其制备方法（申请号 202011256302.7）涉及粉末冶金技术领域，尤其涉及一种高热传导耐磨气门导管材料及其制备方法，此发明将含Cu的合金粉与青铜粉混合获得高成型性的粉料，再成型得到高密度毛坯，然后进行高温烧结，得到具有弥散分布的富铜相的烧结合金钢组织，使气门导管材料具备较高的硬度、强度力学性能，能够满足发动机对气门导管材料的热传导与耐磨性的要求。
为了解决气门导管因为温度过高失去或改变配合间隙，以及失去润滑不能工作，使零件的摩擦和磨损加剧，引起内燃机的动力性、经济性、可靠性和耐久性全面恶化，一种快速均匀散热气门导管（201710017968.9）涉及一种气门导管，具体是一种快速均匀散热气门导管，具有快速连续冷却并且散热均匀的微槽群取热结构，具有较好的取热结构还有快速的散热系统，此发明的圆柱空腔中的微槽群取热结构由于具有许多微槽道，相比原先的散热技术很大程度上提升取热密度，能快速吸收由气门头部传送到气门杆部热量，气门导管和气缸盖的密封性能保证气缸盖水套中的冷却液经过进出口冷却水孔水冷循环将热量传送出去，使其散热均匀。
气门导管在发动机气缸盖上安装后，气门导管自上到下置于不同的工作环境中，例如气门导管的中上段置于温度不大于80℃的气缸盖罩内，中间段四周有冷却液置于不大于90℃的气缸盖内，排气门导管的中下段置于温度大于400℃的排气道内，进气门导管的中下段置于温度不大于50℃的进气道内。为了保证气门导管在不同工作环境有对应的耐磨性，一种气门导管（201710017968 .9）提供由粉末冶金工艺制造的气门导管，所述气门导管由不同材料制成的部分组成，以便同时满足各个部分的所有不同特殊要求，其中基体由第一材料制成，管道侧上的末段由第二材料制成，同时凸轮侧和/或管道侧上的末段渗透有铜，目的是解决单一材料制成的气门导管不能满足三个不同部分的所有功能要求。
然而，本发明在此已经认识到现有技术未考虑发动机在燃烧燃料时不可避免的会产生积碳堆积在气门导杆上，这些积碳随气门导杆进入气门导管内腔后沉积下来，会摩擦气门导杆与气门导管内腔，破坏润滑油的性能，造成气门导管内腔的异常磨损，进而影响发动机的正常使用。
发明内容
本发明要解决的技术问题是克服现有的缺陷，提供一种气门导管，可以解决进入气门导管内腔的积碳沉积问题，避免气门导管的异常磨损，降低发动机的故障率，可以有效解决背景技术中的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种气门导管，包括气门导管本体，气门导管本体的外侧面穿过气缸盖，所述气门导管本体的内侧面设置有用于穿过气门导杆的气门导管内腔，气缸盖内为气道，气缸盖的上端面为气缸盖顶腔平面，所述气门导管内腔的上端设置有顶端腔，顶端腔为外弧形结构，顶端腔的外弧分别与气门导管本体和气门导管内腔相切，所述气门导管内腔的下端设置有底端腔，底端腔的底部与气门导管本体的底部平面平齐，所述底端腔的上部设置有下部密封槽，下部密封槽内设置有密封圈，所述顶端腔与下部密封槽之间设置有至少两条变螺距槽，变螺距槽的起点螺距大于终点螺距，所述气门导管本体内设置有上部环槽，上部环槽与气门导管本体的上平面平行，所述气门导管本体上设置有至少一个通孔，所述通孔位置高于气缸盖顶腔平面。
作为本发明的一种优选技术方案，所述底端腔与气门导管内腔同轴且底端腔的直径大于气门导管内腔的直径，底端腔的深度大于气门导杆在气门导管本体内上下运动之间的间距。
作为本发明的一种优选技术方案，所述下部密封槽与气门导管内腔同轴，下部密封槽的直径为气门导管内腔的1.5倍。
作为本发明的一种优选技术方案，所述变螺距槽的槽宽与气门导管内腔的直径为1:10，变螺距槽的槽深与其槽宽相等。
作为本发明的一种优选技术方案，所述上部环槽的深度与变螺距槽的深度相同，上部环槽的槽宽为变螺距槽槽宽的两倍。
作为本发明的一种优选技术方案，所述通孔的直径与上部环槽的槽宽相同。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本气门导管结构紧凑，设计合理，操作方便，解决了进入气门导管内腔的积碳沉积问题，使气门导管内腔有清洁的润滑油，避免气门导管本体的异常磨损，通过设置变螺距槽使得气门导管内腔的圆周与气门导杆的圆周之间产生充满厚度且均匀分布的润滑油，保证了气门导杆在气门导管内腔内上下同轴的运动，避免出现侧向磨损，通过设置下部密封槽和密封圈，当气门导管本体在气门导管内向上运动时阻止了附着在气门导杆上的少量积碳进入气门导管内腔，当气门导杆在气门导管内向下运动时阻止了气门导管内腔的润滑油泄漏到底端腔中，避免在底端腔内生成积碳，通过设置上部环槽保证润滑油的流动顺畅，通过设置通孔可以将上部环槽收集的润滑油泄放到气门导管本体外部，随后经发动机过滤器后为气门导管本体的顶端腔提供干净的润滑油，起到清洁气门导管内腔的作用，保证润滑效果。
附图说明
图1为本发明结构示意图；
图2为本发明主视图；
图3为本发明主剖视图；
图4为本发明安装示意图；
图5为本发明尺寸标记示意图。
图中：100气门导管本体、101底端腔、102顶端腔、103下部密封槽、104变螺距槽、105上部环槽、106通孔、107密封圈、108气门导管内腔、200气门导杆、300气缸盖、301气道、302气缸盖顶腔平面。
实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，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（为描述与理解方便，以下以图1的上方为上方进行描述）。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-5，本发明提供一种技术方案：一种气门导管，包括气门导管本体100，气门导管本体100的外侧面穿过气缸盖300，气门导管本体100的内侧面设置有用于穿过气门导杆200的气门导管内腔108，气缸盖300内为气道301，气缸盖300的上端面为气缸盖顶腔平面302，气门导管内腔108的上端设置有顶端腔102，顶端腔102为外弧形结构，顶端腔102的外弧分别与气门导管本体100和气门导管内腔108相切，本实施例中，气门导管本体100的外径D0为18mm,气门导管内腔108的直径D2为10mm，计算得到气门导管本体100的壁厚B1等于4mm，设置顶端腔102的外弧半径R为4mm等于气门导管本体100壁厚B1，气门导杆200在气门导管本体100内向下运动时，顶端腔102刮下附着在气门导杆200上的润滑油，设置顶端腔102为外弧形有利于润滑油的顺畅流动，并增加了变螺距槽104与顶端腔102的切割面积，保证了润滑油能顺利进入变螺距槽104，设置顶端腔102为外弧形能使多余的润滑油顺畅溢出顶端腔102，使顶端腔102内储存的润滑油容量保持恒定，保证为气门导管内腔108提供定量的润滑油，避免润滑油不足造成的气门导管内腔108磨损问题；
气门导管内腔108的下端设置有底端腔101，底端腔101的底部与气门导管本体100的底部平面平齐，底端腔101与气门导管内腔108同轴且底端腔101的直径大于气门导管内腔108的直径，底端腔101的深度大于气门导杆200在气门导管本体100内上下运动之间的间距；
本实施例中，气门导杆200上下运动的距离L2为10mm，气门盘许可的磨损极限S1为2mm，气门座圈许可的磨损极限值S2为2mm，设置底端腔101的深度L1根据公式计算得到L1=L2+S1+S2=（10+2+2）mm =14mm，由此设置底端腔101的深度L1为14mm，气门导管内腔108的直径D2为10mm，顶端腔102的外弧半径R为4mm，设置底端腔101的直径D1根据公式计算得到D1=L1/R+D2=（14/4+10）mm=13.5mm，使底端腔101的直径D1大于气门导管内腔108的直径D2，在气门导杆200圆周与底端腔101圆周之间形成1.75mm的间隙，气道301的气流中会含有颗粒杂物，当气门导杆200向下运动时，这些颗粒杂物能附着到暴露在底端腔101外的气门导杆200上形成积碳，当气门导杆200向上运动时，附着在气门导杆200上的积碳被底端腔101刮下在1.75mm的间隙内，在气道301内气流快速运动作用下，使底端腔101内与气道301形成相对负压力，被快速流动的气流吸出1.75mm间隙内的积碳，避免了颗粒杂物进入气门导管内腔108造成的磨损问题，达到了清除气门导杆200上积碳的目的；
底端腔101的上部设置有下部密封槽103，下部密封槽103内设置有密封圈107，下部密封槽103与气门导管内腔108同轴，下部密封槽103的直径为气门导管内腔108的1.5倍，本实施例中，气门导管内腔108直径D2为10mm，设置下部密封槽103的直径D3为15mm，根据公式C4=（D3-D2）/2计算设置下部密封槽103的槽宽C4为2.5mm,设置下部密封槽103与底端腔101的间距L4为10mm等于气门导管内腔108直径D2，气门导杆200在气门导管内向上运动时，下部密封槽103内设置的密封圈107阻止了附着在气门导杆200上的少量积碳进入气门导管内腔108；相反地，当气门导杆200在气门导管内向下运动时，阻止了气门导管内腔108的润滑油泄漏到底端腔101中，避免在底端腔101内生成积碳；
顶端腔102与下部密封槽103之间设置有变螺距槽104，变螺距槽104的起点螺距大于终点螺距，变螺距槽104的起点为气门导管内腔108的顶端腔102，变螺距槽104的终点为下部密封槽103，变螺距槽104的槽宽与气门导管内腔108的直径为1:10，变螺距槽104的槽深与其槽宽相等，气门导管本体100内设置有上部环槽105，上部环槽105与气门导管本体100的上平面平行，气门导管本体100上设置有至少一个通孔106，通孔106位置高于气缸盖顶腔平面302，本实施例中气门导管内腔108直径D2是10mm，设置变螺距槽104的槽宽C1为1mm，设置变螺距槽104的槽深C2为1mm，在气门导管内腔108内至少设置有两条变螺距槽104，两条变螺距槽104的起点在气门导管本体100直径的一条轴线上间隔180°，当设置大于两条变螺距槽104时应使变螺距槽104的起点在气门导管本体100圆周上均匀分布，例如设置三条变螺距槽104在气门导管本体100圆周上成120°均匀分布，气门导管内腔108的圆周与气门导杆200的圆周之间产生充满厚度均匀分布的润滑油，保证了气门导杆200在气门导管内腔108内上下同轴灵活运动，解决了不同轴产生的侧向磨损问题；
变螺距槽104起点螺距大于终点螺距，本实施例中设置起点螺距的间距Z1为30mm是变螺距槽104槽宽C1的30倍，设置终点螺距的间距Z2为10mm是变螺距槽104槽宽C1的10倍，经设置后变螺距槽104在气门导管内腔108由起点至终点形成螺距由30mm至10mm的变螺距的螺旋槽，变螺距槽104起点间距Z1大能使气门导管内腔108上中部的润滑油向下流动速度快、压力小，把顶端腔102内聚集的润滑油快速充入气门导管内腔108下部，达到快速润滑目的；当气门导杆200在气门导管内腔108中向下运动时，顶端腔102内聚集的润滑油随气门导杆200向下运动由变螺距槽104起点进入气门导管内腔108到达下部密封槽103，使气门导杆200与气门导管内腔108之间形成圆周均匀的油膜，能防止气门导杆200与气门导管内腔108直接接触产生的摩擦磨损；变螺距槽104终点间距Z2小能使气门导管内腔108中下部聚集的润滑油多，能吸收气门导杆200下端更多的热量；进一步地，润滑油吸收热量膨胀后在气门导管内腔108中下部的变螺距槽104内能升高压力，当气门导杆200在气门导管内腔108向上运动时，气门导管内腔108中下部的压力高使润滑油快速向上流动，能快速带走热量达到冷却气门导杆200的目的；特别有益地，气门导管内腔108中下部变螺距槽104中的润滑油吸热膨胀后能减小密度，当附着在气门导杆200的微小积碳穿过下部密封槽103中的密封圈107时，低密度的润滑油能融入这些微小积碳，变螺距槽104的终点间距Z2小能融入更多的积碳，达到清洗气门导杆的目的，避免积碳进入气门导杆200与气门导管内腔108之间产生摩擦；
气门导管本体100内设置有上部环槽105，上部环槽105与气门导管本体100的上平面平行，上部环槽105与气门导管内腔108同轴，本实施例中，上部环槽105槽的深度为1mm与变螺距槽104的深度相同，能使润滑油通过上部环槽105时无阻滞，保证润滑油的流动顺畅，计算得到上部环槽105的直径D4为12mm；设置上部环槽105的槽宽C3为2mm是变螺距槽104槽宽C1的两倍，通孔106使上部环槽105连通气门导管本体100外部，设置通孔106直径D5为2mm与上部环槽105的槽宽C3相同，设置一个或多个通孔106在上部环槽105圆周上均匀分布，实施列设置了两个通孔106相隔180°；
把气门导管本体100安装在气缸盖300上后，上部环槽105的位置高出气缸盖上平面302一段距离，保证通孔106不被遮挡，当气门导杆200在气门导管内腔108向上运动时，气门导管内腔108中下部的润滑油快速向上流动，上部环槽105收集来自气门导管内腔108中下部的润滑油，由通孔106把上部环槽105收集的润滑油泄放到气门导管本体100外部，随后经发动机过滤器后为气门导管本体100顶端腔102提供干净的润滑油，起到清洁气门导管内腔108的作用，设置多个通孔106在气门导管本体100圆周上均匀分布具有同样的效果。
在使用时：顶端腔102内储存的润滑油容量保持恒定，多余的润滑油溢出顶端腔，保证为气门导管内腔108提供定量的润滑油，避免润滑油不足造成的气门导管内腔108磨损问题，气门导杆200上下运动使变螺距槽104内的润滑油产生流动效果，气门导杆200向下运动时把清洁的润滑油充入气门导管内腔108，气门导杆200向上运动时把气门导管内腔108中下部的积碳携带到上部环槽105，通过通孔106把含有积碳的润滑油排出气门导管内腔108，保证了气门导管内腔108的润滑性能，当气门导杆200在气门导管本体100内向下运动时，顶端腔102内聚集的润滑油随气门导杆200向下运动进入气门导管内腔108，由变螺距槽104起点成螺旋润滑方式到达下部密封槽103，使气门导杆200与气门导管内腔108之间形成圆周均匀的油膜起到润滑作用；当气门导杆200在气门导管本体100内向上运动时，附着在气门导杆200上的积碳被底端腔101刮下，底端腔101在气道301内气流快速运动作用下形成相对负压力，底端腔101的积碳被快速流动的气流吸出，避免了颗粒杂物进入气门导管内腔108造成的磨损问题，达到了清除气门导杆200上积碳的目的。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (6)
1.一种气门导管，包括气门导管本体(100)，气门导管本体(100)的外侧面穿过气缸盖(300)，所述气门导管本体(100)的内侧面设置有用于穿过气门导杆(200)的气门导管内腔(108)，气缸盖(300)内为气道(301)，气缸盖(300)的上端面为气缸盖顶腔平面(302)，其特征在于：所述气门导管内腔(108)的上端设置有顶端腔(102)，顶端腔(102)为外弧形结构，顶端腔(102)的外弧分别与气门导管本体(100)和气门导管内腔(108)相切，所述气门导管内腔(108)的下端设置有底端腔(101)，底端腔(101)的底部与气门导管本体(100)的底部平面平齐，所述底端腔(101)的上部设置有下部密封槽(103)，下部密封槽(103)内设置有密封圈(107)，所述顶端腔(102)与下部密封槽(103)之间设置有至少两条变螺距槽(104)，变螺距槽(104)的起点螺距大于终点螺距，所述气门导管本体(100)内设置有上部环槽(105)，上部环槽(105)与气门导管本体(100)的上平面平行，所述气门导管本体(100)上设置有至少一个通孔(106)，所述通孔(106)位置高于气缸盖顶腔平面(302)。
2.根据权利要求1所述的一种气门导管，其特征在于：所述底端腔(101)与气门导管内腔(108)同轴且底端腔(101)的直径大于气门导管内腔(108)的直径，底端腔(101)的深度大于气门导杆(200)在气门导管本体(100)内上下运动之间的间距。
3.根据权利要求1所述的一种气门导管，其特征在于：所述下部密封槽(103)与气门导管内腔(108)同轴，下部密封槽(103)的直径为气门导管内腔(108)的1.5倍。
4.根据权利要求1所述的一种气门导管，其特征在于：所述变螺距槽(104)的槽宽与气门导管内腔(108)的直径为1:10，变螺距槽(104)的槽深与其槽宽相等。
5.根据权利要求1所述的一种气门导管，其特征在于：所述上部环槽(105)的深度与变螺距槽(104)的深度相同，上部环槽(105)的槽宽为变螺距槽(104)槽宽的两倍。
6.根据权利要求1所述的一种气门导管，其特征在于：所述通孔(106)的直径与上部环槽(105)的槽宽相同。
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