一种柴油机气门座圈、气缸盖及发动机的制作方法

1.本实用新型涉及发动机技术，尤其涉及一种柴油机气门座圈、气缸盖及发动机。


背景技术：

2.气门是发动机中向发动机内输入空气并排出燃烧后的废气的一种重要部件。柴油机气门座圈位于气缸盖内部与气门锥面相结合的部位，柴油机气门座圈有相应的锥面，作用是靠其内锥面与气门盘锥面的紧密贴合密封气缸的气门。气门相对柴油机气门座圈作冲击运动，柴油机气门座圈在高温下经受气门的冲击以及进排气流的冲蚀、氧化，其质量直接影响发动机的性能及可靠性。
3.现有技术中，柴油机气门座圈包括座圈圆盘和设置在座圈圆盘上的同轴孔，同轴孔包括沿轴向依次连通的上喉口、中间喉口、下喉口，上喉口剖面为圆弧形的圆孔或圆柱孔，中间喉口为圆柱孔，下喉口为上小下大的锥形孔。
4.气体由气道进出燃烧室的过程中，需要经过柴油机气门座圈的同轴孔，但现有柴油机气门座圈内孔壁过渡不连续，进排气的流畅性大打折扣，影响燃烧室的进排气效果。


技术实现要素：

5.本实用新型提供一种柴油机气门座圈、气缸盖及发动机，以解决现有柴油机气门座圈内孔壁过渡不连续，进排气流畅性差的技术问题。
6.本实用新型提供一种柴油机气门座圈，应用于柴油机的进气门和/或排气门，包括座圈本体和设置在座圈本体上的第一安装孔，第一安装孔包括沿轴向依次连通的喉孔、第一密封孔和第二密封孔；
7.第一密封孔包括第一过渡孔和与第一过渡孔连通的副密封孔，喉孔的边缘和第一过渡孔的边缘光滑过渡，且共同形成一个连续弧形，第一过渡孔的内径大于喉孔的内径，副密封孔为圆柱形，第二密封孔为锥形孔，且第二密封孔的小径端与副密封孔连通。
8.作为一种可选的方式，本实用新型提供的柴油机气门座圈，喉孔的内侧壁弯向第一过渡孔，第一过渡孔的内侧壁弯向座圈本体。
9.作为一种可选的方式，本实用新型提供的柴油机气门座圈，副密封孔的高度为0.6mm
‑
1mm。
10.作为一种可选的方式，本实用新型提供的柴油机气门座圈，第一密封孔的高度为1.5
‑
1.8mm。
11.作为一种可选的方式，本实用新型提供的柴油机气门座圈，第二密封孔包括第二过渡孔和与第二过渡孔连通的主密封孔，第二过渡孔和主密封孔均为锥形孔，主密封孔的小径端与副密封孔连通，主密封孔的大径端与第二过渡孔的小径端连通。
12.作为一种可选的方式，本实用新型提供的柴油机气门座圈，第二过渡孔的大径端延伸至座圈本体的外侧壁。
13.作为一种可选的方式，本实用新型提供的柴油机气门座圈，主密封孔的高度为第
二过渡孔的高度的4倍
‑
5倍。
14.本实用新型提供一种气缸盖，包括气缸盖本体和上述的柴油机气门座圈，气缸盖本体上开设有第二安装孔，柴油机气门座圈位于第二安装孔内。
15.作为一种可选的方式，本实用新型的提供气缸盖，第二安装孔包括依次连通的第一通孔、第二通孔和第三通孔，第一通孔、第二通孔和第三通孔的内径依次增大，柴油机气门座圈卡设于第二通孔内，第二通孔为圆柱形，第三通孔为锥形孔，第三通孔的小径端与第二通孔连通，柴油机气门座圈具有第二过渡孔，第三通孔边缘和第二过渡孔的边缘光滑过渡。
16.本实用新型还提供一种发动机，包括发动机本体和设置在发动机本体上的上述的气缸盖。
17.本实用新型提供的一种柴油机气门座圈、气缸盖及发动机，柴油机气门座圈通过将副密封孔上部设置第一过渡孔，第一过渡孔的内侧壁为圆角设计，实现喉孔的边缘和第一过渡孔的边缘光滑过渡，柴油机气门座圈中内孔壁连续过渡，提高了进气门进气的流畅性和/或排气门排气的流畅性。
附图说明
18.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
19.图1为现有技术中柴油机气门座圈的剖面图；
20.图2为本实用新型实施例提供的柴油机气门座圈的剖面图；
21.图3为图2中a处的局部放大图；
22.图4为现有技术中柴油机气门座圈中气体流动第一种情况的示意图；
23.图5为现有技术中柴油机气门座圈中气体流动第二种情况的示意图；
24.图6为本实用新型实施例提供的柴油机气门座圈中气体流动的示意图；
25.图7为本实用新型实施例提供的气缸盖的局部剖面图。
26.附图标记说明：
27.100
‑
现有柴油机气门座圈；
28.110
‑
座圈圆盘；
29.120
‑
通孔；
30.121
‑
上喉口；
31.122
‑
中间喉口；
32.123
‑
下喉口；
33.200
‑
柴油机气门座圈；
34.210
‑
座圈本体；
35.220
‑
第一安装孔；
36.221
‑
喉孔；
37.222
‑
第一密封孔；
38.223
‑
第二密封孔；
39.2221
‑
第一过渡孔；
40.2222
‑
副密封孔；
41.2231
‑
第二过渡孔；
42.2232
‑
主密封孔；
43.300
‑
气缸盖；
44.310
‑
气缸盖本体；
45.320
‑
第二安装孔；
46.321
‑
第一通孔；
47.322
‑
第二通孔；
48.323
‑
第三通孔。
具体实施方式
49.图1为现有技术中柴油机气门座圈的剖面图，参见图1所示，现有柴油机气门座圈100包括座圈圆盘110和设置在座圈圆盘110上的通孔120，通孔120包括沿轴向依次连通的上喉口121、中间喉口122、下喉口123，上喉口121剖面为圆弧孔、中间喉口122为圆柱孔，下喉口123为上小下大的锥形孔。
50.上喉口121与中间喉口122直接连接，由于上喉口121剖面为圆弧孔，内侧壁弯向中间喉口122，中间喉口122为圆柱孔，因此在二者内壁交线处会形成尖角，而且尖角处易形成流动“死区”，从而降低了进排气的流畅性。同时现有柴油机气门座圈100的底部设置有水平端面，气流流动时会可能会出现下面两种状况，一种是气流流动时会撞座圈水平端面，方向变动较大；一种是存在流动“死区”造成一定的流动损失，这些都会影响进排气的流畅性。
51.为了解决上述技术问题，本实用新型提供一种柴油机气门座圈、气缸盖及发动机，柴油机气门座圈通过将副密封孔上部设置第一过渡孔，第一过渡孔的内侧壁为圆角设计，实现喉孔的边缘和第一过渡孔的边缘光滑过渡，柴油机气门座圈中内孔壁连续过渡，提高了进排气的流畅性。
52.为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
53.图2为本实用新型实施例提供的柴油机气门座圈的剖面图，图3为图2中a处的局部放大图；参见图2和图3所示，本实用新型提供的柴油机气门座圈200，应用于柴油机的进气门和/或排气门，包括座圈本体210和设置在座圈本体210上的第一安装孔220，第一安装孔220包括沿轴向依次连通的喉孔221、第一密封孔222和第二密封孔223。
54.第一密封孔222包括第一过渡孔2221和与第一过渡孔2221连通的副密封孔2222，喉孔221的边缘和第一过渡孔2221的边缘光滑过渡，且共同形成一个连续弧形，第一过渡孔2221的内径大于喉孔221的内径，副密封孔2222为圆柱形，第二密封孔223为锥形孔，且第二密封孔223的小径端与副密封孔2222连通。
55.本实用新型提供的柴油机气门座圈200，通过在副密封孔2222上部设置第一过渡
孔2221，第一过渡孔2221的内侧壁为圆角设计，实现喉孔221的边缘和第一过渡孔2221的边缘光滑过渡，解决了现有技术中进排气流通不畅的技术问题。
56.在一些实施例中，喉孔221的内侧壁弯向第一过渡孔2221，第一过渡孔2221的内侧壁弯向座圈本体210。如图2所示，图2中喉孔221左面内侧壁的圆心位于其左侧座圈本体210上部，喉孔221右面内侧壁的圆心位于其右侧座圈本体210上部，第一过渡孔2221左右面内侧壁的圆心都位于第一密封孔222内，且第一过渡孔2221左面内侧壁上下两端分别与喉孔221左面内侧壁、副密封孔2222左面内侧壁相切连接，第一过渡孔2221右面内侧壁上下两端分别与喉孔221右面内侧壁、副密封孔2222右面内侧壁相切连接，从而实现喉孔221与副密封孔2222的平滑过渡。
57.具体的，第一密封孔222的高度值c为1.5mm
‑
1.8mm，通过耐久性能试验得知，柴油机气门座圈200全生命周期内密封面的磨损量通常为1.7mm，所以为了保证密封性以及提高经济性能，将第一密封孔222的高度值c设置为1.5mm
‑
1.8mm。例如，第一密封孔222的高度值c可以为1.6mm，或者第一密封孔222的高度值c可以为1.8mm。
58.气门与柴油机气门座圈200配合副之间需要磨合，气门锥面与气门座圈的主密封孔2232锥面相互碰撞摩擦，通常气门材质的耐磨性优于柴油机气门座圈200的材质，所以柴油机气门座圈200会出现磨损。可以理解的，第二密封孔223的小径也就是副密封孔2222底部尺寸加工出现偏差会加快柴油机气门座圈200的磨损，因此，副密封孔2222采用圆柱孔的形式，圆柱孔的加工更简单、加工精度高更易达到公差要求，工艺包容性强。同时，副密封孔2222采用圆柱孔的形式而且可以在磨合的过程中保证第二密封孔223的小径尺寸不变，使柴油机气门座圈200流量系数保持稳定，从而保证进排气稳定性。
59.根据耐久性能试验数据，柴油机气门座圈200在磨合初期的磨损速度较快，依据实验得到的磨损值，将副密封孔2222的高度值b设置为0.6mm
‑
1mm，例如，副密封孔2222的高度值b可以为0.8mm，或者，副密封孔2222的高度值b可以为0.7mm。这样，可以使气门与柴油机气门座圈200平稳度过磨合初期，保证进排气稳定性。
60.在柴油机气门座圈200的磨合后期，磨损速度较慢，考虑柴油机气门座圈200全生命周期的磨损程度，在副密封孔2222的上部添加圆角过度，使得进排气更加圆滑。这样就实现了在柴油机气门座圈200磨合后期密封直径变化较小的情况下，提高柴油机气门座圈200整个生命周期内的流通性能。
61.作为一种可选的方式，第二密封孔223包括第二过渡孔2231和与第二过渡孔2231连通的主密封孔2232，第二过渡孔2231和主密封孔2232均为锥形孔，主密封孔2232的小径端与副密封孔2222连通，主密封孔2232的大径端与第二过渡孔2231的小径端连通。在一些实施例中，主密封孔2232的锥角取值范围为90
‑
140度，例如，主密封孔2232的锥角可以为100
°
，或者，主密封孔2232的锥角可以为120
°
。
62.这里需要说明的是，本技术实施例涉及的数值和数值范围为近似值，受制造工艺的影响，可能会存在一定范围的误差，这部分误差本领域技术人员可以认为忽略不计。
63.图4为现有技术中柴油机气门座圈中气体流动第一种情况的示意图；图5为现有技术中柴油机气门座圈中气体流动第二种情况的示意图；图6为本实用新型实施例提供的柴油机气门座圈中气体流动的示意图。
64.可以理解的是，现有柴油机气门座圈100底部为水平端面，气流流动时可能会出现
两种状况，一种如图4所示，现有柴油机气门座圈100安装在气缸盖300的安装孔中，气门座圈的底部与安装孔的底部锥孔小径在同一高度位置，这样气流从气缸盖流入现有柴油机气门座圈100时会撞到气门座圈的水平端面，气流需要改变方向且方向变动较大；一种如图5所示，现有柴油机气门座圈100安装在气缸盖300的安装孔中，气门座圈的底部与安装孔的底部锥孔小径存在一定的高度差，这样气流从气缸盖流入现有柴油机气门座圈100时虽然可以直线流动，但是会在两者间隙处形成流动“死区”，造成一定的流动损失。
65.如图6所示，当第二过渡孔2231的大径端延伸至座圈本体210的外侧壁时，柴油机气门座圈200底部为倾斜端面，可以完美的避开上述两种极端情况的缺点，同时兼并二者的优点，在不产生“死区”的情况下，可以使气流相对平滑的流动，提高进排气的流畅性。
66.气门锥面高度大于主密封孔2232高度，为了减少不必要的磨损与碰撞，气门座圈第二过渡孔2231的锥度大于主密封孔2232的锥度，在一些实施例中，气门座圈第二过渡孔2231母线与水平面夹角是主密封孔2232母线与水平面夹角的二分之一。可以理解的，为了避免第二过渡孔2231高度过高使得柴油机气门座圈200整体高度增加，造成材料的浪费，在一些实施列中设置主密封孔2232的高度为第二过渡孔2231的高度的4倍
‑
5倍。
67.另一方面，本实用新型提供一种气缸盖300，图7为本实用新型实施例提供的气缸盖的局部剖面图，参见图7所示，气缸盖300包括气缸盖本体310和上述实施例提供的柴油机气门座圈200，气缸盖本体310上开设有第二安装孔320，柴油机气门座圈200位于第二安装孔320内。
68.其中，柴油机气门座圈200的结构和原理在上述实施例中进行了详细说明，本实施例在此不一一赘述。
69.具体的，气缸盖300的第二安装孔320包括依次连通的第一通孔321、第二通孔322和第三通孔323，第一通孔321、第二通孔322和第三通孔323的内径依次增大，柴油机气门座圈200卡设于第二通孔322内，第二通孔322为圆柱形，第三通孔323为锥形孔，第三通孔323的小径端与第二通孔322连通，柴油机气门座圈200具有第二过渡孔2231，第三通孔323边缘和第二过渡孔2231的边缘光滑过渡，在一些实施例中第三通孔323的锥角角度与主密封孔2232的锥角角度相差不超过10度，以使气体流通顺畅。
70.其中，柴油机气门座圈200与第二通孔322采用过盈配合。
71.本实用新型提供的气缸盖300，通过将第二安装孔320中第三通孔323的锥角角度与主密封孔2232锥角角度配合设置，减小气流流动过程中方向变动，以使气体流通顺畅。
72.另外，本实用新型还提供一种发动机，包括发动机本体和设置在发动机本体上的上述实施例提供的气缸盖300。本技术实施例中，发动机可以为柴油发动机。
73.在本实用新型的描述中，需要理解的是，此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
74.在以上描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一
个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
75.最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。