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具有循環螺旋式球形換熱面的氣門.pdf

摘要
申請專利號:

CN201510719538.2

申請日:

2015.10.30

公開號:

CN105240074A

公開日:

2016.01.13

當前法律狀態:

撤回

有效性:

無權

法律詳情: 發明專利申請公布后的視為撤回IPC(主分類):F01L 3/14申請公布日:20160113|||實質審查的生效IPC(主分類):F01L 3/14申請日:20151030|||公開
IPC分類號: F01L3/14; F01L3/04; F01L3/06; F01L3/20 主分類號: F01L3/14
申請人: 重慶奇甫機械有限責任公司
發明人: 王明楊; 梁紹輝
地址: 401520重慶市合川區大石街道辦事處綜合產業園
優先權:
專利代理機構: 代理人:
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法律狀態
申請(專利)號:

CN201510719538.2

授權公告號:

||||||

法律狀態公告日:

2018.03.27|||2016.02.10|||2016.01.13

法律狀態類型:

發明專利申請公布后的視為撤回|||實質審查的生效|||公開

摘要

本發明公開了一種具有循環螺旋式球形換熱面的氣門,包括氣門頭和氣門桿,所述氣門桿內部設有循環螺旋流道,所述氣門頭內設有頭部沖鈉腔,所述頭部沖鈉腔的底面為向下凸出的半球面,所述循環螺旋流道包括沿氣門桿軸向延伸的螺旋狀流道以及連通螺旋狀流道上端與頭部沖鈉腔的回流道;所述螺旋狀流道下端與頭部沖鈉腔連通;所述循環螺旋流道內沖有鈉;所述氣門桿表面設有鍍鉻層;所述氣門頭沿其周向設有環槽;所述環槽內覆蓋有堆焊層且堆焊層表面為圓錐面,該具有循環螺旋式球形換熱面的氣門能較好的將氣門頸部和氣門頭端面中心處積聚的熱量傳導走,從而使氣門散熱均勻。

權利要求書

權利要求書
1.  一種具有循環螺旋式球形換熱面的氣門,包括氣門頭和氣門桿,其特征在于:所述氣門桿內部設有循環螺旋流道,所述氣門頭內設有頭部沖鈉腔,所述頭部沖鈉腔的底面為向下凸出的半球面,所述循環螺旋流道包括沿氣門桿軸向延伸的螺旋狀流道以及連通螺旋狀流道上端與頭部沖鈉腔的回流道;所述螺旋狀流道下端與頭部沖鈉腔連通;所述循環螺旋流道內沖有鈉;所述氣門桿表面設有鍍鉻層;所述氣門頭沿其周向設有環槽;所述環槽內覆蓋有堆焊層且堆焊層表面為圓錐面。

2.  根據權利要求1所述的具有循環螺旋式球形換熱面的氣門,其特征在于:所述環槽與堆焊層的接觸面為圓弧面。

3.  根據權利要求2所述的具有循環螺旋式球形換熱面的氣門,其特征在于:所述氣門桿包括沿軸向與氣門頭固定連接的桿身Ⅰ和與桿身Ⅰ同軸連接的桿身Ⅱ;所述桿身Ⅰ為從下到上半徑逐漸減小的回轉體;所述桿身Ⅱ為半徑小于桿身Ⅰ最小半徑的圓柱體。

4.  根據權利要求3所述的具有循環螺旋式球形換熱面的氣門,其特征在于:所述氣門頭底面設有與氣門頭同軸的圓槽。

5.  根據權利要求4所述的具有循環螺旋式球形換熱面的氣門,其特征在于:與該具有循環螺旋式球形換熱面的氣門配合的氣門導管的長度為S1,該具有循環螺旋式球形換熱面的氣門相對于氣門導管運動的行程為S2,所述氣門桿表面鍍鉻層的軸向長度為S1+S2。

6.  根據權利要求5所述的具有循環螺旋式球形換熱面的氣門,其特征在于:所述氣門桿靠近其頂端的圓柱面上沿周向設有鎖夾槽且鎖夾槽直徑小于氣門鎖夾內徑。

說明書

說明書具有循環螺旋式球形換熱面的氣門
技術領域
本發明涉及發動機零部件領域,具體是一種具有循環螺旋式球形換熱面的氣門。
背景技術
以往的汽油發動機排氣門是采用實心排氣門,排氣門頭部采用耐高溫的奧氏體材料,桿部采用馬氏體材料,然后經焊接、表面處理等工藝加工而成。這種結構、工藝的排氣門只能使用在排氣溫度不超過750℃的自然吸氣汽油發動機上。在增壓發動機中,由于使用了壓縮進氣技術(具體有渦輪增壓、機械增壓和雙增壓),使缸內的燃燒爆發壓力比自然吸氣時高,缸內的溫度也比自然吸氣時高,從而排氣門的溫度相應的升高。故排氣門處的溫度常常超過排氣門材料的許用溫度,從而降低排氣門使用壽命,降低散熱性能。為了解決這一問題,人們在排氣門的氣門桿部鉆孔形成一空腔,金屬鈉的熔點為97.81℃,在合理的中空腔體積的前提下,當氣門工作時,溫度升高很快,金屬鈉在高溫時由固態變為液態,在中空腔里上下移動不斷沖刷氣門面和氣門桿,把氣門面端部的熱負荷有效的傳遞到氣門桿,然后通過缸蓋的水道冷卻排氣門,提高了排氣門的散熱性,有效降低氣門面的熱負荷,另外,金屬鈉的比重較小,氣門的整體質量變小,且氣門的剛度變強,同等條件下,氣門的變形量要小;然而現有中空充鈉結構的排氣門有一個問題:氣門頸部和氣門頭端面中心處的熱量不容易被順利傳導走,是溫度聚集的部位,會影響排氣門的散熱均勻性,降低排氣門壽命。
因此,為解決以上問題,需要一種能較好的將氣門頸部和氣門頭端面中心處積聚的熱量傳導走,從而使氣門頭部散熱均勻的具有循環螺旋式球形換熱面的氣門。
發明內容
有鑒于此,本發明的目的是克服現有技術中的缺陷,提供一種能較好的將氣門頸部和氣門頭端面中心處積聚的熱量傳導走,從而使排氣門散熱均勻的具有循環螺旋式球形換熱面的氣門。
本發明的具有循環螺旋式球形換熱面的氣門,包括氣門頭和氣門桿,氣門桿內部設有循環螺旋流道,所述氣門頭內設有頭部沖鈉腔,所述頭部沖鈉腔的底面為向下凸出的半球面,所述循環螺旋流道包括沿氣門桿軸向延伸的螺旋狀流道以及連通螺旋狀流道上端與頭部沖鈉腔的的回流道;所述螺旋狀流道下端與頭部沖鈉腔連通;所述循環螺旋流道內沖有鈉,氣門桿表面設有鍍鉻層,氣門頭沿其周向設有環槽,環槽內覆蓋有堆焊層且堆焊層表面為圓錐面;
進一步,所述環槽與堆焊層的接觸面為圓弧面;
進一步,所述氣門桿包括沿軸向與氣門頭固定連接的桿身Ⅰ和與桿身Ⅰ同軸連接的桿身Ⅱ,桿身Ⅰ為從下到上半徑逐漸減小的回轉體,桿身Ⅱ為半徑小于桿身Ⅰ最小半徑的圓柱體;
進一步,所述氣門頭底面設有與氣門頭同軸的圓槽;
進一步,與該具有循環螺旋式球形換熱面的氣門配合的氣門導管的長度為S1,該具有循環螺旋式球形換熱面的氣門相對于氣門導管運動的行程為S2,所述氣門桿表面鍍鉻層的軸向長度為S1+S2;
進一步,所述氣門桿靠近其頂端的圓柱面上沿周向設有環槽且槽底直徑小于氣門鎖夾內徑。
本發明的有益效果是:本發明的具有循環螺旋式球形換熱面的氣門,螺旋狀流道有利于引導金屬鈉螺旋流動,相比現有的圓柱形沖鈉腔的氣門而言,本發明的螺旋流道的流通路徑更長,回流道能夠使金屬鈉循環流動,能夠增強空腔內的金屬鈉與氣門頭的熱量交換速率;在發動機工作中,頭部沖鈉腔內的金屬鈉吸收熱量并沿著螺旋狀流道流動,在流動過程中實現冷卻,最終通過回流道留回到頭部沖鈉腔內,另一方面,頭部沖鈉腔底部為半球面能夠進一步增大換熱面積;由于設置沖鈉腔后,氣門桿的結構強度將會降低,而氣門桿表面的鍍鉻層能彌補氣門桿的機械強度,同時提高其耐熱性;另外,氣門頭周向設置的堆焊層,該堆焊層與氣門座圈相配合,能有效改善氣門頭的磨損。
附圖說明
下面結合附圖和實施例對本發明作進一步描述:
圖1為本發明的結構示意圖;
圖2為圖1中A處的局部放大圖;
圖3為本發明的循環螺旋流道的示意圖。
具體實施方式
圖1為本發明的結構示意圖,圖2為圖1中A處的局部放大圖,如圖所示,本實施例中的具有循環螺旋式球形換熱面的氣門,包括氣門頭3和氣門桿,氣門桿內部設有循環螺旋流道9,所述氣門頭3內設有頭部沖鈉腔11,所述頭部沖鈉腔11的底面為向下凸出的半球面12,所述循環螺旋流道9包括沿氣門桿軸向延伸的螺旋狀流道以及連通螺旋狀流道上端與頭部沖鈉腔11的回流道10,循環螺旋流道9內沖有鈉,氣門桿表面設有鍍鉻層6,氣門頭3沿其周向設有環槽8,環槽8內覆蓋有堆焊層2且堆焊層2表面為圓錐面;
本實施例中,所述環槽8與堆焊層2的接觸面為圓弧面11,該圓弧面11能增加堆焊層2與氣門頭3的接觸面積,保證堆焊層2與氣門頭3牢固連接。
本實施例中,所述氣門桿包括沿軸向與氣門頭3固定連接的桿身Ⅰ4和與桿身Ⅰ4同軸連接的桿身Ⅱ5,桿身Ⅰ4為從下到上半徑逐漸減小的回轉體,桿身Ⅱ5為半徑小于桿身Ⅰ4最小半徑的圓柱體,本文所述的“下端”指的是朝向氣門頭3一端,相反端為“上端”,桿身Ⅰ4為氣門頭3與桿身Ⅱ5之間的過渡段,這種平滑過渡能能夠避免氣門桿出現應力集中,同時由于桿身Ⅰ4在工作中,其溫度從下至上逐漸減小,采用這種結構的桿身Ⅰ4能夠使其散熱均勻。
本實施例中,所述氣門頭3底面設有與氣門頭3同軸的圓槽1,此圓槽1作為發動機燃燒室的一部分,通過調整圓槽1的尺寸大小能夠在一定范圍調整發動機的壓縮比。
本實施例中,與該具有循環螺旋式球形換熱面的氣門配合的氣門導管的長度為S1,該具有循環螺旋式球形換熱面的氣門相對于氣門導管運動的行程為S2,所述氣門桿表面鍍鉻層的軸向長度為S1+S2,如圖1所示,點劃線框區域為鍍鉻層6,鍍鉻層6用于與氣門導管滑動配合,以減小磨損,為提高鍍鉻層6的利用率,節約成本,本實施例采用的鍍鉻層6的軸向長度為氣門導管的長度與氣門行程之和,保證氣門桿在往復運動的過程中與氣門導管的接觸面均覆蓋有鍍鉻層6,從而增強其耐磨性。
本實施例中,所述氣門桿靠近其頂端的圓柱面上沿周向設有鎖夾槽7且鎖夾槽7底直徑小于氣門鎖夾內徑,保證氣門桿與氣門鎖緊可靠連接。
最后說明的是,以上實施例僅用以說明本發明的技術方案而非限制,盡管參照較佳實施例對本發明進行了詳細說明,本領域的普通技術人員應當理解,可以對本發明的技術方案進行修改或者等同替換,而不脫離本發明技術方案的宗旨和范圍,其均應涵蓋在本發明的權利要求范圍當中。

關 鍵 詞:
具有 循環 螺旋式 球形 換熱面 氣門
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