CN2748646Y - 柴油机进排气门座圈 - Google Patents

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李兴峰
王文伟
张红升
程铁仕
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Changfa Power Machinery Co., Ltd., Changzhou City
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JIANGSU CHANGFA GROUP
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Abstract

本实用新型涉及一种柴油机部件，具体地说，涉及到缸径110～120mm，行程115～120mm的CF25、CF26、ZS1110、ZS1115单缸柴油机的进排气门座圈。该进气门圈座喉口上端圆弧半径A1为R2～R2.5mm，上喉口下部直径B1为Φ40～Φ41mm，上喉口深度C1为3.1～3.6mm，下喉口锥形孔外张角度D1为30°～40°，座圈高度E1为7.5～8.0mm，排气门圈座上喉口直径B2为Φ36～Φ39mm，上喉口深度C2为1.0～1.5mm，下喉口锥形孔外张角度D2为18°～30°，座圈高度E2为7.5～8.0mm。本实用新型的目的在于通过对气门座圈流通面积与气道口流通面积之比进行优化设计，使柴油机动力性、经济性、烟度等综合指标均有改善。

Description

柴油机进排气门座圈
所属技术领域
本实用新型涉及柴油机领域，特别是一种用于在1110柴油机基础上扩缸、加行程的机型，缸径110～120mm，行程115～120mm的CF25、CF26、ZS1110、ZS1115等单缸柴油机的进排气门座圈。
背景技术
现有生产的在1110柴油机基础上扩缸、加行程的机型，缸径110mm～120mm，行程115mm～120mm的CF25、CF26、ZS1110、ZS1115等单缸柴油机，借用1110气缸盖，这就造成此类机型因进气不足、气道涡流强度不够，在高速大负荷时，存在窜火冒黑烟、功率不足等问题，在低速大扭矩时，油耗较高，冒烟现象也较严重。解决这一问题，必须改善柴油机燃料与空气混合程度和燃烧质量。而通过改进缸盖气道的方法，设计周期长，且受铸造水平的影响。另一办法就是对气门座圈流通面积与气道口流通面积之比进行优化设计。
中国专利授权公告号CN2259964Y，专利号96225776.1，名称为气门座圈拔出机的实用新型专利，是一种气门座圈的拆卸装置；中国专利授权公告号CN2611617Y，专利号03217817.9，名称为直喷柴油机汽缸盖的实用新型专利，进气道为螺旋气道，能利用原有生产涡流室式柴油机的工装设备，生产直喷燃烧室式柴油机；中国专利授权公告号CN2573701Y，专利号02279224.4，名称为一种低排放的多缸柴油机气缸盖的实用新型专利，通过合理布置进、排气门中心偏离气缸中心的距离，达到喷油嘴喷油规律与活塞燃烧室形状的最佳匹配；中国专利授权公告号CN2484408Y，专利号01248242.0，名称为柴油机气门组合件的实用新型专利，是为安装方便而设计一个带有限位台阶的气门导管。综上所述，在现有技术中，沿无对气门座圈流通面积与气道口流通面积之比进行优化设计这一技术。
发明内容
本实用新型的目的在于根据流体力学原理，通过对气门座圈流通面积与气道口流通面积之比进行优化设计，提高柴油机进气道平均涡流比和空气流量系数，提高排气道废气通过能力，使柴油机燃料与空气混合均匀，燃烧充分，使柴油机动力性、经济性、烟度等综合指标均有改善。
本实用新型用于解决其技术问题所采用的技术方案是：一种柴油机进排气门座圈，为中间具有通气孔的圆柱形座圈，所述通气孔为下大上小锥形孔。通过对进排气门座圈形状变化，引起气流流速的重新分布，通过流速的重新分布引起流体流动分离和旋涡的形成，努力得高进气涡流比和空气流量参数，使油气混合均匀、燃烧充分，同时将内圈部分口径设计成喇叭状，加大与气门间气流通过面积，提高了通气能力。
为了达到进气门座圈的装配和使用要求，进一步地：上喉口剖面为圆弧形圆孔，下喉口为下大上小锥形孔。其结构各部分尺寸范围为：上喉口圆弧半径A1为R2.0～R2.5mm，上喉口直径B1为Φ40～Φ41mm，上喉口深度C1为3.1～3.6mm，下喉口锥形孔外张角度D1为30～40°，座圈高度E1为7.5～8.0mm。
为了达到排气门座圈的装配和使用要求，进一步地：通气孔由上喉口和下喉口组成，上喉口为圆柱孔，下喉口为下大上小锥形孔。其结构各部分尺寸范围为：上喉口直径B2为Φ36～Φ39mm，上喉口深度C2为1.0～1.5mm，下喉口锥形孔外张角度D2为18～30°，座圈高度E2为7.5～8.0mm。
为了使柴油机在动力性、经济性、烟度等指标达到最佳的结合点，建议本实用新型的柴油机进气门座圈尺寸为：上喉口圆弧半径A1为R2.2mm，上喉口下部直径B1为Φ40.5mm，上喉口深度C1为3.4mm，下喉口锥形孔外张角度D1为35°，座圈高度E1为7.6mm；排气门座圈结构尺寸为：上喉口直径B2为Φ37mm，上喉口深度C2为1.2mm，下喉口锥形孔外张角度D2为20°，座圈高度E2为7.6mm。
本实用新型的优点在于：解决了因柴油机功率、转速不断提升，而气道涡流强度和空气流量与之不适应问题，全面增大了气道涡流比和空气流量系数，使燃料和空气充分混合燃烧，从而使柴油机经济性、动力性、烟度等综合指标得到有效改善。
附图说明
图1是本实用新型的进气门座圈结构示意图；
图2是本实用新型的排气门座圈结构示意图。
图中：A1.上端圆弧半径  B1.上喉口下部直径  B2.上喉口直径
C1、C2.喉口深度  D1、D2.下喉口锥形孔外张角度  E1、E2.座圈高度
具体实施方式
下面结合附图与实施例对本实用新型作进一步的描述。
如图1、图2所示的一种柴油机进排气门座圈，适用于缸径110～120mm，行程115～120mm的CF25、CF26、ZS1110、ZS1115单缸柴油机。其进气门座圈尺寸为：上喉口圆弧半径A1为R2.2mm，上喉口下部直径B1为Φ40.5mm，上喉口深度C1为3.4mm，下喉口锥形孔外张角度D1为35°，座圈高度E1为7.6mm；排气门座圈结构尺寸为：上喉口直径B2为Φ37mm，上喉口深度C2为1.2mm，下喉口锥形孔外张角度D2为20°，座圈高度E2为7.6mm。
安装本实用新型的进排气门座圈的ZS1115G柴油机与同类型的原有柴油机的比较如下：改进后，缸盖涡流比和空气流量系数较原机状态大，在12小时标定工况油耗略好3g/kW.h，排温下降20℃，在1小时标定工况油耗变化很明显，下降10g/kW·h，排温下降45℃，烟度下降0.6Bosch。在大的涡流强度和的空气质量的保证下，油气混合更加均匀，燃烧更加充分，特别在高速高负荷点，进一步表现了它的优势，使曲线最低点向后推迟，曲线也较柔和、平坦，柴油机有更强的超负荷能力。扭矩点的各项参数的对比情况下，比油耗下降16.7g/kW.h，排温下降55℃，烟度下降1.5Bosch，这使柴油机在爬坡时的冒烟情况大为改善，同时烟度由4.5Bosch降至3.0Bosch，使烟度降到法规的限值内，对排放达标有很大的意义。
CF25柴油机表现也是如此。原机在测试时，12小时和1小时工况性能恶化，扣上扭矩后，转速下降很快，功率不足。换上本实用新型的产品后，效果很明显，标定工况能达到要求。

Claims (5)

1.一种柴油机进排气门座圈，为中间具有通气孔的圆柱形座圈，其特征是：所述通气孔为锥形孔，通气孔由上喉口和下喉口组成，上喉口为其剖面为圆弧的圆孔或圆柱孔，下喉口为下大上小的锥形孔。
2.根据权利要求1所述的柴油机进排气门座圈，其特征是：所述上喉口圆弧半径A1为R2.0～R2.5mm，上喉口下部直径B1为Φ40～Φ41mm，上喉口深度C1为3.1～3.6mm，下喉口锥形孔外张角度D1为30～40°，座圈高度E1为7.5～8.0mm。
3.根据权利要求1所述的柴油机进排气门座圈，其特征是：所述上喉口直径B2为Φ36～Φ39mm，上喉口深度C2为1.0～1.5mm，下喉口锥形孔外张角度D2为18～30°，座圈高度E2为7.5～8.0mm。
4.根据权利要求2所述的柴油机进排气门座圈，其特征是：所述上喉口圆弧半径A1为R2.2mm，上喉口下部直径B1为Φ40.5mm，上喉口深度C1为3.4mm，下喉口锥形孔外张角度D1为35°，座圈高度E1为7.6mm。
5.根据权利要求3所述的柴油机进排气门座圈，其特征是：所述上喉口直径B2为Φ37mm，上喉口深度C2为1.2mm，下喉口锥形孔外张角度D2为20°，座圈高度E2为7.6mm。
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