專利名稱：柴油機分體式鑄鋼氣缸蓋的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
所屬技術(shù)領(lǐng)域本實用新型涉及柴油機的氣缸體組件，尤其是涉及氣缸體的氣缸蓋，屬于柴油機領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
柴油機的氣缸蓋用來密封氣缸體的氣缸并形成燃燒室頂面，既要承受高溫高壓的燃?xì)鈮毫?，又要承受氣缸蓋螺栓的予緊力，是一種形狀極其復(fù)雜的薄壁箱形零件，在其上布置著進、排氣門、氣道、冷卻水道、氣門搖臂或凸輪軸、火花塞和噴油器等，因此要求氣缸蓋具有足夠的強度和剛度。為了使氣缸蓋的溫度盡可能均勻，避免發(fā)生熱裂，氣缸蓋要進行良好的冷卻，內(nèi)部鑄有冷卻水套、冷卻水道、潤滑油道等。
氣缸蓋一般由灰鑄鐵、球墨鑄鐵或合金鑄鐵鑄造，一些小型的汽油機或風(fēng)冷式內(nèi)燃機和轎車用汽油機則多采用鋁合金鑄造。有些柴油機還在氣缸蓋內(nèi)布置有分開式燃燒室。但功率較大的柴油機，例如用來發(fā)電的柴油機或船用柴油機，功率在數(shù)百KW或以上，其發(fā)展方向趨向于要求功率大、體積小，以減輕柴油機自身重量，這就要求柴油機的主體——氣缸體、氣缸蓋等具有足夠的強度和剛度，并具有良好的冷卻功能，避免發(fā)生熱裂等不良現(xiàn)象。
發(fā)明創(chuàng)造內(nèi)容本實用新型的目的，在于提供一種用于功率較大——數(shù)百KW或以上，用于發(fā)電或船用等柴油機的用合金鋼鑄造的鑄鋼氣缸蓋，能大大提高氣缸蓋的強度和剛度，與鑄鋼氣缸體相配合，在相同功率下，能大大減小柴油機的體積和重量；或在相同體積情況下，能大大提高柴油機的功率約20％～30％，并通過合理設(shè)計氣缸蓋內(nèi)的冷卻水道，使氣缸蓋的散熱效果顯著，減小變形，避免熱裂等不良熱象。
本實用新型的技術(shù)方案在于采用2#合金鋼或類似的有足夠強度和剛度的合金材料作為鑄造氣缸蓋的材料，并在氣缸蓋內(nèi)合理設(shè)計成至少四層的冷卻水道，冷卻水在水道內(nèi)不能停留，以增加散熱效果。即使2400轉(zhuǎn)/分的高速柴油機也能達到良好的冷卻效果。
機油通道也合理設(shè)計分布在氣缸蓋的內(nèi)層油道和需要潤滑之處如氣門挺桿孔，并在氣缸蓋的表面層開設(shè)機油槽。
本實用新型鑄鋼氣缸蓋采用分體式結(jié)構(gòu)，設(shè)計為兩缸分體式，柴油機氣缸體兩缸共用一個氣缸蓋，以適應(yīng)四缸或多缸的柴油機的氣缸體。在兩缸以上的柴油機使用一個以上的氣缸蓋時，兩個氣缸蓋之間的柴油進油孔和柴油回油孔通過管道分別連接連通。采用分體式結(jié)構(gòu)的氣缸蓋能提高氣缸蓋的剛度，降低鑄造工藝要求和對加工精度的要求，經(jīng)濟性和通用性較好。
本實用新型鑄鋼氣缸蓋采用四氣門方式進、排氣設(shè)計，每缸4個氣門，對應(yīng)兩缸設(shè)計有8個氣門，以使進氣充分，排氣徹底，能增加柴油機功率。
本實用新型的有益效果在于散熱冷卻效果顯著，減小氣缸蓋變形，避免熱裂等不良現(xiàn)象，延長了柴油機的使用壽命。氣缸蓋的強度和剛度好，與鑄鋼氣缸體相配合，在柴油機相同體積情況下，能提高功率約20％～30％；或在相同功率情況下，減小柴油機的體積和重量。

下面將結(jié)合附圖和實施例，對本實用新型作進一步說明。
圖1為本實用新型鑄鋼氣缸蓋的示意主視圖和局部剖視圖；圖2為圖1的俯視圖；圖3為圖1的左視圖；圖4為圖1的右視圖；圖5為圖1的后視圖；圖6為圖1的仰視圖；圖中1.氣缸蓋 2.表面層3.內(nèi)層A水道4.內(nèi)層柴油道 5.內(nèi)層B水道 6.內(nèi)層C水道7.內(nèi)層D水道8.內(nèi)層機油道9.底層10.進氣通道11.氣門挺桿孔 12.排氣口密封墊凸臺13.柴油進油孔 14.柴油回油孔 15.出水孔16.丁字壓板導(dǎo)向軸孔17.噴油器固定螺栓孔 18.噴油器孔19.噴油器銅套 20.氣門孔 21.工藝孔22.機油槽 23.緊固螺栓孔 24.機油出油孔25.排氣口 26.進水孔 27.定位銷孔28.機油進油孔
具體實施方式本實用新型的實施例針對較大功率——數(shù)百KW或以上的柴油機氣缸蓋的工作環(huán)境，需要承受高溫高壓的燃?xì)鈮毫筒裼蜋C負(fù)載變化的工況，需有非常良好的冷卻系統(tǒng)保障，以避免發(fā)生熱裂現(xiàn)象。氣缸蓋上要布置進、排氣門、氣道、油道、冷卻水道、氣門搖臂，噴油器等，是一種結(jié)構(gòu)極其復(fù)雜的薄壁箱零件，必須具備足夠的強度和剛度，因而在材質(zhì)方面，選用2#合金鋼或類似的有足夠強度和剛度的合金材料作為鑄造氣缸蓋的材料，以滿足上述要求。并且與鑄鋼氣缸體相配合，能在相同功率下，大大減少柴油機的體積和重量；或在相同體積情況下，能大大提高柴油機的功率約20％～30％，這對于一些需移動的柴油機或船用柴油機尤其重要。
氣缸蓋1的表面層2設(shè)計有各種零件安裝孔和出水孔15、氣門孔20、噴油器孔18、柴油進油孔13、柴油回油孔14以及機油槽22。
在氣缸蓋1的冷卻水道設(shè)計上，氣缸蓋1的內(nèi)層合理設(shè)計成A、B、C、D至少四層的冷卻水道，內(nèi)層A水道3、內(nèi)層B水道5、內(nèi)層C水道6和內(nèi)層D水道7，冷卻水從底層9的8個進水孔26進入氣缸蓋1的A、B、C、D內(nèi)層水道，從表面層2的兩個出水孔15流出，在氣缸蓋1的內(nèi)層A、B、C、D的冷卻水道循環(huán)，不能停留，散熱效果顯著，即使2400轉(zhuǎn)/分的高速柴油機，也能達到良好的散熱效果，具有足夠的冷卻散熱能力。
機油槽和機油道設(shè)計分布在氣缸蓋1的表面層2、內(nèi)層8以及氣缸蓋1的左右兩側(cè)，表面層2設(shè)計有機油槽22，對氣門挺桿等零件進行潤滑，機油從底層9的機油進油孔28進入氣缸蓋內(nèi)層8，由表層1的機油出油孔24回油。
柴油從柴油進油孔13進入氣缸蓋1的內(nèi)層柴油道4，流入安裝在噴油器孔18內(nèi)的噴油器，噴射入氣缸內(nèi)燃燒。氣缸蓋1兩旁的兩個柴油進油孔13由內(nèi)層柴油道4連通，不需要另外的柴油管連接；同樣，柴油經(jīng)噴油器量油后，多余的柴油經(jīng)柴油回油孔14回油，氣缸蓋兩旁的兩個柴油回油孔14由內(nèi)層的柴油回油道連通，也不需要另外的柴油管連接。多缸柴油機使用兩個以上的氣缸蓋時，則用油管分別連接氣缸蓋1兩旁的柴油進油孔13和柴油回油孔14。
氣缸蓋1采用分體式結(jié)構(gòu)，柴油機氣缸體兩缸共用一個氣缸蓋，四缸或六缸等多缸柴油機可以使用多個氣缸蓋。分體式氣缸蓋能提高氣缸蓋的剛度，降低鑄造工藝要求和加工精度要求，經(jīng)濟性和通用性較好。
氣缸蓋1的進氣、排氣采用4氣門方式設(shè)計，以便使進氣充分，排氣徹底，增加和提高柴油機功率。
空氣從進氣通道10進入，混合柴油燃燒后，由排氣口25排出廢氣。
氣門挺桿安裝在氣門挺桿孔11內(nèi)。
噴油器安裝在噴油器孔18，固定螺栓擰緊在噴油器固定螺栓孔17內(nèi)將噴油器固定。噴油器孔18的直徑根據(jù)噴油器的大小而定。噴油器孔18內(nèi)設(shè)計有噴油器銅套19，銅的散熱快，能加快噴油器的散熱，使柴油的霧化質(zhì)量更好，提高燃燒效率。
丁字壓板導(dǎo)向軸安裝在丁字壓板導(dǎo)向軸孔16內(nèi)。
排氣口密封墊凸臺12為安裝排氣口密封墊用。
底層9的定位銷孔27安裝定位銷，作為氣缸蓋1與氣缸體安裝時的定位。
緊固螺栓孔23為緊固螺栓將氣缸蓋1與氣缸體連接緊固在一起用，兩者的連接直接影響柴油機的密封性和性能，在氣缸蓋1上，設(shè)置有多個緊固螺栓孔23。
由于氣缸蓋1的內(nèi)層設(shè)計為至少4層的冷卻水道、油道和氣道，并有各種安裝孔，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，是一種薄壁箱形零件，因而在左側(cè)面和右側(cè)面以及頂面不同的部位，按鑄造、加工工藝要求，設(shè)計有多個工藝孔21，以便于鑄造和清砂。
權(quán)利要求1.一種柴油機分體式鑄鋼氣缸蓋，其特征在于氣缸蓋(1)內(nèi)部自上而下有至少四個層面A、B、C、D，并在四個層面上分布有內(nèi)層A水道(3)、內(nèi)層B水道(5)、內(nèi)層C水道(6)和內(nèi)層D水道(7)，四個層面的水道(3)、(5)、(6)、(7)順序連通，并通過進水孔(26)和出水孔(15)與外部冷卻水循環(huán)系統(tǒng)相連接；內(nèi)層面B還設(shè)置有柴油通道(4)，并通過柴油進油孔(13)和柴油回油孔(14)與外部柴油循環(huán)系統(tǒng)相連接；內(nèi)層面D還設(shè)置有機油道(8)，并通過機油進油孔(28)和機油出油孔(24)與外部機油循環(huán)系統(tǒng)相連接；進氣通道(10)位于氣缸蓋(1)側(cè)面的中部，并通過排氣口(25)將氣體排出。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分體式鑄鋼氣缸蓋，其特征在于氣缸蓋(1)兩旁的兩個柴油進油孔(13)是由內(nèi)層面B的柴油通道(4)相連通；兩個柴油回油孔(14)由內(nèi)層B的柴油通道相連通。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分體式鑄鋼氣缸蓋，其特征在于氣缸蓋(1)與氣缸體配合面上的一側(cè)的兩邊有兩個定位銷孔(27)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分體式鑄鋼氣缸蓋，其特征在于噴油器孔(18)內(nèi)設(shè)計有噴油器散熱銅套(19)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分體式鑄鋼氣缸蓋，其特征在于氣缸蓋(1)為兩缸一蓋4氣門結(jié)構(gòu)，有4個氣門孔(20)對應(yīng)相配合的氣缸體的每個氣缸，對應(yīng)兩缸有8個氣門孔(20)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分體式氣缸蓋，其特征在于氣缸蓋(1)的左側(cè)面和右側(cè)面以及頂面設(shè)計有多個工藝孔(21)。
專利摘要一種柴油機分體式鑄鋼氣缸蓋，由2#合金鋼或類似的有足夠強度和剛度的合金材料鑄造而成。氣缸套的內(nèi)部設(shè)計成至少4層的冷卻水道、油道和進、排氣道，并設(shè)計有噴油器孔、氣門挺桿孔、緊固螺栓孔等安裝在其上的零件所需的孔，冷卻效果顯著，減小變形，避免發(fā)生熱裂等不良現(xiàn)象，延長了柴油機的使用壽命。與鑄鋼氣缸體配合，在柴油機相同體積情況下，能提高功率約20％～30％；或在相同功率的情況下，能大大減小柴油機的體積和重量，適用于功率較大——數(shù)百KW或以上的發(fā)電或船用柴油機。而且采用分體式結(jié)構(gòu)，能增加和提高氣缸蓋的剛度，降低鑄造工藝要求和加工精度的要求，通用性和經(jīng)濟性較好。
文檔編號F02F1/42GK2786295SQ200520053498
公開日2006年6月7日 申請日期2005年1月17日 優(yōu)先權(quán)日2005年1月17日
發(fā)明者田業(yè)中 申請人:田業(yè)中