專利名稱：導(dǎo)氣堤式側(cè)向螺旋進(jìn)氣道的單缸直噴式柴油機(jī)缸頭的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種中小功率柴油機(jī)的缸頭部件，特別是單缸直噴式柴油機(jī)的缸頭部件。
為獲得較佳的燃油經(jīng)濟(jì)性和動(dòng)力性以及廢氣排放指標(biāo)，中小功率柴油機(jī)已普遍開始直噴化。直噴式柴油機(jī)的關(guān)鍵技術(shù)之一，是如何獲得繞氣缸軸心的旋轉(zhuǎn)氣流(簡稱渦流)，缸頭部件內(nèi)的螺旋進(jìn)氣道就是組織進(jìn)氣渦流最常用的結(jié)構(gòu)，由于臥式單缸柴油機(jī)氣缸頭寬度較小，難以布置側(cè)向螺旋進(jìn)氣道，國內(nèi)現(xiàn)有單缸直噴式柴油機(jī)中缸頭部件的螺旋進(jìn)氣道特點(diǎn)是直氣道較長，且螺旋腔包角較大，有部分氣體是從上方向下方直沖，在進(jìn)氣門右側(cè)進(jìn)入氣缸內(nèi)，依缸套壁面導(dǎo)引切向流動(dòng)。另一部分即由大包角蝸殼螺旋腔，引導(dǎo)產(chǎn)生繞氣門的旋轉(zhuǎn)氣流。國內(nèi)已有的直噴機(jī)缸頭部件的氣道布置方案，如說明書附


圖1、附圖2所示，前者是以江蘇江淮動(dòng)力機(jī)廠ZH1105W柴油機(jī)為代表的方案，進(jìn)氣道開口向上，不易布置進(jìn)氣管，且影響與其它機(jī)械(如拖拉機(jī))配套。后者是以武進(jìn)S1110柴油機(jī)為代表的方案，氣道從右上方猛拐90°彎，增加了進(jìn)氣阻力；二者還有共同的弱點(diǎn)，即直氣道部份靠近噴油器，造成噴油器側(cè)冷卻水道狹窄(見附圖中A區(qū))，增加了油嘴的熱負(fù)荷，同時(shí)進(jìn)氣道展開長度長泥芯強(qiáng)度差，工藝難度大，渦流強(qiáng)度波動(dòng)大。若簡單地將方案一中氣道繞氣門中心轉(zhuǎn)90°至側(cè)面，則因螺旋腔包角過大，擠占進(jìn)、排氣門之間鼻梁位置，使水道不暢，而且切向氣流因直沖缸套壁面，難以組織繞氣缸中心的渦流。
本實(shí)用新型的目的就是為了解決上述問題，提供一種從側(cè)面進(jìn)氣，并產(chǎn)生理想進(jìn)氣渦流的導(dǎo)氣堤式側(cè)向螺旋進(jìn)氣道的單缸直噴式柴油機(jī)缸頭。
本實(shí)用新型的技術(shù)解決方案一種導(dǎo)氣堤式側(cè)向螺旋進(jìn)氣道的單缸直噴式柴油機(jī)缸頭，其左側(cè)中部為排氣道(1)，缸頭(2)的中間設(shè)有噴油氣孔(3)，其特征在于在缸頭(2)的右側(cè)中部開有進(jìn)氣道(4)，且進(jìn)氣道(4)內(nèi)設(shè)有凸起的斜向?qū)獾?5)。
本實(shí)用新型解決了直噴式單缸柴油機(jī)良好的進(jìn)氣渦流和結(jié)構(gòu)布置的矛盾，采用的導(dǎo)氣堤結(jié)構(gòu)能優(yōu)化分配切向氣流和旋轉(zhuǎn)氣流的比例，有效地縮短了進(jìn)氣道長度，不需依靠外接進(jìn)氣管即可得到理想強(qiáng)度的進(jìn)氣渦流和低壓力損失，解決了單缸柴油機(jī)難以布置側(cè)向氣道的問題。本實(shí)用新型的進(jìn)氣道短、粗、直，其螺旋腔截面大，且螺旋腔始點(diǎn)對氣門中心偏置距離較大，在獲得較高渦流比的同時(shí)，能得到大流量小阻力的效果，這樣本實(shí)用新型的鑄造工藝好，進(jìn)氣道泥芯強(qiáng)度高，不易變形，從而減少了對氣道位置偏離的敏感度，當(dāng)氣道偏離1mm時(shí)，流量和渦流動(dòng)量距誤差小于1％。本實(shí)用新型由于側(cè)面進(jìn)氣，且氣道入口與氣缸水平中心線距離小，故便于柴油機(jī)總體設(shè)計(jì)布置和配套機(jī)具的連接，同時(shí)降低了對外接進(jìn)氣道的要求。本實(shí)用新型的冷卻水道由于直氣道讓開位置，使其比較寬敞，提高了冷卻效果，也使水道泥芯制作工藝性得到了改善，降低了廢品率。
圖1是ZH1105W柴油機(jī)缸頭的斷面結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是S1110柴油機(jī)缸頭的斷面結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本實(shí)用新型的斷面結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是本實(shí)用新型的進(jìn)氣道位置示意圖；圖5是圖4的B向視圖。
如圖3－5，本實(shí)用新型的進(jìn)氣道(4)的入口中心線a與進(jìn)氣門中心連線b之間的距離c為15～25mm，它盡可能縮小(在用于ZH1110柴油機(jī)上時(shí)C＝17.4mm)，以保證穿過缸頭(2)側(cè)面螺栓(6)之間的空檔。近似錐管的短、粗、直進(jìn)氣道(4)，其單位長度上面積收縮較適當(dāng)，保證氣體流動(dòng)的速度。本實(shí)用新型的斜向?qū)獾?5)的走向與缸頭垂線之間的夾角θ為15°～23°，導(dǎo)氣堤(5)中心線與進(jìn)氣道(4)內(nèi)對應(yīng)進(jìn)氣門的中心點(diǎn)O之間的距離d為8～12mm，缸頭(2)的底面到氣門導(dǎo)管凸臺之間的距離H大于40mm而小于42mm，導(dǎo)氣堤(5)的凸出高度h為15～20mm，導(dǎo)氣堤(5)的寬度e為9～10mm，導(dǎo)氣堤(5)把上部氣流擋住并強(qiáng)制導(dǎo)向螺旋腔，形成繞氣門中心的渦旋氣流，部分下部氣流則從氣門外側(cè)直沖入氣缸，受缸壁導(dǎo)向形成繞氣缸中心的切向氣流。進(jìn)氣道(4)的螺旋腔始點(diǎn)偏心距f(即進(jìn)氣門中心與進(jìn)氣道內(nèi)螺旋腔起點(diǎn)的距離)為17～20mm。通過調(diào)整導(dǎo)氣堤(5)的高度h和夾角θ以及螺旋腔始點(diǎn)偏心距f可以優(yōu)化調(diào)整切向氣流與旋轉(zhuǎn)氣流的分配比例。本實(shí)用新型的直氣道與缸頭底平面成較大夾角，故可減少氣流壓力損失。本實(shí)用新型在中子功率單缸直噴式柴油機(jī)上應(yīng)用時(shí)，效果顯著，功率、油耗、煙度都達(dá)到國家優(yōu)等品以上的指標(biāo)。本實(shí)用新型適用于95～115mm缸徑單缸柴油機(jī)的直噴化改造，并可擴(kuò)大應(yīng)用于多缸柴油機(jī)。
權(quán)利要求1.一種導(dǎo)氣堤式側(cè)向螺旋進(jìn)氣道的單缸直噴式柴油機(jī)缸頭，其左側(cè)中部為排氣道(1)，缸頭(2)的中間設(shè)有噴油氣孔(3)，其特征在于在缸頭(2)的右側(cè)中部開有進(jìn)氣道(4)，且進(jìn)氣道(4)內(nèi)設(shè)有凸起的斜向?qū)獾?5)。
2.按權(quán)利要求1所述的導(dǎo)氣堤式側(cè)向螺旋進(jìn)氣道的單缸直噴式柴油機(jī)缸頭，其特征在于進(jìn)氣道(4)的入口中心線a與進(jìn)排氣門中心連線b之間的距離c為15～25mm。
3.按權(quán)利要求1所述的導(dǎo)氣堤式側(cè)向螺旋進(jìn)氣道的單缸直噴式柴油機(jī)缸頭，其特征在于斜向?qū)獾?5)的走向與缸頭垂線之間的夾角θ為15°～23°。導(dǎo)氣堤(5)中心線與進(jìn)氣道(4)內(nèi)對應(yīng)進(jìn)氣門的中心點(diǎn)O之間的距離d為8～12mm，缸頭(2)的底面到氣門導(dǎo)管凸臺之間的距離H大于40mm而小于42mm，導(dǎo)氣堤(5)的凸出高度h為15～20mm，導(dǎo)氣堤(5)的寬度e為9～10mm。
4.按權(quán)利要求1所述的導(dǎo)氣堤式側(cè)向螺旋進(jìn)氣道的單缸直噴式柴油機(jī)缸頭，其特征在于進(jìn)氣道(4)的螺旋腔始點(diǎn)偏心距f為17～20mm。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種中小功率單缸直噴式柴油機(jī)的缸頭部件，其缸頭的右側(cè)中部開有進(jìn)氣道；且進(jìn)氣道內(nèi)設(shè)有凸起的斜向?qū)獾蹋緦?shí)用新型的導(dǎo)氣堤結(jié)構(gòu)，優(yōu)化分配了切向氣流和旋轉(zhuǎn)氣流的比例，有效地縮短了進(jìn)氣道長度，不需依靠外接進(jìn)氣管即可得到理想強(qiáng)度的進(jìn)氣渦流和低壓力損失，解決了單缸柴油機(jī)難以布置側(cè)向氣道的問題。
文檔編號F02B75/00GK2181573SQ9324652
公開日1994年11月2日 申請日期1993年12月22日 優(yōu)先權(quán)日1993年12月22日
發(fā)明者張超建, 游維華 申請人:江蘇江淮動(dòng)力機(jī)廠