螺旋導(dǎo)流高效換熱式?jīng)_鈉氣門的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及發(fā)動機(jī)零部件領(lǐng)域，具體是一種螺旋導(dǎo)流高效換熱式?jīng)_鈉氣門。
【背景技術(shù)】
[0002]以往的汽油發(fā)動機(jī)排氣門是采用實心排氣門，排氣門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)、工藝的排氣門只能使用在排氣溫度不超過750°C的自然吸氣汽油發(fā)動機(jī)上。在增壓發(fā)動機(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)壓力比自然吸氣時高，缸內(nèi)的溫度也比自然吸氣時高，從而排氣門的溫度相應(yīng)的升高。故排氣門處的溫度常常超過排氣門材料的許用溫度，從而降低排氣門使用壽命，降低散熱性能。為了解決這一問題，人們在排氣門的氣門桿部鉆孔形成一空腔，金屬鈉的熔點為97.81°C，在合理的中空腔體積的前提下，當(dāng)氣門工作時，溫度升高很快，金屬鈉在高溫時由固態(tài)變?yōu)橐簯B(tài)，在中空腔里上下移動不斷沖刷氣門面和氣門桿，把氣門面端部的熱負(fù)荷有效的傳遞到氣門桿，然后通過缸蓋的水道冷卻排氣門，提高了排氣門的散熱性，有效降低氣門面的熱負(fù)荷，另外，金屬鈉的比重較小，氣門的整體質(zhì)量變小，且氣門的剛度變強(qiáng)，同等條件下，氣門的變形量要小；然而現(xiàn)有中空充鈉結(jié)構(gòu)的排氣門有一個問題:氣門頸部和氣門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，會影響排氣門的散熱均勻性，降低排氣門壽命。
[0003]因此，為解決以上問題，需要一種能較好的將氣門頸部和氣門頭端面中心處積聚的熱量傳導(dǎo)走，從而使氣門頭部散熱均勻的螺旋導(dǎo)流高效換熱式?jīng)_鈉氣門。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]有鑒于此，本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，提供一種能較好的將氣門頸部和氣門頭端面中心處積聚的熱量傳導(dǎo)走，從而使排氣門散熱均勻的螺旋導(dǎo)流高效換熱式?jīng)_鈉氣門。
[0005]本發(fā)明的螺旋導(dǎo)流高效換熱式?jīng)_鈉氣門，包括氣門頭和氣門桿，所述氣門頭外側(cè)壁設(shè)有繞其軸向延伸的螺旋葉片，所述氣門桿內(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，氣門桿表面設(shè)有鍍鉻層，氣門頭沿其周向設(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；
[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，所述氣門頭底面設(shè)有與氣門頭同軸的圓槽；
[0008]進(jìn)一步，與該螺旋導(dǎo)流高效換熱式?jīng)_鈉氣門配合的氣門導(dǎo)管的長度為Si，該螺旋導(dǎo)流高效換熱式?jīng)_鈉氣門相對于氣門導(dǎo)管運動的行程為S2，所述氣門桿表面鍍鉻層的軸向長度為Si+S2;
[0009]進(jìn)一步，所述氣門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鎖夾內(nèi)徑。
[0010]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明的螺旋導(dǎo)流高效換熱式?jīng)_鈉氣門，氣門頭上的螺旋葉片可通過排出的氣流沖刷螺旋葉片帶動氣門旋轉(zhuǎn)，既可以改善氣體的流通性，又增加了氣門的剛性，更重要的是降低氣門和閥座的積碳，從而保證氣門良好的密封性和較長的壽命，環(huán)形流道有利于引導(dǎo)金屬鈉的循環(huán)流動，能夠增強(qiáng)空腔內(nèi)的金屬鈉與氣門頭的熱量交換速率，氣門桿內(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而言，在沖鈉腔直徑相同的條件下，本發(fā)明這種結(jié)構(gòu)形式的沖鈉腔與氣門頭的熱交換面積較大，能夠增強(qiáng)空腔內(nèi)的金屬鈉與氣門頭的熱量交換速率；另一方面，空腔朝向氣門頭側(cè)的半球面能夠縮小氣門頭端面中心與空腔的距離，以此改善氣門頭端面中心區(qū)域的散熱，使氣門整體散熱均勻；另一方面，由于設(shè)置沖鈉腔后，氣門桿的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度將會降低，而氣門桿表面的鍍鉻層能彌補(bǔ)氣門桿的機(jī)械強(qiáng)度，同時提高其耐熱性；另外，氣門頭周向設(shè)置的堆焊層，該堆焊層與氣門座圈相配合，能有效改善氣門頭的磨損。
【附圖說明】
[0011]下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步描述:
[0012]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0013]圖2為圖1中A處的局部放大圖；
[0014]圖3為圖1中B處的局部放大圖；
[0015]圖4為圖1中C處的剖視圖；
[0016]圖5為本發(fā)明的螺旋葉片的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0017]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖，圖2為圖1中A處的局部放大圖，如圖所示，本實施例中的螺旋導(dǎo)流高效換熱式?jīng)_鈉氣門，包括氣門頭3和氣門桿5，所述氣門頭3外側(cè)壁設(shè)有繞其軸向延伸的螺旋葉片4，所述氣門桿5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11，環(huán)形流道9內(nèi)沖有鈉，氣門桿5表面設(shè)有鍍鉻層6，氣門頭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；氣門桿5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，相比現(xiàn)有采用圓柱形腔體進(jìn)行沖鈉的氣門而言，本發(fā)明這種結(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，能夠增強(qiáng)空腔內(nèi)的金屬鈉與氣門頭3的熱量交換速率；另外，氣門頭3周向設(shè)置的堆焊層2，該堆焊層2與氣門座圈相配合，能有效改善氣門頭3的磨損，氣門桿5表面的鍍鉻層6能提高氣門的機(jī)械強(qiáng)度與耐熱性。
[0018]本實施例中，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與氣門頭3的接觸面積，保證堆焊層2與氣門頭3牢固連接。
[0019]本實施例中，所述氣門頭3底面設(shè)有與氣門頭3同軸的圓槽1，此圓槽1作為發(fā)動機(jī)燃燒室的一部分，通過調(diào)整圓槽1的尺寸大小能夠在一定范圍調(diào)整發(fā)動機(jī)的壓縮比。
[0020]本實施例中，與該螺旋導(dǎo)流高效換熱式?jīng)_鈉氣門配合的氣門導(dǎo)管的長度為Si，該螺旋導(dǎo)流高效換熱式?jīng)_鈉氣門相對于氣門導(dǎo)管運動的行程為S2，所述氣門桿5表面鍍鉻層的軸向長度為SAS2，如圖1所示，點劃線框區(qū)域為鍍鉻層6，鍍鉻層6用于與氣門導(dǎo)管滑動配合，以減小磨損，為提高鍍鉻層6的利用率，節(jié)約成本，本實施例采用的鍍鉻層6的軸向長度為氣門導(dǎo)管的長度與氣門行程之和，保證氣門桿5在往復(fù)運動的過程中與氣門導(dǎo)管的接觸面均覆蓋有鍍鉻層6，從而增強(qiáng)其耐磨性。
[0021]本實施例中，所述氣門桿5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底直徑小于氣門鎖夾內(nèi)徑，保證氣門桿5與氣門鎖緊可靠連接。
[0022]最后說明的是，以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，盡管參照較佳實施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的宗旨和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
【主權(quán)項】
1.一種螺旋導(dǎo)流高效換熱式?jīng)_鈉氣門，包括氣門頭和氣門桿，其特征在于:所述氣門頭外側(cè)壁設(shè)有繞其軸向延伸的螺旋葉片，所述氣門桿內(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；所述氣門桿表面設(shè)有鍍鉻層；所述氣門頭沿其周向設(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。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的螺旋導(dǎo)流高效換熱式?jīng)_鈉氣門，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所述的螺旋導(dǎo)流高效換熱式?jīng)_鈉氣門，其特征在于:所述氣門頭底面設(shè)有與氣門頭同軸的圓槽。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的螺旋導(dǎo)流高效換熱式?jīng)_鈉氣門，其特征在于:與該螺旋導(dǎo)流高效換熱式?jīng)_鈉氣門配合的氣門導(dǎo)管的長度為Si，該螺旋導(dǎo)流高效換熱式?jīng)_鈉氣門相對于氣門導(dǎo)管運動的行程為S2，所述氣門桿表面鍍鉻層的軸向長度為Si+S2。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的螺旋導(dǎo)流高效換熱式?jīng)_鈉氣門，其特征在于:所述氣門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鎖夾內(nèi)徑。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種螺旋導(dǎo)流高效換熱式?jīng)_鈉氣門，包括氣門頭和氣門桿，氣門桿內(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，氣門桿表面設(shè)有鍍鉻層，氣門頭沿其周向設(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，該螺旋導(dǎo)流高效換熱式?jīng)_鈉氣門能較好的將氣門頸部和氣門頭端面中心處積聚的熱量傳導(dǎo)走，從而使氣門散熱均勻。
【IPC分類】F01L3/14, F01L3/20, F01L3/04, F01L3/06
【公開號】CN105298581
【申請?zhí)枴緾N201510733480
【發(fā)明人】王明楊, 梁紹輝
【申請人】重慶奇甫機(jī)械有限責(zé)任公司
【公開日】2016年2月3日
【申請日】2015年10月30日