大缸径中高速柴油机用高强度组合式缸盖的制作方法

1.本实用新型属于柴油机技术领域，具体涉及一种大缸径中高速柴油机用高强度组合式缸盖。


背景技术：

2.缸盖燃烧面是组成柴油机燃烧室的核心。在柴油机工作循环过程中，缸盖承受燃料燃烧的气体压力的交变冲击、负责气缸内的工质交换、同时还要进行气缸内燃烧热的传递及排出，缸盖反复承受着机械应力和热应力的交变负荷。随着柴油机热效率进一步提高，要求柴油机有更高的爆发压力，对缸盖燃烧面承受机械应力和热应力交变负荷的能力提出了更高的要求。在缸盖设计过程中就需要增加缸盖燃烧面的承压壁厚，增加燃烧面的冷却水腔道，采用更为高效的冷却水腔道，使用更加昂贵的缸盖材料，这便造成了大缸径中高速柴油机缸盖的铸造难度和生产成本升高，因此，针对这一问题，有必要进行改进。


技术实现要素：

3.本实用新型解决的技术问题：提供一种大缸径中高速柴油机用高强度组合式缸盖，采用由相互独立结构的缸盖上体和缸盖下体组成的组合式缸盖，有效降低大缸径中高速柴油机在机械负荷下和热应力耦合交变作用下对缸盖的铸造和加工难度，使缸盖机械应力和热应力的耦合区域可以单独采用更加可靠的强化手段，降低缸盖的生产制造成本，同时，提高缸盖的适应性，增加了缸盖维修性，通过更换缸盖下体便能够完成对缸盖的返修工作，有效降低了缸盖的返修成本。
4.本实用新型采用的技术方案：大缸径中高速柴油机用高强度组合式缸盖，包括缸盖上体和缸盖下体，所述缸盖上体内部制有上冷却水腔和下端开口并与上冷却水腔通过孔道连通的下冷却水槽，所述缸盖下体上端面制有与下冷却水槽位置对应的冷却水槽，所述缸盖上体下端和缸盖下体上端密封连接后由相互连通的下冷却水槽和冷却水槽形成下冷却水腔；所述缸盖上体中部和缸盖下体中部的安装孔连通后形成喷油器安装孔，所述缸盖上体上制有分布于安装孔外周的进气阀导套孔和排气阀导套孔，所述进气阀导套孔和排气阀导套孔分别与设于缸盖下体上的进气阀座安装孔和排气阀座安装孔位置对应并连通。
5.其中，所述缸盖下体上端外圆周壁壁上制有多个与冷却水槽连通的进水孔，所述缸盖上体上端面制有与上冷却水腔连通的出水孔。
6.进一步地，所述缸盖上体下端外壁与冷却水槽上端的槽壁处、进气阀座安装孔上端内壁与进气阀导套孔下端的孔壁外周、排气阀座安装孔上端内壁与排气阀导套孔下端的孔壁外周均采用止口连接方式配合后，由阴阳止口端平面接触密封、多个止口形成的密封式结构以及设于阴阳止口侧壁之间的密封圈实现对缸盖上体和缸盖下体的组合密封结构。
7.进一步地，所述缸盖下体采用铸铁、合金铸铁、铸钢或锻钢材料制成，或者对缸盖下体的燃烧面和相邻排气道之间的排气鼻梁区进行强化处理。
8.本实用新型与现有技术相比的优点：
9.1、本技术方案采用由相互独立结构的缸盖上体和缸盖下体组成的组合式缸盖，有效降低大缸径中高速柴油机在机械负荷下和热应力耦合交变作用下对缸盖的铸造和加工难度，使缸盖机械应力和热应力的耦合区域可以单独采用更加可靠的强化手段，降低缸盖的生产制造成本；
10.2、本技术方案由阴阳止口端平面接触密封、多个止口形成的密封式结构以及设于阴阳止口侧壁之间的密封圈形成了对缸盖上体和缸盖下体的组合密封结构，缸盖与缸体固定连接后在缸盖螺栓的预紧力作用下实现缸盖上体和缸盖下体的可靠密封，密封结构可靠且密封效果好，可有效隔绝高温气体与冷却水；
11.3、本技术方案缸盖下体按照燃烧面冷却需求，设计有冷却水腔道的布置，即与缸盖上体下端的下冷却水槽位置对应并连通后形成下冷却水腔的冷却水槽，用于降低缸盖燃烧面的热负荷；
12.4、本技术方案组合式结构的缸套，缩短了进气阀导套孔、排气阀导套孔和喷油器安装孔的加工深度，能够有效提高空隙加工精度，降低加工制造难度；
13.5、本技术方案提高缸盖的适应性，增加了缸盖维修性，通过更换缸盖下体便能够完成对缸盖的返修工作，有效降低了缸盖的返修成本。
附图说明
14.图1为本实用新型组合式缸盖的剖视图；
15.图2为本实用新型组合式缸盖的立体结构示意图。
具体实施方式
16.下面结合附图1-2描述本实用新型的一种实施例，从而对技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。
17.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此，不能理解为对本实用新型的限制。
18.大缸径中高速柴油机用高强度组合式缸盖，如图1-2所示，包括缸盖上体1和缸盖下体2，所述缸盖上体1内部制有上冷却水腔11和下端开口并与上冷却水腔11通过孔道连通的下冷却水槽3，所述缸盖下体2上端面制有与下冷却水槽3位置对应的冷却水槽4，所述缸盖上体1下端和缸盖下体2上端密封连接后由相互连通的下冷却水槽3和冷却水槽4形成下冷却水腔；所述缸盖上体1中部和缸盖下体2中部的安装孔连通后形成喷油器安装孔5，所述缸盖上体1上制有分布于安装孔外周的进气阀导套孔8和排气阀导套孔9，所述进气阀导套孔8和排气阀导套孔9分别与设于缸盖下体2上的进气阀座安装孔6和排气阀座安装孔7位置对应并连通；上述技术方案中，采用由相互独立结构的缸盖上体1和缸盖下体2组成的组合式缸盖，有效降低大缸径中高速柴油机在机械负荷下和热应力耦合交变作用下对缸盖的铸造和加工难度，使缸盖机械应力和热应力的耦合区域可以单独采用更加可靠的强化手段，降低缸盖的生产制造成本；缸盖下体2按照燃烧面冷却需求，设计有冷却水腔道的布置，即与缸盖上体1下端的下冷却水槽3位置对应并连通后形成下冷却水腔的冷却水槽，用于降低
缸盖燃烧面的热负荷；
19.进水孔和出水孔位置的设置：所述缸盖下体2上端外圆周壁壁上制有多个与冷却水槽4连通的进水孔10，所述缸盖上体1上端面制有与上冷却水腔11连通的出水孔。
20.采用迷宫式密封 平面密封 密封圈组合密封方式对缸盖上体1和缸盖下体2的连接处进行密封，密封结构具体如下：所述缸盖上体1下端外壁与冷却水槽4上端的槽壁处、进气阀座安装孔6上端内壁与进气阀导套孔8下端的孔壁外周、排气阀座安装孔7上端内壁与排气阀导套孔9下端的孔壁外周均采用止口连接方式配合后，由阴阳止口端平面接触密封、多个止口形成的密封式结构以及设于阴阳止口侧壁之间的密封圈12实现对缸盖上体1和缸盖下体2的组合密封结构；上述结构中，由阴阳止口端平面接触密封、多个止口形成的密封式结构以及设于阴阳止口侧壁之间的密封圈形成了对缸盖上体1和缸盖下体2的组合密封结构，缸盖与缸体固定连接后在缸盖螺栓的预紧力作用下实现缸盖上体1和缸盖下体2的可靠密封，密封结构可靠且密封效果好，可有效隔绝高温气体与冷却水；
21.为了增加缸盖下体2上主要承受柴油机机械负荷和热负荷区域的性能，所述缸盖下体2采用铸铁、合金铸铁、铸钢或锻钢材料制成，或者对缸盖下体2的燃烧面和相邻排气道之间的排气鼻梁区进行强化处理，其中，强化处理手段为：调质、淬火等优选热处理方法；对本方案的缸盖下体2进行材料优选、热处理方式和结构优化后，能够使缸盖燃烧面承受最大爆发压力达到30.0mpa，最大单缸功率能够达到1200kw/cyl。
22.本技术方案组合式结构的缸套，缩短了进气阀导套孔8、排气阀导套孔9和喷油器安装孔5的加工深度，能够有效提高空隙加工精度，降低加工制造难度；提高缸盖的适应性，增加了缸盖维修性，通过更换缸盖下体便能够完成对缸盖的返修工作，有效降低了缸盖的返修成本，本结构适用于缸径在160mm-510mm大缸径中高速柴油机，能够满足最大爆发压力30.0mpa，最大单缸功率能够达到1200kw/cyl。
23.对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
24.此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。