具有頭部沖鈉腔的沖鈉氣門的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及發(fā)動機零部件領域，具體是一種具有頭部沖鈉腔的沖鈉氣門。
【背景技術】
[0002]以往的汽油發(fā)動機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。這種結構、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)動機上。在增壓發(fā)動機中，由于使用了壓縮進氣技術(具體有渦輪增壓、機械增壓和雙增壓)，使缸內的燃燒爆發(fā)壓力比自然吸氣時高，缸內的溫度也比自然吸氣時高，從而排氣門的溫度相應的升高。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荷，另外，金屬鈉的比重較小，氣門的整體質量變小，且氣門的剛度變強，同等條件下，氣門的變形量要??；然而現(xiàn)有中空充鈉結構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走，從而使氣門頭部散熱均勻的具有頭部沖鈉腔的沖鈉氣門。
【實用新型內容】
[0004]有鑒于此，本實用新型的目的是克服現(xiàn)有技術中的缺陷，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走，從而使排氣門散熱均勻的具有頭部沖鈉腔的沖鈉氣門。
[0005]本實用新型的具有頭部沖鈉腔的沖鈉氣門，包括氣門頭和氣門桿，所述氣門桿內部沿其軸向設有圓柱形桿部沖鈉腔，所述氣門頭內設有與桿部沖鈉腔同軸連通的頭部沖鈉腔且該頭部沖鈉腔為與桿部沖鈉腔同軸設置的圓柱形腔體，所述頭部沖鈉腔兩端面為向外凸出的圓球面，所述桿部沖鈉腔與頭部沖鈉腔內填充有鈉；
[0006]進一步，所述氣門桿表面設有鍍鉻層；所述氣門頭沿其周向設有環(huán)槽；所述環(huán)槽內覆蓋有堆焊層且堆焊層表面為圓錐面；
[0007]進一步，所述環(huán)槽與堆焊層的接觸面為圓弧面；
[0008]進一步，所述氣門桿包括沿軸向與氣門頭固定連接的桿身I和與桿身I同軸連接的桿身II，桿身I為從下到上半徑逐漸減小的回轉體，桿身II為半徑小于桿身I最小半徑的圓柱體；
[0009]進一步，所述氣門頭底面設有與氣門頭同軸的圓槽；
[0010]進一步，與該具有頭部沖鈉腔的沖鈉氣門配合的氣門導管的長度為S1，該具有頭部沖鈉腔的沖鈉氣門相對于氣門導管運動的行程為S2，所述氣門桿表面鍍鉻層的軸向長度為 S^S2;
[0011 ] 進一步，所述桿部沖鈉腔上端延伸至氣門桿端部并與氣門桿外連通且氣門桿外端通過螺紋固定連接有氣門螺塞，所述桿部沖鈉腔通過該氣門螺塞密封；
[0012]進一步，所述氣門螺塞沿周向設有鎖夾槽且鎖夾槽直徑小于氣門鎖夾內徑；
[0013]進一步，所述氣門頭部外側壁設有引導氣體流向的導風翼板。
[0014]本實用新型的有益效果是:本實用新型的具有頭部沖鈉腔的沖鈉氣門，頭部沖鈉腔的下端面為向下凸出的圓球面，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，本實用新型這種結構形式的沖鈉腔與氣門頭的熱交換面積較大，能夠增強空腔內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，由于設置沖鈉腔后，氣門桿的結構強度將會降低，而氣門桿表面的鍍鉻層能彌補氣門桿的機械強度，同時提高其耐熱性。
【附圖說明】
[0015]下面結合附圖和實施例對本實用新型作進一步描述:
[0016]圖1為本實用新型的結構示意圖；
[0017]圖2為圖1中A處的局部放大圖。
【具體實施方式】
[0018]圖1為本實用新型的結構示意圖，圖2為圖1中A處的局部放大圖，如圖所示，本實施例中的具有頭部沖鈉腔的沖鈉氣門，包括氣門頭3和氣門桿，所述氣門桿內部沿其軸向設有圓柱形桿部沖鈉腔9，所述氣門頭3內設有與桿部沖鈉腔9同軸連通的頭部沖鈉腔10且該頭部沖鈉腔10為與桿部沖鈉腔9同軸設置的圓柱形腔體，所述頭部沖鈉腔兩端面為向外凸出的圓球面，所述桿部沖鈉腔9與頭部沖鈉腔10內填充有鈉，頭部沖鈉腔10的下端面為向下凸出的圓球面，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，本實用新型這種結構形式的沖鈉腔與氣門頭3的熱交換面積較大，能夠增強空腔內的金屬鈉與氣門頭3的熱量交換速率；另一方面，空腔朝向氣門頭3側的半球面能夠縮小氣門頭3端面中心與空腔的距離，以此改善氣門頭3端面中心區(qū)域的散熱，使氣門整體散熱均勻；另一方面，由于設置沖鈉腔后，氣門桿的結構強度將會降低，而氣門桿表面的鍍鉻層能彌補氣門桿的機械強度，同時提高其耐熱性。
[0019]本實施例中，所述氣門桿表面設有鍍鉻層6 ;所述氣門頭3沿其周向設有環(huán)槽；所述環(huán)槽內覆蓋有堆焊層2且堆焊層2表面為圓錐面，由于設置沖鈉腔后，氣門桿的結構強度將會降低，而氣門桿表面的鍍鉻層6能彌補氣門桿的機械強度，同時提高其耐熱性；另外，氣門頭3周向設置的堆焊層2，該堆焊層與氣門座圈相配合，能有效改善氣門頭3的磨損。
[0020]本實施例中，所述環(huán)槽8與堆焊層2的接觸面為圓弧面，該圓弧面能增加堆焊層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。
[0021]本實施例中，所述氣門桿包括沿軸向與氣門頭3固定連接的桿身I 4和與桿身I 4同軸連接的桿身II 5，桿身I 4為從下到上半徑逐漸減小的回轉體，桿身II 5為半徑小于桿身I 4最小半徑的圓柱體，本文所述的“下端”指的是朝向氣門頭3 —端，相反端為“上端”，桿身I 4為氣門頭3與桿身II 5之間的過渡段，這種平滑過渡能能夠避免氣門桿出現(xiàn)應力集中，同時由于桿身I 4在工作中，其溫度從下至上逐漸減小，采用這種結構的桿身I 4能夠使其散熱均勻。
[0022]本實施例中，所述氣門頭3底面設有與氣門頭3同軸的圓槽1，此圓槽I作為發(fā)動機燃燒室的一部分，通過調整圓槽I的尺寸大小能夠在一定范圍調整發(fā)動機的壓縮比。
[0023]本實施例中，與該具有頭部沖鈉腔的沖鈉氣門配合的氣門導管的長度為S1，該具有頭部沖鈉腔的沖鈉氣門相對于氣門導管運動的行程為S2，所述氣門桿表面鍍鉻層的軸向長度為Si+S2，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管的長度與氣門行程之和，保證氣門桿在往復運動的過程中與氣門導管的接觸面均覆蓋有鍍鉻層6，從而增強其耐磨性。
[0024]本實施例中，所述桿部沖鈉腔9上端延伸至氣門桿端部并與氣門桿外連通且氣門桿外端通過螺紋固定連接有氣門螺塞，所述桿部沖鈉腔9通過該氣門螺塞密封，這種結構的桿部沖鈉腔更容易加工，另一方面也易于填充金屬鈉。
[0025]本實施例中，所述氣門螺塞沿周向設有鎖夾槽7且鎖夾槽7直徑小于氣門鎖夾內徑，保證氣門桿與氣門鎖緊可靠連接。
[0026]本實施例中，所述氣門頭部3外側壁設有引導氣體流向的導風翼板11，相比現(xiàn)有的氣門而言，本實用新型這種結構形式的導風翼板11能夠作為散熱片將氣門頭3部進行充分散熱，同時又能制造渦流，有利于可燃氣體混合。
[0027]最后說明的是，以上實施例僅用以說明本實用新型的技術方案而非限制，盡管參照較佳實施例對本實用新型進行了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解，可以對本實用新型的技術方案進行修改或者等同替換，而不脫離本實用新型技術方案的宗旨和范圍，其均應涵蓋在本實用新型的權利要求范圍當中。
【主權項】
1.一種具有頭部沖鈉腔的沖鈉氣門，包括氣門頭和氣門桿，其特征在于:所述氣門桿內部沿其軸向設有圓柱形桿部沖鈉腔，所述氣門頭內設有與桿部沖鈉腔同軸連通的頭部沖鈉腔且該頭部沖鈉腔為與桿部沖鈉腔同軸設置的圓柱形腔體，所述頭部沖鈉腔兩端面為向外凸出的圓球面，所述桿部沖鈉腔與頭部沖鈉腔內填充有鈉。
2.根據(jù)權利要求1所述的具有頭部沖鈉腔的沖鈉氣門，其特征在于:所述氣門桿表面設有鍍鉻層；所述氣門頭沿其周向設有環(huán)槽；所述環(huán)槽內覆蓋有堆焊層且堆焊層表面為圓錐面。
3.根據(jù)權利要求2所述的具有頭部沖鈉腔的沖鈉氣門，其特征在于:所述環(huán)槽與堆焊層的接觸面為圓弧面。
4.根據(jù)權利要求3所述的具有頭部沖鈉腔的沖鈉氣門，其特征在于:所述氣門桿包括沿軸向與氣門頭固定連接的桿身I和與桿身I同軸連接的桿身II ;所述桿身I為從下到上半徑逐漸減小的回轉體；所述桿身II為半徑小于桿身I最小半徑的圓柱體。
5.根據(jù)權利要求4所述的具有頭部沖鈉腔的沖鈉氣門，其特征在于:所述氣門頭底面設有與氣門頭同軸的圓槽。
6.根據(jù)權利要求5所述的具有頭部沖鈉腔的沖鈉氣門，其特征在于:與該具有頭部沖鈉腔的沖鈉氣門配合的氣門導管的長度為S1，該具有頭部沖鈉腔的沖鈉氣門相對于氣門導管運動的行程為S2，所述氣門桿表面鍍鉻層的軸向長度為Si+S2。
7.根據(jù)權利要求6所述的具有頭部沖鈉腔的沖鈉氣門，其特征在于:所述桿部沖鈉腔上端延伸至氣門桿端部并與氣門桿外連通且氣門桿外端通過螺紋固定連接有氣門螺塞，所述桿部沖鈉腔通過該氣門螺塞密封。
8.根據(jù)權利要求7所述的具有頭部沖鈉腔的沖鈉氣門，其特征在于:所述氣門螺塞沿周向設有鎖夾槽且鎖夾槽直徑小于氣門鎖夾內徑。
9.根據(jù)權利要求8所述的具有頭部沖鈉腔的沖鈉氣門，其特征在于:所述氣門頭部外側壁設有引導氣體流向的導風翼板。
【專利摘要】本實用新型公開了一種具有頭部沖鈉腔的沖鈉氣門，包括氣門頭和氣門桿，其特征在于：所述氣門桿內部沿其軸向設有圓柱形桿部沖鈉腔，所述氣門頭內設有與桿部沖鈉腔同軸連通的頭部沖鈉腔且該頭部沖鈉腔為與桿部沖鈉腔同軸設置的圓柱形腔體，所述頭部沖鈉腔兩端面為向外凸出的圓球面，所述桿部沖鈉腔與頭部沖鈉腔內填充有鈉，該具有頭部沖鈉腔的沖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走，從而使氣門散熱均勻。
【IPC分類】F01L3-14
【公開號】CN204402609
【申請?zhí)枴緾N201420812929
【發(fā)明人】王明楊, 梁紹輝
【申請人】重慶奇甫機械有限責任公司
【公開日】2015年6月17日
【申請日】2014年12月19日