[发明专利]一种单缸涡流室式柴油机用气缸盖

说明书

技术领域

本发明涉及一种柴油机气缸盖，尤其涉及柴油机气缸盖进排气道，更具体 的涉及缸径为75-100毫米的单缸卧式水冷涡流室式柴油机用气缸盖进排气道。

背景技术

我国单缸柴油机年产量已占世界年产量的90％以上，出口量占总产量的 20％以上,单缸柴油机产量大是我国内燃机行业的一大特色。柴油机燃烧室型式 有直喷式与涡流室式两种，由于受结构限制，国内外缸径小于85mm的非道路 柴油机仍以涡流室式燃烧系统为主。随着人们对环境保护要求的不断提高，内 燃机的节能与减排成为行业发展的焦点。我国于2014年10月1日起实施的非 道路柴油机第三阶段排放法规成为世界范围内现行最为严格的排放法规之一。 这对于成本低廉及结构、新技术使用受限的小功率单缸柴油机而言是一个巨大 的挑战,因此对小功率单缸柴油机的技术升级迫在眉睫。

进排气道是工质更换的必经之道，设计低流阻进排气道、提高进排气系统 的流通能力是提高柴油机充气效率、降低泵气损失的重要措施。纵观国内外对 柴油机进排气道研究现状，主要工作多是针对直喷式柴油机的螺旋气道或切向 气道，对涡流室式柴油机低流阻的无旋流进排气系统的系统研究开展的较少。 发明者对涡流室式柴油机气缸盖进排气道结构进行分析研究，针对单缸卧式水 冷涡流室式柴油机气缸盖进排气道结构提出了创新改进设计。创新改进设计后 的涡流室式柴油机气缸盖进排气道可以有效减少流动阻力，提高进气量和减少 残余废气量，改善柴油机的性能和降低排放。

发明内容

本发明的目的是提供一种单缸涡流室式柴油机用气缸盖，解决单缸卧式水 冷涡流室式柴油机无旋进、排气道气流流动均匀性差，流通截面面积突变，平 均流量系数低，与发动机匹配性差的问题，可以有效减少流动阻力，提高进气 量和减少残余废气量，改善柴油机的性能和降低排放。

本发明采取的技术方案如下：

一种单缸涡流室式柴油机用气缸盖，包括进气道和排气道，以进气道和 排气道的中心连线的中心为原点，以进气道和排气道的中心连线为X轴方向， 以垂直进气道和排气道的中心连线，且通过原点直线为Y轴方向，其特征在 于：所述进气道从外至内由进气道进气段、进气道过渡段和进气道出气段依次 连接而成，进气道过渡段在Y轴方向的直径大于X轴方向的直径，即增大进 气道过渡段在Y轴方向两侧的流通截面面积，进气道过渡段与进气道出气段之 间通过圆弧过渡，且进气道出气段的下侧内壁过渡圆角为92°，进气道导管凸 台的中心位于进气道过渡段的上侧内壁圆弧上，进气道入口的截面面积与进气 门座圈的最小直径处的截面面积之比为1.5～1.6，进气门座圈最小直径处截面面 积与进气道出口截面面积之比为0.8，进气门座圈最小直径处的截面面积与发 动机气缸套内径的截面面积之比为0.10-0.12，进气道出气段的铸造设计尺寸与 进气门座圈最小直径相等；所述排气道从内至外由排气道进气段、排气道过渡 段和排气道出气段依次连接而成，排气道的出口的截面面积与排气门座圈的最 小直径处的截面面积之比为1.5-1.6，排气门座圈的最小直径处的截面面积与排 气道入口的截面面积之比为0.8，排气门座圈的最小直径处截面面积与发动机 的气缸套内径截面面积之比之为0.08-0.10，排气道过渡段在Y轴方向的直径大 于X轴方向的直径，即增大排气道过渡段在Y轴方向两侧的流通截面面积， 排气道过渡段与排气道进气段之间通过圆弧过渡，排气道进气段的下侧内壁过 渡圆角为103°，排气道导管凸台的中心位于排气道过渡段的上侧内壁圆弧上， 排气道进气段的铸造设计尺寸与排气门座圈最小直径相等。

在上述方案中，将进气道过渡段设计成非圆截面，即进气道过渡段在Y轴 方向的直径大于X轴方向的直径，增大进气道过渡段在Y轴方向两侧的流通 截面面积，有利于提升进气道流通截面面积变化的连续性，增强气道的流动均 匀性提升气道流通能力；进气道过渡段与进气道出气段之间通过圆弧过渡，且 进气道出气段的下侧内壁过渡圆角为92°，有利于提升气流进入进气道出气段 的均匀性，避免气流在进气道过渡段的上侧内壁圆弧出现气流速度过大现象。

在上述方案中，将进气道导管凸台的中心设计在进气道过渡段的上侧内壁 圆弧上，有利于减小进气道导管凸台处气流运动死区面积，增强气道的流动均 匀性提升气道流通能力。