一种发动机气门及车辆的制作方法

1.本实用新型涉及发动机零部件，具体涉及发动机气门及车辆。


背景技术：

2.现代内燃机的对于热效率、性能的追求，其燃烧室的温度及负载越来越高。而气门作为燃烧室的组成部分，受到的热载荷和机械力载荷尤为直接。所以跟随发动机的发展趋势，必须对气门进行冷却,并保持气门有足够的强度。
3.cn103990944a公开了一种盘部中空充钠的气门结构和制作方法，其所述的气门内部的盘部有杆中空和盘中空部分填充金属钠；金属钠在气门中空部位，吸收热量并液化；随着气门运动，液态钠的中介作用，加快了气门热量从燃烧室面直接接触的盘面向周边传递，减小了气门的温度。当前的盘中空气门，在盘端面密封盖通这圆周焊接面焊接在气门盘端；盘端面密封盖为一个金属平板，若金属平板的厚度设置的太厚，将减少内部中空腔室的体积，影响冷却效果；若金属平板的厚度设置的太小，将影响盘部的强度。对以金属平板作为盘端面密封盖的气门进行仿真应力分析，看出盘端面密封盖的应力主要如弧形的分布，在盘部中心靠近盘部中空的区域反而应力不大。叠加盘部的温度场进行疲劳强度分布分析，在盘部中心位置为整个盘端面密封盖的薄弱区域。因此实际应用时，盘端面密封盖的中心位置由于受应力及温度影响，其疲劳安全系数低，存在开裂风险。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的是提供一种发动机气门及车辆，其能够增强发动机气门的散热效果，提升疲劳强度。
5.本实用新型所述的发动机气门，包括气门本体，所述气门本体内轴向设有容纳冷却剂的空腔，所述气门本体至少一端设有与空腔连通的开口，所述开口密封连接有端盖，所述端盖靠近空腔的侧面上具有凹面部。
6.进一步，所述气门本体包括一体成型的气门杆和气门盘，所述气门杆和气门盘的轴心线重合。
7.进一步，所述气门杆内沿其轴向设有第一腔室，所述气门盘内设有与第一腔室连通的第二腔室，所述开口位于气门盘的端部且与第二腔室连通。
8.进一步，所述第一腔室为柱形腔室，所述第二腔室为锥形腔室，第二腔室的小径端与第一腔室相连，第二腔室的大径端与开口相连。
9.进一步，所述凹面部为球形凹面，所述球形凹面的半径r为20~40mm，球形凹面底面与端盖远离空腔的侧面之间的距离a为1.2~3mm，球形凹面边沿与端盖周面之间的距离b为1.5~4mm。
10.进一步，所述凹面部通过球头模具冲压形成。
11.一种车辆，包括发动机总成，所述发动机总成包括上述的发动机气门。
12.本实用新型与现有技术相比具有如下有益效果。
13.1、本实用新型通过在端盖靠近空腔的侧面上设置凹面部，一方面增大了端盖与冷却剂的接触面积，加快了冷却剂的热传递，另一方面起到了导向作用，加快了冷却剂在空腔中的流动速度，提升了发动机气门的散热效果，相应地有效避免了端盖因温度过高导致的疲劳失效，间接提升了端盖的疲劳强度。
14.2、本实用新型所述端盖靠近空腔的侧面上的凹面部通过球头模具冲压形成，凹面部受挤压位置产生形变强化，直接提升了该位置的疲劳强度，相较于常规平板式端盖，在实现相同力学性能的情况下，本实用新型所述端盖质量更小，有利于发动机气门的轻量化设计，减小了发动机气门的运动消耗功，有利于整个配气机构的低油耗设计。
附图说明
15.图1是本实用新型的结构示意图；
16.图2是本实用新型所述端盖的结构示意图；
17.图3是本实用新型所述端盖的尺寸示意图。
18.图中，1—气门本体，11—开口，2—空腔，21—第一腔室，22—第二腔室，3—端盖，31—凹面部，32—焊接面。
具体实施方式
19.下面结合附图对本实用新型作详细说明。
20.参见图1至图3，所示的发动机气门，包括气门本体1，所述气门本体1包括一体成型的气门杆和气门盘，所述气门杆和气门盘的轴心线重合。所述气门本体1内轴向设有容纳冷却剂的空腔2，所述气门杆内沿其轴向设有第一腔室21，所述气门盘内设有与第一腔室21连通的第二腔室22，所述开口11位于气门盘的端部且与第二腔室22连通。所述第一腔室21为柱形腔室，所述第二腔室22为锥形腔室，第二腔室22的小径端与第一腔室21相连，第二腔室22的大径端与开口11相连。
21.所述开口11连接有端盖3，所述端盖3靠近空腔2的侧面上具有凹面部31，周沿设有与开口11内侧壁焊接固定的焊接面32。通过在端盖3靠近空腔2的侧面上设置凹面部31，一方面增大了端盖3与冷却剂的接触面积，加快了冷却剂的热传递，另一方面起到了导向作用，加快了冷却剂在空腔2中的流动速度，提升了发动机气门的散热效果，相应地有效避免了端盖因温度过高导致的疲劳失效，间接提升了端盖的疲劳强度。
22.参见图3，所述凹面部31为球形凹面，所述球形凹面的半径r为30mm，球形凹面底面与端盖远离空腔的侧面之间的距离a为2.0mm，球形凹面边沿与端盖周面之间的距离b为2.5mm。
23.所述凹面部31通过球头模具冲压形成，端盖3尺寸易于控制，加工方便快捷，并且凹面部31受挤压位置产生形变强化，直接提升了该位置的疲劳强度，相较于常规平板式端盖，在实现相同力学性能的情况下，本实用新型所述端盖质量更小，有利于发动机气门的轻量化设计，减小了发动机气门的运动消耗功，有利于整个配气机构的低油耗设计。
24.所述冷却剂为钠。然而，也可以使用其它碱金属或碱土金属或具有足够低熔点的合金作为冷却剂。
25.一种车辆，包括发动机总成，所述发动机总成包括上述的发动机气门。


技术特征：
1.一种发动机气门，包括气门本体（1），其特征在于：所述气门本体（1）内轴向设有容纳冷却剂的空腔（2），所述气门本体（1）至少一端设有与空腔（2）连通的开口（11），所述开口（11）密封连接有端盖（3），所述端盖（3）靠近空腔（2）的侧面上具有凹面部（31）。2.根据权利要求1所述的发动机气门，其特征在于：所述气门本体（1）包括一体成型的气门杆和气门盘，所述气门杆和气门盘的轴心线重合。3.根据权利要求2所述的发动机气门，其特征在于：所述气门杆内沿其轴向设有第一腔室（21），所述气门盘内设有与第一腔室（21）连通的第二腔室（22），所述开口（11）位于气门盘的端部且与第二腔室（22）连通。4.根据权利要求3所述的发动机气门，其特征在于：所述第一腔室（21）为柱形腔室，所述第二腔室（22）为锥形腔室，第二腔室（22）的小径端与第一腔室（21）相连，第二腔室（22）的大径端与开口（11）相连。5.根据权利要求1或2所述的发动机气门，其特征在于：所述凹面部（31）为球形凹面，所述球形凹面的半径r为20~40mm，球形凹面底面与端盖远离空腔的侧面之间的距离a为1.2~3mm，球形凹面边沿与端盖周面之间的距离b为1.5~4mm。6.根据权利要求1或2所述的发动机气门，其特征在于：所述凹面部（31）通过球头模具冲压形成。7.一种车辆，包括发动机总成，其特征在于：所述发动机总成包括权利要求1~6任一项所述的发动机气门。

技术总结
本实用新型公开了一种发动机气门及车辆，本实用新型所述的发动机气门，包括气门本体，所述气门本体内轴向设有容纳冷却剂的空腔，所述气门本体至少一端设有与空腔连通的开口，所述开口密封连接有端盖，所述端盖靠近空腔的侧面上具有凹面部。其能够增强发动机气门的散热效果，提升疲劳强度。提升疲劳强度。提升疲劳强度。


技术研发人员：林翰 周敬乔 司莉纳 谢宗让 蒋敏
受保护的技术使用者：重庆长安汽车股份有限公司
技术研发日：2021.03.31
技术公布日：2021/11/2