CN2525262Y - 单缸四气门柴油机气缸盖 - Google Patents
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Abstract
本实用新型是内燃机动力工程中单缸柴油机的新设计方案。本实用新型所述的四气门柴油机气缸盖有两个进气门和两个排气门，两个进气门连着两个各自独立的进气道，两个排气门则先独立后连体共用一个排气道，一个喷油器安装孔。使进气量增大接近一倍，有效地提高了功率，使燃油消耗下降，降低废气排放。
Description
技术领域
本实用新型是内燃机动力工程中单缸柴油机的新设计方案。
背景技术
我国现有的年产700万台的单缸柴油机全部是两气门结构。随着国家对单缸柴油机废气排放要求越来越严格，市场上用户又希望单缸机功率越大越好，而生产厂家除了无限地加大气缸直径外别无它路，这样做使得柴油机变得越来越笨重，排量增大很多却仍采用一个进气门，一个排气门的结构，导致燃烧不好，废气排放增高，同时加大原材料的消耗，使制造成本提高。单缸四气门柴油机由于进气通道面积增大，提高了充气效率，因此有效地提高柴油机的比功率、比扭矩、降低了有害气体和可见物排放、降低了燃油消耗，对市场上敏感的环境问题、节约能源问题有很大的竞争力。单缸四气门柴油机比两气门柴油机的制作成本增加很小，但是经济效益却显著增加，主要是产品的技术含量有大幅度的提高。
发明内容
本实用新型是提供一种单缸四气门柴油机气缸盖，使其有两个进气门和两个排气门，两个进气门连着两个各自独立的进气道、两个排气门则先独立后连体共用一个排气道、一个喷油器安装孔。由于柴油机气缸盖上布置两个进气门，连接两个进气道，使进气量增大接近一倍，有效地提高了功率，柴油机重量和材料消耗没有增加却达到了功率提高的目的，并使燃油燃烧充分，降低了废气排放，减少了对大气的污染。
附图洗明
本实用新型所提供的附图如下：
图1为气缸盖的剖面图；
图2为气缸盖底平面图；
图3为气缸盖进气道剖面图；
图4为气缸盖排气道剖面图；
图5为进气道1三维实体图；
图6为进气道2三维实体图；
图7为排气道三维实体图；
图中：1.进气道、2.进气道、3.排气道、4.排气门、5.喷油器孔、6.进气门、7.进气出口、
8.进气道2进口、9.排气道进口、10.排气道出口
具体实施方式
如附图1所示，单缸四气门柴油机气缸盖的结构形式是独立的气缸盖上有两个进气门6和两个排气门4，两个进气门连着两个各自独立的进气道1、2，两个排气门则先独立后连体共用一个排气道3、一个喷油器安装孔5。如附图2所示，单缸四气门柴油机气缸盖底平面两个进气门座圈孔和两个排气门座圈孔的位置是指四个气门的中心用线连起来呈正方形，此正方形的每一个边长为48～50毫米，同时正方形的十字中心线与气缸盖十字中心线顺时针转动5°～25°。如附图3、图4所示，单缸四气门柴油机气缸盖进、排气道的位置即两个进气道进口中心距气缸盖底平面高度均为H＝50～52毫米。切向进气道1进口中心与气门中心水平方向尺寸L1＝8～9毫米；螺旋进气道2进口中心与气门中心水平方向尺寸L2＝48～50毫米；排气道出口中心距气缸盖底平面高度h＝50～52毫米；排气道出口中心距气缸中心水平方向尺寸L3＝3～4毫米。
进、排气道的形状是单缸四气门柴油机气缸盖中技术含量最高的内容，一方面它的形状和走向决定了气体流动的特性，从而可以影响空气涡流的强弱和气缸内废气的排除是否干净。另一方面它的形状设计要避开气缸盖螺栓的位置，而且两个气道外轮廓之间的距离要恰当，要满足铸造加工的要求避免穿透。如附图5、图6、图7所示，
进气道1是一个长型切向气道，它在气缸盖中是一个流通空气的空腔通道，它的形状是上下高、左右窄、扁立式细长略带弯曲的长形空腔体，沿轴线走向看是由许多条不同半径的圆弧连接曲线而成，使得它蜿蜒弯曲，如果沿轴线垂直把它切成几个段截面：
第一段从进气口端面0至9毫米处是一个53.4×36毫米的长方形截面，截面的四个园角半径均R11.5毫米，截面面积为1808.8平方毫米；
第二段从9至19毫米处是49.5×34.8毫米的长方形截面，截面的四个园角半径均为R11毫米，截面面积从第一段的1808.8平方毫米渐缩为1552平方毫米，同时这一段的外形是沿轴线方向开始上翘；
第三段从19至69毫米处是38.7×21.9毫米的不对称长方形截面，截面的四个园角半径从R3.6～R9.8毫米，截面面积从第二段的1552平方毫米渐缩为748.7平方毫米，这一段的外形是沿轴向方向上翘，到平行进气口69毫米截面处沿轴向方向开始下弯；
第四段从69毫米处开始延伸61毫米，并沿轴向方向下弯110°，这一段终点截面轮廓尺寸41.2×28毫米，截面面积895.4平方毫米，两个园角为R16毫米和R17毫米；
第五段是继续沿轴向方向延伸，在距离第四段31毫米处结束，这一段是一个圆形锥体，与第四段交接是圆形锥体的小头，小头直径为20毫米，大头直径30毫米，圆形锥体高度31毫米，这样进气道1结束。进气道1的总长度136毫米，总高度75毫米，进口截面1808.8平方毫米，出口截面754.4平方毫米，整个气道最小截面733平方毫米，距进口处垂直距离64毫米，最大截面也正是进口截面1808.8平方毫米。
进气道2是一个短型螺旋气道，它比进气道1长度较短，截面较粗，它在气缸盖中也是一个流通空气的腔体，它的外形弯曲较大，从气道上方看进、出口方向弯曲成140°～150°，沿轴线方向做若干截面；
第一段距进气口0-23毫米处截面是不规则五边形，由53×42毫米的长方形距边缘21毫米处切下一个45°角，截面的面积为1821平方毫米。
第二段沿轴向延伸，如果面对第一段截面，第二段气道开始向右方向倾斜45°同时沿轴向向下方延伸，直至距进气口60毫米时与一个圆锥体交汇，这一段形状近似于直36毫米的圆形，与圆锥体交汇处是由直径36毫米的圆形渐缩成直径26毫米的圆形。
第三段是继续沿轴向方向垂直延伸29.7毫米，这一段是个圆形锥体，与第二段交接是圆形锥体的小头，小头直径为19毫米，大头直径30毫米，圆形锥体高度29.7毫米，这样气道2结束。
进气道2的进口截面积1821平方毫米，出口截面积706.9平方毫米，沿轴线做垂直切面其中最小截面528.4平方毫米，此截面中心至进口中心距离79.8毫米，所有截面的园角由R3-R4逐渐过渡，由进口时的方形截面逐渐过渡到出口的圆形截面。进气道2总长度是87.5毫米，总高度是69.6毫米。
排气道3是由两个相同的单独内腔逐渐过渡交叉为一体的排气通道，每个单独内腔气体进口处形状为圆锥形，其下部大头直径为33毫米小头直径24毫米，圆锥形柱体高29毫米，随着轴线垂直圆锥柱延伸，由圆柱形变为方形，方形的截面36×30毫米，每个气道截面1038.7平方毫米，四个园角半径均为R5毫米，两个方形体沿轴线继续向上延长，在距出口42毫米的地方内腔合为一体，成为54×42毫米，四个园角半径为R9毫米，截面为2160平方毫米的长方形截面，由单独的气道合并为一体的长方形排气道园角过渡从半径R5-R10毫米逐渐过渡，这种结构的主要优点是：气道形线流畅，截面宽敞，排气背压小，使气缸内废气排得更干净，有利于下一个工作循环更好。
Claims (2)
1.一种由进气门、排气门、进气道、排气道构成的单缸四气门柴油机气缸盖，其特征是：气缸盖上有两个进气门和两个排气门，两个进气门连着两个各自独立的进气道、两个排气门则先独立后连体共用一个排气道、一个喷油器安装孔，两个进气门座圈孔和两个排气门座圈孔，它们之间的相互位置是指四个气门的中心用线连起来呈正方形，此正方形的每一个边长为48～50毫米，同时正方形的十字中心线与气缸盖十字中心线顺时针转动5°～25°，单缸四气门柴油机气缸盖进、排气道的位置即两个进气道进口中心距气缸盖底平面高度均为H＝50～52毫米；切向进气道1进口中心与气门中心水平方向尺寸L1＝8～9毫米；螺旋进气道2进口中心与气门中心水平方向尺寸L2＝48～50毫米；排气道出口中心距气缸盖底平面高度h＝50～52毫米；排气道出口中心距气缸中心水平方向尺寸L3＝4毫米。
2.按照权利要求1所述的单缸四气门柴油机气缸盖，其特征是：进气道1是一个长型切向气道，它在气缸盖中是一个流通空气的空腔通道，它的形状是上下高、左右窄、扁立式细长略带弯曲的长形空腔体，沿轴线走向看是由许多条不同半径的圆弧连接曲线而成，使得它蜿蜒弯曲，如果沿轴线垂直把它切成几个段截面：
第一段从进气口端面0至9毫米处是一个53.4×36毫米的长方形截面，截面的四个园角半径均R11.5毫米，截面面积为1808.8平方毫米；
第二段从9至19毫米处是49.5×34.8毫米的长方形截面，截面的四个园角半径均为R11毫米，截面面积从第一段的1808.8平方毫米渐缩为1552平方毫米，同时这一段的外形是沿轴线方向开始上翘；
第三段从19至69毫米处是38.7×21.9毫米的不对称长方形截面，截面的四个圆角半径从R3.6～R9.8毫米，截面面积从第二段的1552平方毫米渐缩为748.7平方毫米，这一段的外形是沿轴向方向上翘，到平行进气口69毫米截面处沿轴向方向开始下弯；
第四段从69毫米处开始延伸61毫米，并沿轴向方向下弯110°，这一段终点截面轮廓尺寸41.2×28毫米，截面面积895.4平方毫米，两个圆角为R16毫米和R17毫米；
第五段是继续沿轴向方向延伸，在距离第四段31毫米处结束，这一段是一个圆形锥体，与第四段交接是圆形锥体的小头，小头直径为20毫米，大头直径30毫米，圆形锥体高度31毫米，这样进气道1结束，进气道1的总长度136毫米，总高度75毫米，进口截面1808.8平方毫米，出口截面754.4平方毫米，整个气道最小截面733平方毫米，距进口处垂直距离64毫米，最大截面也正是进口截面1808.8平方毫米；
进气道2是一个短型螺旋气道，它比进气道1长度较短，截面较粗，它在气缸盖中也是一个流通空气的腔体，它的外形弯曲较大，从气道上方看进出口方向弯曲成140°～150°，沿轴线方向做若干截面；
第一段距进气口0～23毫米处截面是不规则五边形，由53×42毫米的长方形距边缘21毫米处切下一个45°角，截面的面积为1821平方毫米；
第二段沿轴向延伸，如果面对第一段截面，第二段气道开始向右方向倾斜45°同时沿轴向向下方延伸，直至距进气口60毫米时与一个圆锥体交汇，这一段形状近似于直径36毫米的圆形，与圆锥体交汇处是由直径36毫米的圆形渐缩成直径26毫米的圆形；
第三段是继续沿轴向方向垂直延伸29.7毫米，这一段是个圆形锥体，与第二段交接是圆形锥体的小头小头直径为19毫米，大头直径30毫米，圆形锥体高度29.7毫米，这样进气道2结束；
进气道2的进口截面积1821平方毫米，出口截面积706.9平方毫米，沿轴线做垂直切面其中最小截面528.4平方毫米，此截面中心至进口中心距离79.8毫米，所有截面的园角由R3-R14逐渐过渡，由进口时的方形截面逐渐过渡到出口的圆形截面，进气道2总长度是87.5毫米，总高度是69.6毫米；
排气道3是由两个相同的单独内腔逐渐过渡交叉为一体的排气通道，每个单独内腔气体进口处形状为圆锥形，其下部大头直径为33毫米，小头直径24毫米，圆锥形柱体高29毫米，随着轴线垂直圆锥柱延伸，由圆柱形变为方形，方形的截面36×30毫米，每个气道截面1038.7平方毫米，四个园角半径均为R5毫米，两个方形体沿轴线继续向上延长，在距出口42毫米的地方合为一体，成为54×42毫米，四个园角半径为R9毫米，截面为2160平方毫米的长方形截面，由单独的气道合并为一体的长方形排气道园角过渡从半径R5～R10毫米逐渐过渡。
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102900558A (zh) * | 2012-10-22 | 2013-01-30 | 王志辉 | 一种单缸柴油机气缸盖 |
| CN104870793A (zh) * | 2012-12-21 | 2015-08-26 | 卡特彼勒发动机有限及两合公司 | 气缸盖和发动机组配置 |
| CN109630328A (zh) * | 2019-01-22 | 2019-04-16 | 天津大学 | 一种在柴油机基础上改用汽油点燃发动机的复合进气道 |
| CN110398611A (zh) * | 2019-07-01 | 2019-11-01 | 天津大学 | 低速二冲程船用柴油机气缸稳态流动测试装置与方法 |
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2001
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| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| C19 | Lapse of patent right due to non-payment of the annual fee | ||
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