本發(fā)明屬于柴油機(jī)設(shè)計(jì)技術(shù)領(lǐng)域，主要涉及一種高壓共軌柴油機(jī)氣缸蓋。

背景技術(shù)：

氣缸蓋是柴油機(jī)的重要零部件之一，其底面與活塞頂部、氣缸套上部之間的密閉空間形成柴油機(jī)燃燒室，將來自柴油機(jī)進(jìn)氣道的高壓空氣與噴油器噴入的燃油混合，經(jīng)過燃燒，生成高溫燃?xì)?，推?dòng)活塞連桿組件在氣缸內(nèi)上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)，完成柴油機(jī)進(jìn)氣、壓縮、膨脹、排氣的整個(gè)工作過程；燃燒室內(nèi)的空氣運(yùn)動(dòng)對(duì)混合氣的形成與燃燒有十分重要的影響。

柴油機(jī)工作循環(huán)的進(jìn)、排氣過程是由氣缸蓋上的進(jìn)、排氣道來完成的；柴油機(jī)進(jìn)入氣缸的空氣量和渦流強(qiáng)度在很大程度上受氣缸蓋上進(jìn)氣道形狀的影響；設(shè)計(jì)氣缸蓋的進(jìn)氣道，關(guān)鍵是選取使柴油機(jī)綜合性能最優(yōu)的進(jìn)氣渦流比和進(jìn)氣流量系數(shù)，使氣缸內(nèi)的空氣運(yùn)動(dòng)與燃油噴霧有一個(gè)最佳配合。如果柴油機(jī)噴射壓力很高，噴霧粒徑較小，只需要較小或較微弱的進(jìn)氣渦流。

現(xiàn)有技術(shù)中，氣缸蓋進(jìn)氣道大都采用螺旋氣道加切向氣道的組合；螺旋進(jìn)氣道是在氣門座上方的氣道腔內(nèi)形成螺旋渦殼形結(jié)構(gòu)，使空氣在吸入氣缸時(shí)，產(chǎn)生繞氣缸軸線高速旋轉(zhuǎn)的氣流，進(jìn)而產(chǎn)生較強(qiáng)的進(jìn)氣渦流，該進(jìn)氣渦流一直持續(xù)到燃燒膨脹過程結(jié)束，增強(qiáng)柴油機(jī)燃燒室內(nèi)的空氣運(yùn)動(dòng)。高壓共軌柴油機(jī)是通過高速電磁閥控制噴油器的開啟和關(guān)閉，定時(shí)、定量的向燃燒室內(nèi)噴入柴油，實(shí)現(xiàn)高壓、高速率噴射。高壓共軌柴油機(jī)氣缸內(nèi)燃燒不需要過大的油氣擴(kuò)散和燃燒著火面積，需要配合低渦流進(jìn)氣道，避免氣缸內(nèi)強(qiáng)渦流使油束體積增大，油束貫穿距離過長。高壓共軌柴油機(jī)若使用現(xiàn)有技術(shù)中設(shè)計(jì)的強(qiáng)渦流進(jìn)氣道，高壓噴射容易引起螺旋氣流出氣不均勻，形成局部渦團(tuán)，造成噴油油束的重疊，使燃燒惡化，燃燒不完全，柴油機(jī)動(dòng)力性變差，油耗上升，排放增加。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提出一種高壓共軌柴油機(jī)氣缸蓋，通過采用低渦流進(jìn)氣道，使其能解決進(jìn)氣渦流比對(duì)高壓共軌柴油機(jī)缸內(nèi)燃燒特性的影響。

本發(fā)明通過以下技術(shù)方案完成其發(fā)明任務(wù)：

一種高壓共軌柴油機(jī)氣缸蓋,所述的氣缸蓋內(nèi)具有上下設(shè)置的切向進(jìn)氣道ⅰ和切向進(jìn)氣道ⅱ；所述切向進(jìn)氣道ⅰ的長度大于所述切向進(jìn)氣道ⅱ的長度；所述切向進(jìn)氣道ⅰ、切向進(jìn)氣道ⅱ均為曲面弧形空腔結(jié)構(gòu)，即所述切向進(jìn)氣道ⅰ、切向進(jìn)氣道ⅱ均包括有順序連通的由氣缸蓋進(jìn)氣端面向內(nèi)延伸的水平段ⅰ、向氣缸蓋內(nèi)部延伸的彎曲弧形段以及向氣缸蓋底面彎曲延伸的水平段ⅱ；切向進(jìn)氣道ⅰ所述水平段與弧形段外圓切面之間的夾角為α，α=20°～25°；切向進(jìn)氣道ⅱ所述水平段與弧形段外圓切面之間的夾角為β，β=0°～5°；所述切向進(jìn)氣道ⅰ的一端與位于氣缸蓋進(jìn)氣端面上的空氣進(jìn)口ⅰ相連通，另一端與位于氣缸蓋底面上的空氣進(jìn)口ⅲ相連通，所述的空氣進(jìn)口ⅲ與柴油機(jī)燃燒室相連通；所述切向進(jìn)氣道ⅱ的一端與位于氣缸蓋進(jìn)氣端面上的空氣進(jìn)口ⅱ相連通，另一端與位于氣缸底面上的空氣進(jìn)口ⅳ相連通，所述的空氣進(jìn)口ⅳ與柴油機(jī)燃燒室相連通，使進(jìn)入切向進(jìn)氣道ⅰ、切向進(jìn)氣道ⅱ的空氣沿氣道壁直接切向進(jìn)入柴油機(jī)燃燒室；所述的空氣進(jìn)口ⅲ、空氣進(jìn)口ⅳ安裝氣門座圈后分別作為進(jìn)氣門座孔ⅰ、進(jìn)氣門座孔ⅱ；所述的氣缸內(nèi)還布置有排氣道，所述的排氣道位于切向進(jìn)氣道ⅰ與切向進(jìn)氣道ⅱ的相對(duì)側(cè)；所述排氣道的一端與位于氣缸蓋底面上的廢氣出口ⅰ和廢氣出口ⅱ相連通，所述的廢氣出口ⅰ、廢氣出口ⅱ均與柴油機(jī)燃燒室相連通；所述排氣道的另一端通過廢氣出口ⅲ與柴油機(jī)排氣管相連；所述的廢氣出口ⅲ位于空氣進(jìn)口ⅰ、空氣進(jìn)口ⅱ的相對(duì)側(cè)；所述的廢氣出口ⅰ、廢氣出口ⅱ安裝排氣門座圈后分別作為排氣門座孔ⅰ、排氣門座孔ⅱ；所述切向進(jìn)氣道ⅰ、切向進(jìn)氣道ⅱ和排氣道的外側(cè)鑄造有冷卻水腔；所述的冷卻水腔位于氣缸蓋內(nèi)；所述冷卻水腔與切向進(jìn)氣道ⅰ、切向進(jìn)氣道ⅱ以及排氣道之間的壁厚為6～8mm。

所述切向進(jìn)氣道ⅰ與切向進(jìn)氣道ⅱ之間的壁厚為4～6mm。

所述進(jìn)氣門座孔ⅰ與進(jìn)氣門座孔ⅱ的中心距為50～60mm。

本發(fā)明提出的一種高壓共軌柴油機(jī)氣缸蓋，通過上下設(shè)置的兩個(gè)切向進(jìn)氣道，將空氣沿氣道壁直接切向進(jìn)入柴油機(jī)燃燒室，解決了進(jìn)氣渦流比對(duì)高壓共軌柴油機(jī)缸內(nèi)燃燒特性的影響；切向進(jìn)氣道產(chǎn)生較低的進(jìn)氣渦流比，減小了柴油機(jī)進(jìn)氣阻力，減弱了氣缸內(nèi)的空氣運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度，并阻止了油氣混合速率的提高。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)主視圖。

圖2為圖1的仰視圖。

圖3為圖2的a-a剖視圖。

圖4為圖2的b-b剖視圖。

圖5為本發(fā)明氣缸蓋的進(jìn)氣側(cè)視圖。

圖6為本發(fā)明氣缸蓋的排氣側(cè)視圖。

圖7為本發(fā)明中進(jìn)氣道的布局示意圖。

圖8為本發(fā)明中進(jìn)氣道的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：1、空氣進(jìn)口??；2、空氣進(jìn)口ⅱ；3、空氣進(jìn)口ⅲ；4、空氣進(jìn)口ⅳ；5、廢氣出口?。?、廢氣出口ⅱ；7、廢氣出口ⅲ；8、缸套密封面；9、氣門安裝面；10、切向進(jìn)氣道?。?1、切向進(jìn)氣道ⅱ；12、進(jìn)氣門座圈?。?3、進(jìn)氣門座圈ⅱ；14、進(jìn)氣門座孔??；15、進(jìn)氣門座孔ⅱ；16、排氣門座圈??；17、排氣門座圈ⅱ；18、排氣門座孔?。?9、排氣門座孔ⅱ；20、排氣道；21、冷卻水腔。

具體實(shí)施方式

結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明：

如圖1、圖2所示，并參照?qǐng)D3、圖4，一種高壓共軌柴油機(jī)氣缸蓋,所述的氣缸內(nèi)具有上下設(shè)置的切向進(jìn)氣道ⅰ10和切向進(jìn)氣道ⅱ11；所述切向進(jìn)氣道ⅰ10的長度大于所述切向進(jìn)氣道ⅱ11的長度；結(jié)合圖7、圖8，所述切向進(jìn)氣道ⅰ10、切向進(jìn)氣道ⅱ11均為曲面弧形空腔結(jié)構(gòu)，即所述切向進(jìn)氣道ⅰ10、切向進(jìn)氣道ⅱ11均包括有順序連通的由氣缸蓋進(jìn)氣端面向內(nèi)延伸的水平段ⅰ、向氣缸蓋內(nèi)部延伸的彎曲弧形段以及向氣缸蓋底面彎曲延伸的水平段ⅱ；切向進(jìn)氣道ⅰ10所述水平段與弧形段外圓切面之間的夾角為α，α=20°～25°；切向進(jìn)氣道ⅱ11所述水平段與弧形段外圓切面之間的夾角為β，β=0°～5°；所述切向進(jìn)氣道ⅰ10的一端與位于氣缸蓋進(jìn)氣端面上的空氣進(jìn)口ⅰ1相連通，另一端與位于氣缸蓋底面上的空氣進(jìn)口ⅲ3相連通，所述的空氣進(jìn)口ⅲ3與柴油機(jī)燃燒室相連通；所述切向進(jìn)氣道ⅱ11的一端與位于氣缸蓋進(jìn)氣端面上的空氣進(jìn)口ⅱ2相連通，另一端與位于氣缸蓋底面上的空氣進(jìn)口ⅳ4相連通，所述的空氣進(jìn)口ⅳ4與柴油機(jī)燃燒室相連通，增壓空氣經(jīng)過空氣進(jìn)口ⅰ1進(jìn)入后，先經(jīng)過一段水平運(yùn)動(dòng)，然后以α角20°～25°的傾斜角度，沿著氣道壁切向進(jìn)入進(jìn)氣道末端，經(jīng)過空氣進(jìn)口ⅲ3進(jìn)入柴油機(jī)燃燒室；空氣進(jìn)口ⅲ3處的氣流方向相對(duì)于進(jìn)氣門座孔ⅰ14的圓周是同方向的，不產(chǎn)生切向分速度，氣流在此處不會(huì)自轉(zhuǎn)，不會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)渦流；切向進(jìn)氣道ⅱ11，鑄造在氣缸蓋內(nèi)部，進(jìn)氣道較短且平直，氣道截面均勻，一端有空氣進(jìn)口ⅱ2，另一端有空氣進(jìn)口ⅳ4，增壓空氣經(jīng)過空氣進(jìn)口ⅱ2進(jìn)入后，先經(jīng)過一段水平運(yùn)動(dòng)，然后以β角0°～5°的傾斜角度，沿著氣道壁切向進(jìn)入進(jìn)氣道末端，經(jīng)過空氣進(jìn)口ⅳ4進(jìn)入柴油機(jī)燃燒室；空氣進(jìn)口ⅳ4處的氣流方向相對(duì)于進(jìn)氣門座孔ⅱ15的圓周是同方向的，不產(chǎn)生切向分速度，氣流在此處不會(huì)自轉(zhuǎn)，不會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)渦流；切向進(jìn)氣道ⅰ10和切向進(jìn)氣道ⅱ11上下布置在氣缸蓋進(jìn)氣側(cè)，兩氣道之間的壁厚4～6mm；兩個(gè)進(jìn)氣門座孔中心距50～60mm。切向進(jìn)氣道ⅰ10和切向進(jìn)氣道ⅱ11的氣流單獨(dú)進(jìn)入，且同方向沿氣道壁切向進(jìn)入柴油機(jī)燃燒室；兩個(gè)切向進(jìn)氣道與氣門座之間的連接輪廓平滑，沒有流通截面突變區(qū)域，過渡區(qū)采用專用的球形銑刀加工出氣道喉口尺寸；結(jié)合圖5、圖6，所述的空氣進(jìn)口ⅰ1和空氣進(jìn)口ⅱ2是鑄造形成的兩個(gè)矩形截面;所述的空氣進(jìn)口ⅲ3、空氣進(jìn)口ⅳ4內(nèi)分別設(shè)置有進(jìn)氣門座圈ⅰ12、進(jìn)氣門座圈ⅱ13使空氣進(jìn)口ⅲ3、空氣進(jìn)口ⅳ4分別作為進(jìn)氣門座孔ⅰ14、進(jìn)氣門座孔ⅱ15；所述的空氣進(jìn)口ⅲ3和空氣進(jìn)口ⅳ4位于氣門安裝面9上，是鑄造形成的兩個(gè)近似圓形的截面，與柴油機(jī)燃燒室相連，用于安裝進(jìn)氣門座圈ⅰ12和進(jìn)氣門座圈ⅱ13；所述的氣缸內(nèi)還布置有排氣道20，所述的排氣道20位于切向進(jìn)氣道ⅰ與切向進(jìn)氣道ⅱ的相對(duì)側(cè)；所述排氣道20的一端與位于氣缸底面上的廢氣出口ⅰ5和廢氣出口ⅱ6相連通，所述的廢氣出口ⅰ5、廢氣出口ⅱ6均與柴油機(jī)燃燒室相連通；所述的廢氣出口ⅰ5和廢氣出口ⅱ6是鑄造形成的兩個(gè)近似圓形截面，與空氣進(jìn)口ⅲ3、空氣進(jìn)口ⅳ4在同一平面上，與柴油機(jī)燃燒室相連，用于安裝排氣門座圈ⅰ16和排氣門座圈ⅱ17，稱為排氣門座孔ⅰ18和排氣門座孔ⅱ19；所述排氣道20的另一端通過廢氣出口ⅲ7與柴油機(jī)排氣管相連；所述的廢氣出口ⅲ7位于空氣進(jìn)口ⅰ1、空氣進(jìn)口ⅱ2的相對(duì)側(cè)；所述的廢氣出口ⅲ7在氣缸蓋側(cè)面，在空氣進(jìn)口ⅰ1和空氣進(jìn)口ⅱ2的相對(duì)側(cè)，是鑄造形成的一個(gè)圓形截面，與柴油機(jī)排氣管相連。排氣道20在氣缸蓋內(nèi)部匯合，靠鑄造型腔實(shí)現(xiàn)了由廢氣出口ⅰ5、廢氣出口ⅱ6向一個(gè)廢氣出口ⅲ7的光滑過渡；所述切向進(jìn)氣道ⅰ10、切向進(jìn)氣道ⅱ11和排氣道20的外側(cè)鑄造有冷卻水腔21；所述的冷卻水腔21位于氣缸蓋內(nèi)；所述冷卻水腔21與切向進(jìn)氣道ⅰ10、切向進(jìn)氣道ⅱ1以及排氣道20之間的壁厚為6～8mm。

所述切向進(jìn)氣道ⅰ10與切向進(jìn)氣道ⅱ11之間的壁厚為4～6mm。

所述進(jìn)氣門座孔ⅰ14與進(jìn)氣門座孔ⅱ15的中心距為50～60mm。

廢氣出口ⅰ5、廢氣出口ⅱ6和廢氣出口ⅲ7之間的鑄造型腔形成排氣道20。

所述的密封面是氣缸蓋底面，包含缸套密封面8和氣門安裝面9，缸套密封面8光潔度較高，與氣門安裝面9之間形成較小的臺(tái)階面。氣缸蓋底面與活塞和氣缸套上部共同組成柴油機(jī)燃燒室。