專利名稱：單缸四氣門柴油機(jī)氣缸蓋的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型是內(nèi)燃機(jī)動(dòng)力工程中單缸柴油機(jī)的新設(shè)計(jì)方案。
背景技術(shù)：
我國現(xiàn)有的年產(chǎn)700萬臺(tái)的單缸柴油機(jī)全部是兩氣門結(jié)構(gòu)。隨著國家對單缸柴油機(jī)廢氣排放要求越來越嚴(yán)格，市場上用戶又希望單缸機(jī)功率越大越好，而生產(chǎn)廠家除了無限地加大氣缸直徑外別無它路，這樣做使得柴油機(jī)變得越來越笨重，排量增大很多卻仍采用一個(gè)進(jìn)氣門，一個(gè)排氣門的結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致燃燒不好，廢氣排放增高，同時(shí)加大原材料的消耗，使制造成本提高。單缸四氣門柴油機(jī)由于進(jìn)氣通道面積增大，提高了充氣效率，因此有效地提高柴油機(jī)的比功率、比扭矩、降低了有害氣體和可見物排放、降低了燃油消耗，對市場上敏感的環(huán)境問題、節(jié)約能源問題有很大的競爭力。單缸四氣門柴油機(jī)比兩氣門柴油機(jī)的制作成本增加很小，但是經(jīng)濟(jì)效益卻顯著增加，主要是產(chǎn)品的技術(shù)含量有大幅度的提高。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型是提供一種單缸四氣門柴油機(jī)氣缸蓋，使其有兩個(gè)進(jìn)氣門和兩個(gè)排氣門，兩個(gè)進(jìn)氣門連著兩個(gè)各自獨(dú)立的進(jìn)氣道、兩個(gè)排氣門則先獨(dú)立后連體共用一個(gè)排氣道、一個(gè)噴油器安裝孔。由于柴油機(jī)氣缸蓋上布置兩個(gè)進(jìn)氣門，連接兩個(gè)進(jìn)氣道，使進(jìn)氣量增大接近一倍，有效地提高了功率，柴油機(jī)重量和材料消耗沒有增加卻達(dá)到了功率提高的目的，并使燃油燃燒充分，降低了廢氣排放，減少了對大氣的污染。
附圖洗明本實(shí)用新型所提供的附圖如下


圖1為氣缸蓋的剖面圖；圖2為氣缸蓋底平面圖；圖3為氣缸蓋進(jìn)氣道剖面圖；圖4為氣缸蓋排氣道剖面圖；圖5為進(jìn)氣道1三維實(shí)體圖；圖6為進(jìn)氣道2三維實(shí)體圖；圖7為排氣道三維實(shí)體圖；
圖中1.進(jìn)氣道、2.進(jìn)氣道、3.排氣道、4.排氣門、5.噴油器孔、6.進(jìn)氣門、7.進(jìn)氣出口、8.進(jìn)氣道2進(jìn)口、9.排氣道進(jìn)口、10.排氣道出口具體實(shí)施方式
如附
圖1所示，單缸四氣門柴油機(jī)氣缸蓋的結(jié)構(gòu)形式是獨(dú)立的氣缸蓋上有兩個(gè)進(jìn)氣門6和兩個(gè)排氣門4，兩個(gè)進(jìn)氣門連著兩個(gè)各自獨(dú)立的進(jìn)氣道1、2，兩個(gè)排氣門則先獨(dú)立后連體共用一個(gè)排氣道3、一個(gè)噴油器安裝孔5。如附圖2所示，單缸四氣門柴油機(jī)氣缸蓋底平面兩個(gè)進(jìn)氣門座圈孔和兩個(gè)排氣門座圈孔的位置是指四個(gè)氣門的中心用線連起來呈正方形，此正方形的每一個(gè)邊長為48～50毫米，同時(shí)正方形的十字中心線與氣缸蓋十字中心線順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)5°～25°。如附圖3、圖4所示，單缸四氣門柴油機(jī)氣缸蓋進(jìn)、排氣道的位置即兩個(gè)進(jìn)氣道進(jìn)口中心距氣缸蓋底平面高度均為H＝50～52毫米。切向進(jìn)氣道1進(jìn)口中心與氣門中心水平方向尺寸L1＝8～9毫米；螺旋進(jìn)氣道2進(jìn)口中心與氣門中心水平方向尺寸L2＝48～50毫米；排氣道出口中心距氣缸蓋底平面高度h＝50～52毫米；排氣道出口中心距氣缸中心水平方向尺寸L3＝3～4毫米。
進(jìn)、排氣道的形狀是單缸四氣門柴油機(jī)氣缸蓋中技術(shù)含量最高的內(nèi)容，一方面它的形狀和走向決定了氣體流動(dòng)的特性，從而可以影響空氣渦流的強(qiáng)弱和氣缸內(nèi)廢氣的排除是否干凈。另一方面它的形狀設(shè)計(jì)要避開氣缸蓋螺栓的位置，而且兩個(gè)氣道外輪廓之間的距離要恰當(dāng)，要滿足鑄造加工的要求避免穿透。如附圖5、圖6、圖7所示，進(jìn)氣道1是一個(gè)長型切向氣道，它在氣缸蓋中是一個(gè)流通空氣的空腔通道，它的形狀是上下高、左右窄、扁立式細(xì)長略帶彎曲的長形空腔體，沿軸線走向看是由許多條不同半徑的圓弧連接曲線而成，使得它蜿蜒彎曲，如果沿軸線垂直把它切成幾個(gè)段截面第一段從進(jìn)氣口端面0至9毫米處是一個(gè)53.4×36毫米的長方形截面，截面的四個(gè)園角半徑均R11.5毫米，截面面積為1808.8平方毫米；第二段從9至19毫米處是49.5×34.8毫米的長方形截面，截面的四個(gè)園角半徑均為R11毫米，截面面積從第一段的1808.8平方毫米漸縮為1552平方毫米，同時(shí)這一段的外形是沿軸線方向開始上翹；第三段從19至69毫米處是38.7×21.9毫米的不對稱長方形截面，截面的四個(gè)園角半徑從R3.6～R9.8毫米，截面面積從第二段的1552平方毫米漸縮為748.7平方毫米，這一段的外形是沿軸向方向上翹，到平行進(jìn)氣口69毫米截面處沿軸向方向開始下彎；第四段從69毫米處開始延伸61毫米，并沿軸向方向下彎110°，這一段終點(diǎn)截面輪廓尺寸41.2×28毫米，截面面積895.4平方毫米，兩個(gè)園角為R16毫米和R17毫米；第五段是繼續(xù)沿軸向方向延伸，在距離第四段31毫米處結(jié)束，這一段是一個(gè)圓形錐體，與第四段交接是圓形錐體的小頭，小頭直徑為20毫米，大頭直徑30毫米，圓形錐體高度31毫米，這樣進(jìn)氣道1結(jié)束。進(jìn)氣道1的總長度136毫米，總高度75毫米，進(jìn)口截面1808.8平方毫米，出口截面754.4平方毫米，整個(gè)氣道最小截面733平方毫米，距進(jìn)口處垂直距離64毫米，最大截面也正是進(jìn)口截面1808.8平方毫米。
進(jìn)氣道2是一個(gè)短型螺旋氣道，它比進(jìn)氣道1長度較短，截面較粗，它在氣缸蓋中也是一個(gè)流通空氣的腔體，它的外形彎曲較大，從氣道上方看進(jìn)、出口方向彎曲成140°～150°，沿軸線方向做若干截面；第一段距進(jìn)氣口0-23毫米處截面是不規(guī)則五邊形，由53×42毫米的長方形距邊緣21毫米處切下一個(gè)45°角，截面的面積為1821平方毫米。
第二段沿軸向延伸，如果面對第一段截面，第二段氣道開始向右方向傾斜45°同時(shí)沿軸向向下方延伸，直至距進(jìn)氣口60毫米時(shí)與一個(gè)圓錐體交匯，這一段形狀近似于直36毫米的圓形，與圓錐體交匯處是由直徑36毫米的圓形漸縮成直徑26毫米的圓形。
第三段是繼續(xù)沿軸向方向垂直延伸29.7毫米，這一段是個(gè)圓形錐體，與第二段交接是圓形錐體的小頭，小頭直徑為19毫米，大頭直徑30毫米，圓形錐體高度29.7毫米，這樣氣道2結(jié)束。
進(jìn)氣道2的進(jìn)口截面積1821平方毫米，出口截面積706.9平方毫米，沿軸線做垂直切面其中最小截面528.4平方毫米，此截面中心至進(jìn)口中心距離79.8毫米，所有截面的園角由R3-R4逐漸過渡，由進(jìn)口時(shí)的方形截面逐漸過渡到出口的圓形截面。進(jìn)氣道2總長度是87.5毫米，總高度是69.6毫米。
排氣道3是由兩個(gè)相同的單獨(dú)內(nèi)腔逐漸過渡交叉為一體的排氣通道，每個(gè)單獨(dú)內(nèi)腔氣體進(jìn)口處形狀為圓錐形，其下部大頭直徑為33毫米小頭直徑24毫米，圓錐形柱體高29毫米，隨著軸線垂直圓錐柱延伸，由圓柱形變?yōu)榉叫?，方形的截?6×30毫米，每個(gè)氣道截面1038.7平方毫米，四個(gè)園角半徑均為R5毫米，兩個(gè)方形體沿軸線繼續(xù)向上延長，在距出口42毫米的地方內(nèi)腔合為一體，成為54×42毫米，四個(gè)園角半徑為R9毫米，截面為2160平方毫米的長方形截面，由單獨(dú)的氣道合并為一體的長方形排氣道園角過渡從半徑R5-R10毫米逐漸過渡，這種結(jié)構(gòu)的主要優(yōu)點(diǎn)是氣道形線流暢，截面寬敞，排氣背壓小，使氣缸內(nèi)廢氣排得更干凈，有利于下一個(gè)工作循環(huán)更好。
權(quán)利要求1.一種由進(jìn)氣門、排氣門、進(jìn)氣道、排氣道構(gòu)成的單缸四氣門柴油機(jī)氣缸蓋，其特征是氣缸蓋上有兩個(gè)進(jìn)氣門和兩個(gè)排氣門，兩個(gè)進(jìn)氣門連著兩個(gè)各自獨(dú)立的進(jìn)氣道、兩個(gè)排氣門則先獨(dú)立后連體共用一個(gè)排氣道、一個(gè)噴油器安裝孔，兩個(gè)進(jìn)氣門座圈孔和兩個(gè)排氣門座圈孔，它們之間的相互位置是指四個(gè)氣門的中心用線連起來呈正方形，此正方形的每一個(gè)邊長為48～50毫米，同時(shí)正方形的十字中心線與氣缸蓋十字中心線順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)5°～25°，單缸四氣門柴油機(jī)氣缸蓋進(jìn)、排氣道的位置即兩個(gè)進(jìn)氣道進(jìn)口中心距氣缸蓋底平面高度均為H＝50～52毫米；切向進(jìn)氣道1進(jìn)口中心與氣門中心水平方向尺寸L1＝8～9毫米；螺旋進(jìn)氣道2進(jìn)口中心與氣門中心水平方向尺寸L2＝48～50毫米；排氣道出口中心距氣缸蓋底平面高度h＝50～52毫米；排氣道出口中心距氣缸中心水平方向尺寸L3＝4毫米。
2.按照權(quán)利要求1所述的單缸四氣門柴油機(jī)氣缸蓋，其特征是進(jìn)氣道1是一個(gè)長型切向氣道，它在氣缸蓋中是一個(gè)流通空氣的空腔通道，它的形狀是上下高、左右窄、扁立式細(xì)長略帶彎曲的長形空腔體，沿軸線走向看是由許多條不同半徑的圓弧連接曲線而成，使得它蜿蜒彎曲，如果沿軸線垂直把它切成幾個(gè)段截面第一段從進(jìn)氣口端面0至9毫米處是一個(gè)53.4×36毫米的長方形截面，截面的四個(gè)園角半徑均R11.5毫米，截面面積為1808.8平方毫米；第二段從9至19毫米處是49.5×34.8毫米的長方形截面，截面的四個(gè)園角半徑均為R11毫米，截面面積從第一段的1808.8平方毫米漸縮為1552平方毫米，同時(shí)這一段的外形是沿軸線方向開始上翹；第三段從19至69毫米處是38.7×21.9毫米的不對稱長方形截面，截面的四個(gè)圓角半徑從R3.6～R9.8毫米，截面面積從第二段的1552平方毫米漸縮為748.7平方毫米，這一段的外形是沿軸向方向上翹，到平行進(jìn)氣口69毫米截面處沿軸向方向開始下彎；第四段從69毫米處開始延伸61毫米，并沿軸向方向下彎110°，這一段終點(diǎn)截面輪廓尺寸41.2×28毫米，截面面積895.4平方毫米，兩個(gè)圓角為R16毫米和R17毫米；第五段是繼續(xù)沿軸向方向延伸，在距離第四段31毫米處結(jié)束，這一段是一個(gè)圓形錐體，與第四段交接是圓形錐體的小頭，小頭直徑為20毫米，大頭直徑30毫米，圓形錐體高度31毫米，這樣進(jìn)氣道1結(jié)束，進(jìn)氣道1的總長度136毫米，總高度75毫米，進(jìn)口截面1808.8平方毫米，出口截面754.4平方毫米，整個(gè)氣道最小截面733平方毫米，距進(jìn)口處垂直距離64毫米，最大截面也正是進(jìn)口截面1808.8平方毫米；進(jìn)氣道2是一個(gè)短型螺旋氣道，它比進(jìn)氣道1長度較短，截面較粗，它在氣缸蓋中也是一個(gè)流通空氣的腔體，它的外形彎曲較大，從氣道上方看進(jìn)出口方向彎曲成140°～150°，沿軸線方向做若干截面；第一段距進(jìn)氣口0～23毫米處截面是不規(guī)則五邊形，由53×42毫米的長方形距邊緣21毫米處切下一個(gè)45°角，截面的面積為1821平方毫米；第二段沿軸向延伸，如果面對第一段截面，第二段氣道開始向右方向傾斜45°同時(shí)沿軸向向下方延伸，直至距進(jìn)氣口60毫米時(shí)與一個(gè)圓錐體交匯，這一段形狀近似于直徑36毫米的圓形，與圓錐體交匯處是由直徑36毫米的圓形漸縮成直徑26毫米的圓形；第三段是繼續(xù)沿軸向方向垂直延伸29.7毫米，這一段是個(gè)圓形錐體，與第二段交接是圓形錐體的小頭小頭直徑為19毫米，大頭直徑30毫米，圓形錐體高度29.7毫米，這樣進(jìn)氣道2結(jié)束；進(jìn)氣道2的進(jìn)口截面積1821平方毫米，出口截面積706.9平方毫米，沿軸線做垂直切面其中最小截面528.4平方毫米，此截面中心至進(jìn)口中心距離79.8毫米，所有截面的園角由R3-R14逐漸過渡，由進(jìn)口時(shí)的方形截面逐漸過渡到出口的圓形截面，進(jìn)氣道2總長度是87.5毫米，總高度是69.6毫米；排氣道3是由兩個(gè)相同的單獨(dú)內(nèi)腔逐漸過渡交叉為一體的排氣通道，每個(gè)單獨(dú)內(nèi)腔氣體進(jìn)口處形狀為圓錐形，其下部大頭直徑為33毫米，小頭直徑24毫米，圓錐形柱體高29毫米，隨著軸線垂直圓錐柱延伸，由圓柱形變?yōu)榉叫?，方形的截?6×30毫米，每個(gè)氣道截面1038.7平方毫米，四個(gè)園角半徑均為R5毫米，兩個(gè)方形體沿軸線繼續(xù)向上延長，在距出口42毫米的地方合為一體，成為54×42毫米，四個(gè)園角半徑為R9毫米，截面為2160平方毫米的長方形截面，由單獨(dú)的氣道合并為一體的長方形排氣道園角過渡從半徑R5～R10毫米逐漸過渡。
專利摘要本實(shí)用新型是內(nèi)燃機(jī)動(dòng)力工程中單缸柴油機(jī)的新設(shè)計(jì)方案。本實(shí)用新型所述的四氣門柴油機(jī)氣缸蓋有兩個(gè)進(jìn)氣門和兩個(gè)排氣門，兩個(gè)進(jìn)氣門連著兩個(gè)各自獨(dú)立的進(jìn)氣道，兩個(gè)排氣門則先獨(dú)立后連體共用一個(gè)排氣道，一個(gè)噴油器安裝孔。使進(jìn)氣量增大接近一倍，有效地提高了功率，使燃油消耗下降，降低廢氣排放。
文檔編號(hào)F02F1/42GK2525262SQ0125950
公開日2002年12月11日 申請日期2001年8月24日 優(yōu)先權(quán)日2001年8月24日
發(fā)明者康秀玲, 付光琦, 祖炳鋒, 徐玉梁, 郝鑫瑞, 郭凌崧 申請人:天津大學(xué)