專利名稱：導氣堤式側向螺旋進氣道的單缸直噴式柴油機缸頭的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種中小功率柴油機的缸頭部件，特別是單缸直噴式柴油機的缸頭部件。
為獲得較佳的燃油經濟性和動力性以及廢氣排放指標，中小功率柴油機已普遍開始直噴化。直噴式柴油機的關鍵技術之一，是如何獲得繞氣缸軸心的旋轉氣流(簡稱渦流)，缸頭部件內的螺旋進氣道就是組織進氣渦流最常用的結構，由于臥式單缸柴油機氣缸頭寬度較小，難以布置側向螺旋進氣道，國內現(xiàn)有單缸直噴式柴油機中缸頭部件的螺旋進氣道特點是直氣道較長，且螺旋腔包角較大，有部分氣體是從上方向下方直沖，在進氣門右側進入氣缸內，依缸套壁面導引切向流動。另一部分即由大包角蝸殼螺旋腔，引導產生繞氣門的旋轉氣流。國內已有的直噴機缸頭部件的氣道布置方案，如說明書附


圖1、附圖2所示，前者是以江蘇江淮動力機廠ZH1105W柴油機為代表的方案，進氣道開口向上，不易布置進氣管，且影響與其它機械(如拖拉機)配套。后者是以武進S1110柴油機為代表的方案，氣道從右上方猛拐90°彎，增加了進氣阻力；二者還有共同的弱點，即直氣道部份靠近噴油器，造成噴油器側冷卻水道狹窄(見附圖中A區(qū))，增加了油嘴的熱負荷，同時進氣道展開長度長泥芯強度差，工藝難度大，渦流強度波動大。若簡單地將方案一中氣道繞氣門中心轉90°至側面，則因螺旋腔包角過大，擠占進、排氣門之間鼻梁位置，使水道不暢，而且切向氣流因直沖缸套壁面，難以組織繞氣缸中心的渦流。
本實用新型的目的就是為了解決上述問題，提供一種從側面進氣，并產生理想進氣渦流的導氣堤式側向螺旋進氣道的單缸直噴式柴油機缸頭。
本實用新型的技術解決方案一種導氣堤式側向螺旋進氣道的單缸直噴式柴油機缸頭，其左側中部為排氣道(1)，缸頭(2)的中間設有噴油氣孔(3)，其特征在于在缸頭(2)的右側中部開有進氣道(4)，且進氣道(4)內設有凸起的斜向導氣堤(5)。
本實用新型解決了直噴式單缸柴油機良好的進氣渦流和結構布置的矛盾，采用的導氣堤結構能優(yōu)化分配切向氣流和旋轉氣流的比例，有效地縮短了進氣道長度，不需依靠外接進氣管即可得到理想強度的進氣渦流和低壓力損失，解決了單缸柴油機難以布置側向氣道的問題。本實用新型的進氣道短、粗、直，其螺旋腔截面大，且螺旋腔始點對氣門中心偏置距離較大，在獲得較高渦流比的同時，能得到大流量小阻力的效果，這樣本實用新型的鑄造工藝好，進氣道泥芯強度高，不易變形，從而減少了對氣道位置偏離的敏感度，當氣道偏離1mm時，流量和渦流動量距誤差小于1％。本實用新型由于側面進氣，且氣道入口與氣缸水平中心線距離小，故便于柴油機總體設計布置和配套機具的連接，同時降低了對外接進氣道的要求。本實用新型的冷卻水道由于直氣道讓開位置，使其比較寬敞，提高了冷卻效果，也使水道泥芯制作工藝性得到了改善，降低了廢品率。
圖1是ZH1105W柴油機缸頭的斷面結構示意圖；圖2是S1110柴油機缸頭的斷面結構示意圖；圖3是本實用新型的斷面結構示意圖；圖4是本實用新型的進氣道位置示意圖；圖5是圖4的B向視圖。
如圖3－5，本實用新型的進氣道(4)的入口中心線a與進氣門中心連線b之間的距離c為15～25mm，它盡可能縮小(在用于ZH1110柴油機上時C＝17.4mm)，以保證穿過缸頭(2)側面螺栓(6)之間的空檔。近似錐管的短、粗、直進氣道(4)，其單位長度上面積收縮較適當，保證氣體流動的速度。本實用新型的斜向導氣堤(5)的走向與缸頭垂線之間的夾角θ為15°～23°，導氣堤(5)中心線與進氣道(4)內對應進氣門的中心點O之間的距離d為8～12mm，缸頭(2)的底面到氣門導管凸臺之間的距離H大于40mm而小于42mm，導氣堤(5)的凸出高度h為15～20mm，導氣堤(5)的寬度e為9～10mm，導氣堤(5)把上部氣流擋住并強制導向螺旋腔，形成繞氣門中心的渦旋氣流，部分下部氣流則從氣門外側直沖入氣缸，受缸壁導向形成繞氣缸中心的切向氣流。進氣道(4)的螺旋腔始點偏心距f(即進氣門中心與進氣道內螺旋腔起點的距離)為17～20mm。通過調整導氣堤(5)的高度h和夾角θ以及螺旋腔始點偏心距f可以優(yōu)化調整切向氣流與旋轉氣流的分配比例。本實用新型的直氣道與缸頭底平面成較大夾角，故可減少氣流壓力損失。本實用新型在中子功率單缸直噴式柴油機上應用時，效果顯著，功率、油耗、煙度都達到國家優(yōu)等品以上的指標。本實用新型適用于95～115mm缸徑單缸柴油機的直噴化改造，并可擴大應用于多缸柴油機。
權利要求1.一種導氣堤式側向螺旋進氣道的單缸直噴式柴油機缸頭，其左側中部為排氣道(1)，缸頭(2)的中間設有噴油氣孔(3)，其特征在于在缸頭(2)的右側中部開有進氣道(4)，且進氣道(4)內設有凸起的斜向導氣堤(5)。
2.按權利要求1所述的導氣堤式側向螺旋進氣道的單缸直噴式柴油機缸頭，其特征在于進氣道(4)的入口中心線a與進排氣門中心連線b之間的距離c為15～25mm。
3.按權利要求1所述的導氣堤式側向螺旋進氣道的單缸直噴式柴油機缸頭，其特征在于斜向導氣堤(5)的走向與缸頭垂線之間的夾角θ為15°～23°。導氣堤(5)中心線與進氣道(4)內對應進氣門的中心點O之間的距離d為8～12mm，缸頭(2)的底面到氣門導管凸臺之間的距離H大于40mm而小于42mm，導氣堤(5)的凸出高度h為15～20mm，導氣堤(5)的寬度e為9～10mm。
4.按權利要求1所述的導氣堤式側向螺旋進氣道的單缸直噴式柴油機缸頭，其特征在于進氣道(4)的螺旋腔始點偏心距f為17～20mm。
專利摘要本實用新型涉及一種中小功率單缸直噴式柴油機的缸頭部件，其缸頭的右側中部開有進氣道；且進氣道內設有凸起的斜向導氣堤，本實用新型的導氣堤結構，優(yōu)化分配了切向氣流和旋轉氣流的比例，有效地縮短了進氣道長度，不需依靠外接進氣管即可得到理想強度的進氣渦流和低壓力損失，解決了單缸柴油機難以布置側向氣道的問題。
文檔編號F02B75/00GK2181573SQ9324652
公開日1994年11月2日 申請日期1993年12月22日 優(yōu)先權日1993年12月22日
發(fā)明者張超建, 游維華 申請人:江蘇江淮動力機廠