專利名稱：單缸風冷氣缸蓋的冷卻風道結構的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及四沖程單缸風冷柴油機，尤其涉及單缸風冷柴油機的冷卻系統(tǒng)。
背景技術：
與水冷柴油機相比，小型風冷柴油機具有便于實現(xiàn)輕巧化、工作可靠、熱效率高、 適應范圍廣、制造維修方便等優(yōu)點，但由于氣缸外壁向冷卻空氣散熱的傳熱系數(shù)只有冷卻水的1/40，再加上氣缸蓋的鼻梁區(qū)等部位散熱困難，從而造成了風冷柴油機具有較高的熱負荷。隨著柴油機向高強化方向發(fā)展，勢必引起發(fā)動機熱負荷增加，使得柴油機氣缸蓋的工作條件日趨苛刻，它既承受機械負荷，又承受熱負荷，經常在與最高溫度超過2000K的高溫燃氣接觸下工作，雖然它的外側與冷卻空氣接觸，但由于氣缸蓋不同部位的溫度各不相同。渦流室式單缸風冷柴油機的氣缸蓋高熱負荷區(qū)域主要包括兩個部位，一個是由進氣道、 排氣道、噴油器安裝孔和渦流室所圍合的氣缸蓋鼻梁區(qū)，另一個則是排氣道。由于排氣道受到氣缸內排出的高溫廢氣的“熱沖刷”，氣缸蓋排氣道一側的溫度比較高；而進氣道中會不斷吸入新鮮的空氣，吸入新鮮的空氣對氣缸蓋有“冷沖刷”效應，使得進氣道一側的溫度要低于氣缸蓋的平均溫度；另外，氣門推桿孔一側遠離渦流室，且有潤滑油潤滑冷卻，加上推桿孔一側易于引風冷卻，造成推桿孔一側與渦流室一側的溫度差較大。由此可知，要降低柴油機熱負荷必須降低氣缸蓋的工作溫度，尤其要降低氣缸蓋鼻梁區(qū)和排氣道的溫度。由于現(xiàn)有柴油機上氣缸蓋的工作溫度偏高，且溫度分布不均勻，溫差較大，必然產生很大的熱應力，在熱應力的反復作用下，處于鼻梁區(qū)的氣門座圈、噴油器安裝孔和渦流室容易形成熱疲勞裂紋，因此，必須對氣缸蓋的冷卻風道進行改進設計，氣缸蓋的冷卻風道結構對柴油機性能影響很大。例如，現(xiàn)有170F型柴油機的氣缸蓋多數(shù)是壓鑄型鋁質氣缸蓋，在氣缸蓋的鼻梁區(qū)內設有渦流室、進、排氣門座圈、進、排氣門挺桿孔和噴油器安裝孔，結構十分緊湊，現(xiàn)有技術都認為無法對該區(qū)域進行強制冷卻，僅僅在進氣座圈和排氣座圈下方，推桿孔上方設置了主冷卻風道，在兩推桿孔之間設置了下垂直冷卻風道，下垂直冷卻風道與主冷卻風道相通連，但在氣缸蓋的鼻梁區(qū)沒有內置式強制冷卻風道，因此，柴油機工作后，氣缸蓋熱負荷高，進氣加熱嚴重，使柴油機熱機運行后功率明顯下降，渦流室上部安裝的噴油器針閥偶件容易受熱過大而卡死。如何降低風冷柴油機氣缸蓋熱負荷是提高整機性能的重要研究課題。

發(fā)明內容
本發(fā)明提供了一種單缸風冷氣缸蓋的冷卻風道結構，它能降低單缸風冷柴油機氣缸蓋的熱負荷，尤其是降低氣缸蓋鼻梁區(qū)的溫度，減小氣缸蓋的溫度差，防止安裝在渦流室上部的噴油器針閥偶件因受熱過大而產生卡死現(xiàn)象，降低柴油機在熱機運行下的輸出功率的下降幅度。本發(fā)明的技術方案是
一種單缸風冷氣缸蓋的冷卻風道結構，包括主冷卻風道和垂直冷卻風道，主冷卻風道位于進氣門孔系和排氣門孔系的下方，推桿孔的上方，垂直冷卻風道位于兩推桿孔之間，垂直冷卻風道與主冷卻風道相通連，其特征是在氣缸蓋鼻梁區(qū)設有內置式鼻梁區(qū)冷卻風道，鼻梁區(qū)冷卻風道的下端與垂直冷卻風道相通連，鼻梁區(qū)冷卻風道的上端與鼻梁出氣口相通。進一步，在主冷卻風道與鼻梁區(qū)冷卻風道交合處的出風口設有擋風板。進一步，擋風板的面積為主冷卻風道通風面積的20% 80%。由于在氣缸蓋的鼻梁區(qū)增設了內置式鼻梁區(qū)冷卻風道，且鼻梁區(qū)冷卻風道與主冷卻風道和垂直冷卻風道都相通連，這樣，由柴油機冷卻風扇產生的冷卻風經過導風罩與機體一側形成的冷卻風道帶壓輸入氣缸蓋的進氣道口一側，此時冷卻風分成三條路徑分別對氣缸蓋進行冷卻，并都在氣缸蓋的排氣道一側流出。第一條路徑為水平主冷卻風道；第二條路徑是從氣缸蓋下端與下引風板所圍合成的下風道；第三條路徑是從氣缸蓋上端與上引風板所圍合成的上風道；其中，第二條冷卻路徑和第三條冷卻路徑都與現(xiàn)有技術相同，而第一冷卻路徑的冷卻效果比現(xiàn)有技術有了極大的改善，由于在主冷卻風道上增設了鼻梁區(qū)冷卻風道，鼻梁區(qū)冷卻風道的下端與垂直冷卻風道相通連，鼻梁區(qū)冷卻風道的上端與鼻梁出氣口相通，這樣從主冷卻風道進入的冷卻風有一部分會流入鼻梁區(qū)冷卻風道，從而將氣缸蓋鼻梁區(qū)的熱量帶走，若在主冷卻風道與鼻梁區(qū)冷卻風道交合處的出風口處設有擋風板，擋風板則能適當減少氣門推桿孔一側的冷卻風量，加大了進入鼻梁區(qū)冷卻風道的進風量，這樣更能提高氣缸蓋鼻梁區(qū)的散熱效果，降低了氣缸蓋鼻梁區(qū)的溫度，適當提高氣門推桿孔一側的溫度。由于排氣道的外側直接與空氣接觸，在排氣道的下方設有主冷卻風道，右側設有鼻梁區(qū)冷卻風道，頂部又與空氣直接接觸，因此排氣道部位的散熱條件也得到了改善，這種氣缸蓋的冷卻風道設計使得氣缸蓋的鼻梁區(qū)和排氣道部位的溫度大幅度降低，氣門推桿孔一側的溫度略有升高，但氣缸蓋的整體溫度可下降10°c 15°C，氣缸蓋的溫差可控制在 25°C以內。這樣就能防止噴油器針閥偶件因受熱過大而產生卡死現(xiàn)象，柴油機在熱機運行下的輸出功率下降幅度小于1%。


圖1是170F單缸風冷柴油機的氣缸蓋的結構示意圖；圖2是圖1的左視圖；圖3是圖1的右視圖；圖4是圖1中的A-A剖視圖；圖5是圖1中的B-B剖視圖，圖中箭頭為冷卻風流動方向；圖6是圖2中F-F的剖視圖，即主冷卻風道與鼻梁區(qū)冷卻風道交會處的剖示圖，圖中箭頭為冷卻風流動方向。圖中，1-進氣門孔系；2-排氣門孔系；3-主冷卻風道；4-垂直冷卻風道；5-推桿孔；6-噴油器安裝孔；7-渦流室；8-鼻梁區(qū)冷卻風道；9-鼻梁出氣口 ；10-擋風板；11-進氣道；12-排氣道；13-進氣側的散熱片。
具體實施例方式
下面結合

本發(fā)明的
具體實施例方式圖1 圖6為170F型單缸風冷柴油機的氣缸蓋的結構示意圖，其中，氣缸蓋的冷卻風道結構包括主冷卻風道3和垂直冷卻風道4，主冷卻風道3位于進氣門孔系1和排氣門孔系2下方，推桿孔5上方，垂直冷卻風道4位于兩推桿孔5之間，垂直冷卻風道4與主冷卻風道3相通連，在氣缸蓋鼻梁區(qū)設有內置式鼻梁區(qū)冷卻風道8，鼻梁區(qū)冷卻風道8的下端與垂直冷卻風道4相通連，鼻梁區(qū)冷卻風道8的上端與鼻梁出氣口 9相通，在主冷卻風道 3與鼻梁區(qū)冷卻風道8交合處的出風口設有擋風板10，擋風板10的面積為主冷卻風道3通風面積的35%。由于在170F柴油機氣缸蓋的鼻梁區(qū)增設了內置式鼻梁區(qū)冷卻風道，鼻梁區(qū)冷卻風道8經過進氣門孔系1、排氣門孔系2、噴油器安裝孔6和渦流室7圍合的鼻梁區(qū)，貫穿整個氣缸蓋的熱負荷最大區(qū)域，冷卻風由進氣側的散熱片13引導從進氣道11的一側進入主冷卻風道3中，然后經擋風板10引出冷卻風進入鼻梁區(qū)冷卻風道8，進入氣缸蓋內部，從鼻梁出氣口 9流出，多余的冷卻風沿主冷卻風道3的原路徑從排氣道一側流出。這條主冷卻風道3與現(xiàn)有170F柴油機氣缸蓋不同，采用這種冷卻結構既減少了高溫廢氣通過排氣道12 向氣缸蓋的散熱，又降低了進氣門孔系1、排氣門孔系2、噴油器安裝孔6和渦流室7之間鼻梁區(qū)的熱負荷，有效降低了氣缸蓋溫度，改善了氣缸蓋的溫度分布不均的狀況，有利于提高柴油機的性能指標，增強柴油機的可靠性及壽命。同時，由于開設了鼻梁區(qū)冷卻風道8可節(jié)材料，降低了氣缸蓋的重量，更利于柴油機輕量化目標的實現(xiàn)。試驗結果表明它能有效減少廢氣的熱傳遞，氣缸蓋的整體溫度可下降10°C 15°C，氣缸蓋的溫差可控制在25°C以內。 這樣就能防止噴油器針閥偶件因受熱過大而產生卡死現(xiàn)象，柴油機在熱機運行下的輸出功率下降幅度小于1%，而現(xiàn)有技術達10% 25%。本發(fā)明適用于所有單缸風冷柴油機的氣缸蓋，只要通過在氣缸蓋的鼻梁區(qū)增設內置式鼻梁區(qū)冷卻風道來進行強制冷卻的一切技術方案均屬于本發(fā)明的保護范圍。
權利要求
1.一種單缸風冷氣缸蓋的冷卻風道結構，包括主冷卻風道C3)和垂直冷卻風道，主冷卻風道(3)位于進氣門孔系(1)和排氣門孔系(2)的下方，推桿孔(5)的上方，垂直冷卻風道(4)位于兩推桿孔( 之間，垂直冷卻風道(4)與主冷卻風道C3)相通連，其特征是 在氣缸蓋鼻梁區(qū)設有內置鼻梁區(qū)冷卻風道(8)，鼻梁區(qū)冷卻風道(8)的下端與垂直冷卻風道(4)相通連，鼻梁區(qū)冷卻風道(8)的上端與鼻梁出氣口(9)相通。
2.根據(jù)權利要求1所述單缸風冷氣缸蓋的冷卻風道結構，其特征是在主冷卻風道(3) 與鼻梁區(qū)冷卻風道(8)交合處的出風口設有擋風板(10)。
3.根據(jù)權利要求1所述單缸風冷氣缸蓋的冷卻風道結構，其特征是擋風板(10)的面積為主冷卻風道C3)通風面積的20% 80%。
全文摘要
一種單缸風冷氣缸蓋的冷卻風道結構，在氣缸蓋鼻梁區(qū)設有內置鼻梁區(qū)冷卻風道，鼻梁區(qū)冷卻風道的下端與垂直冷卻風道相通連，鼻梁區(qū)冷卻風道的上端與鼻梁出氣口相通，在主冷卻風道與鼻梁區(qū)冷卻風道交合處的出風口設有擋風板。由于在主冷卻風道上增設了鼻梁區(qū)冷卻風道，這樣從主冷卻風道進入的冷卻風有一部分會流入鼻梁區(qū)冷卻風道，從而將氣缸蓋鼻梁區(qū)的熱量帶走，在主冷卻風道與鼻梁區(qū)冷卻風道交合處的出風口處設有擋風板，加大了進入鼻梁區(qū)冷卻風道的進風量，降低氣缸蓋鼻梁區(qū)的溫度，氣缸蓋的整體溫度可下降10℃～15℃，氣缸蓋的溫差可控制在25℃以內。能防止噴油器針閥偶件的卡死現(xiàn)象，在熱機運行下的輸出功率下降幅度小于1％。
文檔編號F02F1/28GK102297034SQ201110276020
公開日2011年12月28日 申請日期2011年9月17日 優(yōu)先權日2011年9月17日
發(fā)明者劉勝吉, 王建, 許貴生, 黃晨春 申請人:常州壇柴機電有限公司