CN204738881U - 一种均温强化散热型风冷柴油机气缸盖 - Google Patents

Abstract

一种均温强化散热型风冷柴油机气缸盖，在气门室盖安装面上设有进气纵向散热筋和排气纵向散热筋，在进气管安装面上设有进气纵向散热筋和进气横向散热片，进气横向散热片设置在下冷却进风口和进气道之间，进气横向散热片水平间隔分布；在排气管安装面上设有排气纵向散热筋、排气横向散热片和纵向短散热片，排气道设置在左冷却出风口和右冷却出风口之间，排气横向散热片设置在左冷却出风口和排气道之间，排气纵向散热筋和纵向短散热片分别设置在排气道的两侧。采用本实用新型不仅气缸盖的整体温度能下降30℃～40℃，而且气缸盖的温度差能控制在10℃以内。

Description

一种均温强化散热型风冷柴油机气缸盖

技术领域：

本实用新型涉及单缸风冷立式柴油机，尤其涉及单缸风冷立式柴油机的气缸盖。

背景技术：

柴油机能否正常运转，在很大程度上取决于机油温度和机油压力。机油温度和机油压力处于正常范围，对于充分发挥柴油机的效能，延长发动机的使用寿命，降低使用燃油消耗率,降低排放、提高功率输出，有着极为重要的意义。柴油机是在很高的工作循环温度下进行的，燃烧终了的温度可1700℃～2000℃，甚至更高，气缸盖的进气门头部的温度为300～400℃、排气门头部温度600℃～800℃。在这样高的温度下，零件的强度、耐磨性大为降低，正常配合遭到破坏，机油大量烧损，润滑条件极度恶化，显然是无法正常工作的。因此，柴油机必须得到冷却。

风冷柴油机广泛用于小型发电系统，良好的散热性能对其安全可靠运行非常重要，风冷柴油机的冷却系统是利用飞轮产生压力空气流直接吹过气缸盖、气缸体和机体的外表面，把从柴油机燃烧作功产生的热量散发到大气中，以保证柴油机在最有利的温度范围内工作。风冷却系统与水冷却系统相比，结构简单、重量轻、故障少，无需特殊保养，而且风冷能够节约水资源。

随着柴油机排放要求的不断提升，气缸盖的工作条件越来越苛刻，多数情况下处在高温状态，所以缸盖内部重要部位的冷却十分重要，在现有的L168F、L178F、L188F等单缸立式风冷柴油机中，气缸盖温度过高是普遍存在的缺陷，它直接影响风冷柴油机的功率输出、油耗、烟度排放、使用可靠性和使用寿命。

在现有的冷却系统中，缸盖最需要冷却的是缸盖内腔的鼻梁区，也就是进气门孔、排气门孔和喷油孔组成的三角区，该区域位于缸盖的正中央，也是缸内燃烧温度最高的位置，同时这里的结构复杂，无法布置散热片，也不容易增加散热面积，现有柴油机气缸盖由于外形尺寸的限制，进排气门和喷油器组成的散热面积小，气缸盖螺栓孔相对位置较近，在气缸盖内腔中围绕鼻梁区虽然设置二条对称分布的冷却风道，但是排气管安装面的温度偏高，挺杆室一端的温度也偏高，整个气缸盖的温度均匀性不好，现有的进排气门座与喷油器安装孔之间的鼻梁区空间尺寸过于狭小，在柴油机大负荷运行时会急剧增加此处的温度，由于气缸盖的散热结构不合理，使得气缸盖的进气管安装面一侧的温度与排气管安装面一侧的温度存在较大的温度偏差，一般在50℃～100℃，气缸盖很容易产生变形，使得气门与气门座之间密封不严，气缸盖与机体的密封性能下降，这些缺陷将直接影响柴油机的整机输出功率大小的稳定性，恶化烟度排放。

实用新型内容：

本实用新型的目的是提供一种均温强化散热型风冷柴油机气缸盖，它结构简单、散热效果好，在同等环境温度条件下，不仅能降低柴油机的气缸盖的工作温度，而且能大幅度减少气缸盖的工作温差。

本实用新型采取的技术方案如下：

一种均温强化散热型风冷柴油机气缸盖，包括气门室盖安装面、进气管安装面、排气管安装面、机体结合面，进气门座孔、排气门座孔、喷油器安装孔和螺栓安装孔，其特征是：在气门室盖安装面上设有进气纵向散热筋和排气纵向散热筋，进气纵向散热筋和排气纵向散热筋分布在进气门孔、排气门孔与喷油器安装孔分布区域的外露面上，且位于四个螺栓安装孔的围合区域内；在进气管安装面上设有左冷却进风口、进气道、右冷却进风口、进气纵向散热筋和进气横向散热片，进气道设置在左冷却进风口和右冷却进风口之间，进气横向散热片设置在左冷却进风口和进气道之间，进气横向散热片水平间隔分布；在排气管安装面上设有左冷却出风口、排气道、右冷却出风口、排气纵向散热筋、排气横向散热片和纵向短散热片，排气道设置在左冷却出风口和右冷却出风口之间，排气横向散热片设置在左冷却出风口和排气道之间，排气纵向散热筋和纵向短散热片分别设置在排气道的两侧。

进一步，在气门室盖安装面上的进气纵向散热筋和排气纵向散热筋的顶面与气门室盖安装面处于同一平面内。

进一步，在排气管安装面上的排气纵向散热筋、排气横向散热片和纵向短散热片的顶面与排气管安装面处于同一平面内。

进一步，在左冷却进风口和左冷却出风口之间的左冷却风道中，设有进风道和出风道，在进风道和出风道之间设有分隔堤，且进风道的截面积小于出风道的截面积。

更进一步，在进风道中设有进风分流堤，进风分流堤将进风道分隔成二条子进风道，在出风道中设有出风分流堤，出风分流堤将出风道分隔成二条子出风道。

进一步，在右冷却进风口和右冷却出风口之间的右冷却风道中，设有出风分隔堤，出风分隔堤将右冷却风道分隔成2～5条子冷却风道。

更进一步，出风分隔堤的数量为3个。

进一步，四个螺栓安装孔分布在125mm的圆周上，在以四个螺栓安装孔分布圆的中心为座标原点的座标系中，进气门座孔的中心座标为(-24.5，-8.8)，进气门座孔的直径为44mm，排气门座孔的中心座标为(27，-8.8)，排气门座孔的直径为39mm，进气门座孔的中心到排气门座孔的中心之间的距离为51.5mm，喷油孔的中心座标为(-4，1.6)，长度单位为mm。

进一步，四个螺栓安装孔的孔径为10.5～11.5mm。

更进一步，四个螺栓安装孔的孔径为11.5mm。

本实用新型实现对气缸盖的均温强制散热路径为：由飞轮高速旋转产生的压力冷却风从导风罩上端的缸盖冷却风口经进风管导入气缸盖的左冷却风道和右冷却风道，从左右两个侧对气缸盖的鼻梁区空间进行强制冷却，由于在气缸盖的气门室盖安装面上增设了对称分布的进气纵向散热筋和排气纵向散热筋，进气纵向散热筋和排气纵向散热筋分布在进气门座孔、排气门座孔与喷油器安装孔分布区域的外露面上，且位于四个螺栓安装孔的围合区域内；既增加了气门室盖安装面的散热面积，又实现了散热的均匀化；由于现有气缸盖的进气管安装面的实体散热面积比排气管安装面大，又处于进风口端，因此，进气管安装面的工作温度比排气管安装面要低得多，一般在50℃～100℃，本实用新型在排气管安装面上，围绕排气孔增设了排气纵向散热筋、排气横向散热片和纵向短散热片，排气纵向散热筋使排气管安装面与气门室盖安装面实现外冷却风道的通连，纵向短散热片的设置增加了气缸盖的机体结合面的外露散热面积，排气横向散热片设置在左冷却出风口和排气道之间，使左冷却出风口一侧的散热面积增大，同时从左冷却出风口流出的冷却风能对排气管进行更有效的冷却，增大排气管安装面一侧散热面积，加上左冷却出风口和右冷却出风口的截面积都小于左冷却进风口和右冷却进风口的截面积，因此冷却风的流速高，更利于对排气管安装面一侧的实体进行冷却，在左冷却风道中增设了分隔堤，它将左冷却风道分成进风道和出风道，且进风道的截面积小于出风道的截面积；在右冷却风道中增设了出风分隔堤，出风分隔堤将右冷却风道分隔成多条子冷却风道，这样将冷却风导向鼻梁区和排气道，能更好地对排气管安装面一侧进行冷却，通过增加排气管安装面的散热面积、提高冷却风在排气管一侧的流出速度，来减小气缸盖进气管安装面与排气管安装面之间温度差，经申请人实际测试，采用本实用新型，不仅气缸盖的整体温度能下降30℃～40℃，而且气缸盖的温度差能控制在10℃以内，本实用新型采取的冷却方案相对于现有技术具有实质性特点，取得了本领域技术人员难以预测的技术效果，具有显著的进步。

附图说明

图1为气缸盖气门室盖安装面的主视图；

图2为图1的仰视图，即进气管安装面的正视图；

图3为图1的俯视图，即排气管安装面的正视图；

图4为图1的后视图，即机体结合面的正视图；

图5为图2中A-A剖视图。

图中：1-气门室盖安装面；2-进气管安装面；3-排气管安装面；4-机体结合面；5-进气门座孔；6-排气门座孔；7-喷油器安装孔；8-螺栓安装孔；9-喷油孔；11-进气纵向散热筋；12-排气纵向散热筋；21-左冷却进风口；22-进气道；23-右冷却进风口；24-进气横向散热片；31-左冷却出风口；32-排气道；33-右冷却出风口；34-排气横向散热片；35-纵向短散热片；51-进风道；52-出风道；53-分隔堤；54-进风分流堤；55-出风分流堤；61-出风分隔堤；62-子冷却风道。

具体实施方式：

下面结合附图说明本实用新型的具体实施方式：

一种均温强化散热型风冷柴油机气缸盖，如图1～图5所示，它包括气门室盖安装面1、进气管安装面2、排气管安装面3、机体结合面4，进气门座孔5、排气门座孔6、喷油器安装孔7和螺栓安装孔8，在气门室盖安装面1上设有进气纵向散热筋11和排气纵向散热筋12，进气纵向散热筋11和排气纵向散热筋12分布在进气门孔5、排气门孔6与喷油器安装孔7分布区域的外露面上，且位于四个螺栓安装孔8的围合区域内；在进气管安装面2上设有左冷却进风口21、进气道22、右冷却进风口23、进气纵向散热筋11和进气横向散热片24，进气道22设置在左冷却进风口21和右冷却进风口23之间，进气横向散热片24设置在左冷却进风口21和进气道22之间，进气横向散热片24水平间隔分布；在排气管安装面3上设有左冷却出风口31、排气道32、右冷却出风口33、排气纵向散热筋12、排气横向散热片34和纵向短散热片35，排气道32设置在左冷却出风口31和右冷却出风口33之间，排气横向散热片34设置在左冷却出风口31和排气道32之间，排气纵向散热筋12和纵向短散热片35分别设置在排气道32的两侧。

在本例中，在气门室盖安装面1上的进气纵向散热筋11和排气纵向散热筋12的顶面与气门室盖安装面1处于同一平面内；在排气管安装面3上的排气纵向散热筋12、排气横向散热片34和纵向短散热片35的顶面与排气管安装面3处于同一平面内；在左冷却进风口21和左冷却出风口31之间的左冷却风道中，设有进风道51和出风道52，在进风道51和出风道52之间设有分隔堤53，且进风道51的截面积小于出风道52的截面积，所述在进风道51中设有进风分流堤54，进风分流堤54将进风道51分隔成二条子进风道，在出风道52中设有出风分流堤55，出风分流堤55将出风道52分隔成二条子出风道；在右冷却进风口23和右冷却出风口33之间的右冷却风道中，设有出风分隔堤61，出风分隔堤61将右冷却风道分隔成3条子冷却风道62。

在本例中，四个螺栓安装孔8分布在125mm的圆周上，四个螺栓安装孔8的孔径为11.5mm，在以四个螺栓安装孔8分布圆的中心为座标原点的座标系中，进气门座孔5的中心座标为(-24.5，-8.8)，进气门座孔5的直径为44mm，排气门座孔6的中心座标为(27，-8.8)，排气门座孔6的直径为39mm，进气门座孔5的中心到排气门座孔6的中心之间的距离为51.5mm，喷油孔9的中心座标为(-4，1.6)，长度单位为mm。这种气缸盖是L198F型立式风冷柴油机的气缸盖。

Claims (10)

1.一种均温强化散热型风冷柴油机气缸盖，包括气门室盖安装面(1)、进气管安装面(2)、排气管安装面(3)、机体结合面(4)，进气门座孔(5)、排气门座孔(6)、喷油器安装孔(7)和螺栓安装孔(8)，其特征是：在气门室盖安装面(1)上设有进气纵向散热筋(11)和排气纵向散热筋(12)，进气纵向散热筋(11)和排气纵向散热筋(12)分布在进气门孔(5)、排气门孔(6)与喷油器安装孔(7)分布区域的外露面上，且位于四个螺栓安装孔(8)的围合区域内；在进气管安装面2上设有左冷却进风口21、进气道(22)、右冷却进风口(23)、进气纵向散热筋(11)和进气横向散热片(24)，进气道(22)设置在左冷却进风口(21)和右冷却进风口(23)之间，进气横向散热片(24)设置在左冷却进风口(21)和进气道(22)之间，进气横向散热片(24)水平间隔分布；在排气管安装面3上设有左冷却出风口(31)、排气道(32)、右冷却出风口(33)、排气纵向散热筋(12)、排气横向散热片(34)和纵向短散热片(35)，排气道(32)设置在左冷却出风口(31)和右冷却出风口(33)之间，排气横向散热片(34)设置在左冷却出风口(31)和排气道(32)之间，排气纵向散热筋(12)和纵向短散热片(35)分别设置在排气道(32)的两侧。

2.根据权利要求1所述均温强化散热型风冷柴油机气缸盖，其特征是：在气门室盖安装面(1)上的进气纵向散热筋(11)和排气纵向散热筋(12)的顶面与气门室盖安装面(1)处于同一平面内。

3.根据权利要求1所述均温强化散热型风冷柴油机气缸盖，其特征是：在排气管安装面(3)上的排气纵向散热筋(12)、排气横向散热片(34)和纵向短散热片(35)的顶面与排气管安装面(3)处于同一平面内。

4.根据权利要求1所述均温强化散热型风冷柴油机气缸盖，其特征是：在左冷却进风口(21)和左冷却出风口(31)之间的左冷却风道中，设有进风道(51)和出风道(52)，在进风道(51)和出风道(52)之间设有分隔堤(53)，且进风道(51)的截面积小于出风道(52)的截面积。

5.根据权利要求4所述均温强化散热型风冷柴油机气缸盖，其特征是：在进风道(51)中设有进风分流堤(54)，进风分流堤(54)将进风道(51)分隔成二条子进风道，在出风道(52)中设有出风分流堤(55)，出风分流堤(55)将出风道(52)分隔成二条子出风道。

6.根据权利要求1所述均温强化散热型风冷柴油机气缸盖，其特征是：在右冷却进风口(23)和右冷却出风口(33)之间的右冷却风道中设有出风分隔堤(61)，出风分隔堤(61)将右冷却风道分隔成2～5条子冷却风道(62)。

7.根据权利要求6所述均温强化散热型风冷柴油机气缸盖，其特征是：出风分隔堤(61)的数量为3个。

8.根据权利要求1所述均温强化散热型风冷柴油机气缸盖，其特征是：四个螺栓安装孔(8)分布在125mm的圆周上，在以四个螺栓安装孔(8)分布圆的中心为座标原点的座标系中，进气门座孔(5)的中心座标为(-24.5，-8.8)，进气门座孔(5)的直径为44mm，排气门座孔(6)的中心座标为(27，-8.8)，排气门座孔(6)的直径为39mm，进气门座孔(5)的中心到排气门座孔(6)的中心之间的距离为51.5mm，喷油孔(9)的中心座标为(-4，1.6)，长度单位为mm。

9.根据权利要求1所述均温强化散热型风冷柴油机气缸盖，其特征是：四个螺栓孔(8)的孔径为10.5～11.5mm。

10.根据权利要求9所述均温强化散热型风冷柴油机气缸盖，其特征是：四个螺栓孔(8)的孔径为11.5mm。