具有燃燒室的高效換熱式?jīng)_鈉氣門(mén)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及發(fā)動(dòng)機(jī)零部件領(lǐng)域，具體是一種具有燃燒室的高效換熱式?jīng)_鈉氣門(mén)。
【背景技術(shù)】
[0002]以往的汽油發(fā)動(dòng)機(jī)排氣門(mén)是采用實(shí)心排氣門(mén)，排氣門(mén)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(jīng)焊接、表面處理等工藝加工而成。這種結(jié)構(gòu)、工藝的排氣門(mén)只能使用在排氣溫度不超過(guò)750°C的自然吸氣汽油發(fā)動(dòng)機(jī)上。在增壓發(fā)動(dòng)機(jī)中，由于使用了壓縮進(jìn)氣技術(shù)(具體有渦輪增壓、機(jī)械增壓和雙增壓），使缸內(nèi)的燃燒爆發(fā)壓力比自然吸氣時(shí)高，缸內(nèi)的溫度也比自然吸氣時(shí)高，從而排氣門(mén)的溫度相應(yīng)的升高。故排氣門(mén)處的溫度常常超過(guò)排氣門(mén)材料的許用溫度，從而降低排氣門(mén)使用壽命，降低散熱性能。為了解決這一問(wèn)題，人們?cè)谂艢忾T(mén)的氣門(mén)桿部鉆孔形成一空腔，金屬鈉的熔點(diǎn)為97.81°C，在合理的中空腔體積的前提下，當(dāng)氣門(mén)工作時(shí)，溫度升高很快，金屬鈉在高溫時(shí)由固態(tài)變?yōu)橐簯B(tài)，在中空腔里上下移動(dòng)不斷沖刷氣門(mén)面和氣門(mén)桿，把氣門(mén)面端部的熱負(fù)荷有效的傳遞到氣門(mén)桿，然后通過(guò)缸蓋的水道冷卻排氣門(mén)，提高了排氣門(mén)的散熱性，有效降低氣門(mén)面的熱負(fù)荷，另外，金屬鈉的比重較小，氣門(mén)的整體質(zhì)量變小，且氣門(mén)的剛度變強(qiáng)，同等條件下，氣門(mén)的變形量要小;然而現(xiàn)有中空充鈉結(jié)構(gòu)的排氣門(mén)有一個(gè)問(wèn)題:氣門(mén)頸部和氣門(mén)頭端面中心處的熱量不容易被順利傳導(dǎo)走，是溫度聚集的部位，會(huì)影響排氣門(mén)的散熱均勻性，降低排氣門(mén)壽命。
[0003]因此，為解決以上問(wèn)題，需要一種能較好的將氣門(mén)頸部和氣門(mén)頭端面中心處積聚的熱量傳導(dǎo)走，從而使氣門(mén)頭部散熱均勻的具有燃燒室的高效換熱式?jīng)_鈉氣門(mén)。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]有鑒于此，本實(shí)用新型的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，提供一種能較好的將氣門(mén)頸部和氣門(mén)頭端面中心處積聚的熱量傳導(dǎo)走，從而使排氣門(mén)散熱均勻的具有燃燒室的高效換熱式?jīng)_鈉氣門(mén)。
[0005]本實(shí)用新型的具有燃燒室的高效換熱式?jīng)_鈉氣門(mén)，包括氣門(mén)頭和氣門(mén)桿，所述氣門(mén)桿內(nèi)沿軸設(shè)有圓柱形腔體，所述圓柱形腔體沿徑向設(shè)有隔板將圓柱形腔體分隔形成環(huán)形流道，所述圓柱形腔體軸向兩端面為半球面，環(huán)形流道內(nèi)沖有鈉，氣門(mén)桿表面設(shè)有鍍鉻層，氣門(mén)頭沿其周向設(shè)有環(huán)槽，環(huán)槽內(nèi)覆蓋有堆焊層且堆焊層表面為圓錐面;所述氣門(mén)頭底面設(shè)有軸向剖面為“ ω ”型的燃燒室。
[0006]進(jìn)一步，所述環(huán)槽與堆焊層的接觸面為圓弧面；
[0007]進(jìn)一步，所述氣門(mén)桿包括沿軸向與氣門(mén)頭固定連接的桿身I和與桿身I同軸連接的桿身Π，桿身I為從下到上半徑逐漸減小的回轉(zhuǎn)體，桿身Π為半徑小于桿身I最小半徑的圓柱體；
[0008]進(jìn)一步，與該具有燃燒室的高效換熱式?jīng)_鈉氣門(mén)配合的氣門(mén)導(dǎo)管的長(zhǎng)度為S1，該具有燃燒室的高效換熱式?jīng)_鈉氣門(mén)相對(duì)于氣門(mén)導(dǎo)管運(yùn)動(dòng)的行程為S2，所述氣門(mén)桿表面鍍鉻層的軸向長(zhǎng)度Ss^s2;
[0009]進(jìn)一步，所述氣門(mén)桿靠近其頂端的圓柱面上沿周向設(shè)有環(huán)槽且槽底直徑小于氣門(mén)鎖夾內(nèi)徑。
[0010]本實(shí)用新型的有益效果是:本實(shí)用新型的具有燃燒室的高效換熱式?jīng)_鈉氣門(mén)，環(huán)形流道有利于引導(dǎo)金屬鈉的循環(huán)流動(dòng)，能夠增強(qiáng)空腔內(nèi)的金屬鈉與氣門(mén)頭的熱量交換速率，氣門(mén)桿內(nèi)的空腔軸向兩端面為半球面，相比現(xiàn)有采用平面作為沖鈉腔兩端面的氣門(mén)而言，在沖鈉腔直徑相同的條件下，本實(shí)用新型這種結(jié)構(gòu)形式的沖鈉腔與氣門(mén)頭的熱交換面積較大，能夠增強(qiáng)空腔內(nèi)的金屬鈉與氣門(mén)頭的熱量交換速率;另一方面，空腔朝向氣門(mén)頭側(cè)的半球面能夠縮小氣門(mén)頭端面中心與空腔的距離，以此改善氣門(mén)頭端面中心區(qū)域的散熱，使氣門(mén)整體散熱均勻；另一方面，由于設(shè)置沖鈉腔后，氣門(mén)桿的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度將會(huì)降低，而氣門(mén)桿表面的鍍鉻層能彌補(bǔ)氣門(mén)桿的機(jī)械強(qiáng)度，同時(shí)提高其耐熱性;另外，氣門(mén)頭周向設(shè)置的堆焊層，該堆焊層與氣門(mén)座圈相配合，能有效改善氣門(mén)頭的磨損，“ω”型的燃燒室能夠產(chǎn)生渦流，進(jìn)而加速燃油氣體的混合速度，使燃燒更為充分，降低發(fā)動(dòng)機(jī)油耗，另外，“ω”型的燃燒室能夠縮短沖鈉腔與燃燒室的距離，改善散熱效果。
【附圖說(shuō)明】
[0011]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步描述：
[0012]圖I為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)不意圖；
[0013]圖2為圖I中A處的局部放大圖；
[0014]圖3為圖I中B處的局部放大圖；
[0015]圖4為圖I中C處的剖視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016]圖I為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖，圖2為圖I中A處的局部放大圖，如圖所示，本實(shí)施例中的具有燃燒室的高效換熱式?jīng)_鈉氣門(mén)，包括氣門(mén)頭3和氣門(mén)桿，所述氣門(mén)桿內(nèi)沿軸設(shè)有圓柱形腔體，所述圓柱形腔體沿徑向設(shè)有隔板10將圓柱形腔體分隔形成環(huán)形流道9，所述圓柱形腔體軸向兩端面為半球面U，環(huán)形流道9內(nèi)沖有鈉，氣門(mén)桿表面設(shè)有鍍鉻層6，氣門(mén)頭3沿其周向設(shè)有環(huán)槽8，環(huán)槽8內(nèi)覆蓋有堆焊層2且堆焊層2表面為圓錐面;氣門(mén)桿內(nèi)的環(huán)形流道9能夠引導(dǎo)液態(tài)金屬鈉循環(huán)流動(dòng)，相比現(xiàn)有采用圓柱形腔體進(jìn)行沖鈉的氣門(mén)而言，本實(shí)用新型這種結(jié)構(gòu)形式的環(huán)形流道9有利于引導(dǎo)金屬鈉的循環(huán)流動(dòng)，能夠增強(qiáng)空腔內(nèi)的金屬鈉與氣門(mén)頭3的熱量交換速率;另外，氣門(mén)頭3周向設(shè)置的堆焊層2，該堆焊層2與氣門(mén)座圈相配合，能有效改善氣門(mén)頭3的磨損，氣門(mén)桿表面的鍍絡(luò)層6能提高氣門(mén)的機(jī)械強(qiáng)度與耐熱性，“ ω ”型的燃燒室能夠產(chǎn)生渦流，進(jìn)而加速燃油氣體的混合速度，使燃燒更為充分，降低發(fā)動(dòng)機(jī)油耗。
[0017]本實(shí)施例中，所述環(huán)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(mén)頭3的接觸面積，保證堆焊層2與氣門(mén)頭3牢固連接。
[0018]本實(shí)施例中，所述氣門(mén)桿包括沿軸向與氣門(mén)頭3固定連接的桿身14和與桿身14同軸連接的桿身Π 5，桿身14為從下到上半徑逐漸減小的回轉(zhuǎn)體，桿身Π 5為半徑小于桿身14最小半徑的圓柱體，本文所述的“下端”指的是朝向氣門(mén)頭3—端，相反端為“上端”，桿身14為氣門(mén)頭3與桿身Π 5之間的過(guò)渡段，這種平滑過(guò)渡能能夠避免氣門(mén)桿出現(xiàn)應(yīng)力集中，同時(shí)由于桿身14在工作中，其溫度從下至上逐漸減小，采用這種結(jié)構(gòu)的桿身14能夠使其散熱均勻。
[0019]本實(shí)施例中，與該具有燃燒室的高效換熱式?jīng)_鈉氣門(mén)配合的氣門(mén)導(dǎo)管的長(zhǎng)度為S1，該具有燃燒室的高效換熱式?jīng)_鈉氣門(mén)相對(duì)于氣門(mén)導(dǎo)管運(yùn)動(dòng)的行程為&，所述氣門(mén)桿表面鍍鉻層的軸向長(zhǎng)度為Si+S2，如圖I所示，點(diǎn)劃線框區(qū)域?yàn)殄冦t層6，鍍鉻層6用于與氣門(mén)導(dǎo)管滑動(dòng)配合，以減小磨損，為提高鍍鉻層6的利用率，節(jié)約成本，本實(shí)施例采用的鍍鉻層6的軸向長(zhǎng)度為氣門(mén)導(dǎo)管的長(zhǎng)度與氣門(mén)行程之和，保證氣門(mén)桿在往復(fù)運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中與氣門(mén)導(dǎo)管的接觸面均覆蓋有鍍鉻層6，從而增強(qiáng)其耐磨性。
[0020]本實(shí)施例中，所述氣門(mén)桿靠近其頂端的圓柱面上沿周向設(shè)有鎖夾槽7且鎖夾槽7底直徑小于氣門(mén)鎖夾內(nèi)徑，保證氣門(mén)桿與氣門(mén)鎖緊可靠連接。
[0021]最后說(shuō)明的是，以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本實(shí)用新型的技術(shù)方案而非限制，盡管參照較佳實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本實(shí)用新型技術(shù)方案的宗旨和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種具有燃燒室的高效換熱式?jīng)_鈉氣門(mén)，包括氣門(mén)頭和氣門(mén)桿，其特征在于:所述氣門(mén)桿內(nèi)沿軸設(shè)有圓柱形腔體，所述圓柱形腔體沿徑向設(shè)有隔板將圓柱形腔體分隔形成環(huán)形流道，所述圓柱形腔體軸向兩端面為半球面，所述環(huán)形流道內(nèi)沖有鈉;所述氣門(mén)桿表面設(shè)有鍍鉻層;所述氣門(mén)頭沿其周向設(shè)有環(huán)槽;所述環(huán)槽內(nèi)覆蓋有堆焊層且堆焊層表面為圓錐面；所述氣門(mén)頭底面設(shè)有軸向剖面為“ ω ”型的燃燒室。2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的具有燃燒室的高效換熱式?jīng)_鈉氣門(mén)，其特征在于:所述環(huán)槽與堆焊層的接觸面為圓弧面。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的具有燃燒室的高效換熱式?jīng)_鈉氣門(mén)，其特征在于:所述氣門(mén)桿包括沿軸向與氣門(mén)頭固定連接的桿身I和與桿身I同軸連接的桿身Π;所述桿身I為從下到上半徑逐漸減小的回轉(zhuǎn)體;所述桿身Π為半徑小于桿身I最小半徑的圓柱體。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的具有燃燒室的高效換熱式?jīng)_鈉氣門(mén)，其特征在于:與該具有燃燒室的高效換熱式?jīng)_鈉氣門(mén)配合的氣門(mén)導(dǎo)管的長(zhǎng)度為S1，該具有燃燒室的高效換熱式?jīng)_鈉氣門(mén)相對(duì)于氣門(mén)導(dǎo)管運(yùn)動(dòng)的行程為&，所述氣門(mén)桿表面鍍鉻層的軸向長(zhǎng)度為&+&。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的具有燃燒室的高效換熱式?jīng)_鈉氣門(mén)，其特征在于:所述氣門(mén)桿靠近其頂端的圓柱面上沿周向設(shè)有鎖夾槽且鎖夾槽直徑小于氣門(mén)鎖夾內(nèi)徑。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種具有燃燒室的高效換熱式?jīng)_鈉氣門(mén)，包括氣門(mén)頭和氣門(mén)桿，氣門(mén)桿內(nèi)部沿其軸向設(shè)有圓柱形空腔，空腔軸向兩端面為半球面且空腔內(nèi)沖有鈉，氣門(mén)桿表面設(shè)有鍍鉻層，氣門(mén)頭沿其周向設(shè)有環(huán)槽，環(huán)槽內(nèi)覆蓋有堆焊層且堆焊層表面為圓錐面，該具有燃燒室的高效換熱式?jīng)_鈉氣門(mén)能較好的將氣門(mén)頸部和氣門(mén)頭端面中心處積聚的熱量傳導(dǎo)走，從而使氣門(mén)散熱均勻。
【IPC分類】F01L3/04, F01L3/14, F01L3/20, F01L3/06
【公開(kāi)號(hào)】CN205154284
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520891356
【發(fā)明人】王明楊, 梁紹輝
【申請(qǐng)人】重慶奇甫機(jī)械有限責(zé)任公司
【公開(kāi)日】2016年4月13日
【申請(qǐng)日】2015年11月10日