[发明专利]具有循环螺旋式球形换热面的气门

说明书

技术领域

本发明涉及发动机零部件领域，具体是一种具有循环螺旋式球形换热面的气门。

背景技术

以往的汽油发动机排气门是采用实心排气门，排气门头部采用耐高温的奥氏体材料，杆部采用马氏体材料，然后经焊接、表面处理等工艺加工而成。这种结构、工艺的排气门只能使用在排气温度不超过750℃的自然吸气汽油发动机上。在增压发动机中，由于使用了压缩进气技术(具体有涡轮增压、机械增压和双增压)，使缸内的燃烧爆发压力比自然吸气时高，缸内的温度也比自然吸气时高，从而排气门的温度相应的升高。故排气门处的温度常常超过排气门材料的许用温度，从而降低排气门使用寿命，降低散热性能。为了解决这一问题，人们在排气门的气门杆部钻孔形成一空腔，金属钠的熔点为97.81℃，在合理的中空腔体积的前提下，当气门工作时，温度升高很快，金属钠在高温时由固态变为液态，在中空腔里上下移动不断冲刷气门面和气门杆，把气门面端部的热负荷有效的传递到气门杆，然后通过缸盖的水道冷却排气门，提高了排气门的散热性，有效降低气门面的热负荷，另外，金属钠的比重较小，气门的整体质量变小，且气门的刚度变强，同等条件下，气门的变形量要小；然而现有中空充钠结构的排气门有一个问题：气门颈部和气门头端面中心处的热量不容易被顺利传导走，是温度聚集的部位，会影响排气门的散热均匀性，降低排气门寿命。

因此，为解决以上问题，需要一种能较好的将气门颈部和气门头端面中心处积聚的热量传导走，从而使气门头部散热均匀的具有循环螺旋式球形换热面的气门。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是克服现有技术中的缺陷，提供一种能较好的将气门颈部和气门头端面中心处积聚的热量传导走，从而使排气门散热均匀的具有循环螺旋式球形换热面的气门。

本发明的具有循环螺旋式球形换热面的气门，包括气门头和气门杆，气门杆内部设有循环螺旋流道，所述气门头内设有头部冲钠腔，所述头部冲钠腔的底面为向下凸出的半球面，所述循环螺旋流道包括沿气门杆轴向延伸的螺旋状流道以及连通螺旋状流道上端与头部冲钠腔的的回流道；所述螺旋状流道下端与头部冲钠腔连通；所述循环螺旋流道内冲有钠，气门杆表面设有镀铬层，气门头沿其周向设有环槽，环槽内覆盖有堆焊层且堆焊层表面为圆锥面；

进一步，所述环槽与堆焊层的接触面为圆弧面；

进一步，所述气门杆包括沿轴向与气门头固定连接的杆身Ⅰ和与杆身Ⅰ同轴连接的杆身Ⅱ，杆身Ⅰ为从下到上半径逐渐减小的回转体，杆身Ⅱ为半径小于杆身Ⅰ最小半径的圆柱体；

进一步，所述气门头底面设有与气门头同轴的圆槽；

进一步，与该具有循环螺旋式球形换热面的气门配合的气门导管的长度为S₁，该具有循环螺旋式球形换热面的气门相对于气门导管运动的行程为S₂，所述气门杆表面镀铬层的轴向长度为S₁+S₂；

进一步，所述气门杆靠近其顶端的圆柱面上沿周向设有环槽且槽底直径小于气门锁夹内径。

本发明的有益效果是：本发明的具有循环螺旋式球形换热面的气门，螺旋状流道有利于引导金属钠螺旋流动，相比现有的圆柱形冲钠腔的气门而言，本发明的螺旋流道的流通路径更长，回流道能够使金属钠循环流动，能够增强空腔内的金属钠与气门头的热量交换速率；在发动机工作中，头部冲钠腔内的金属钠吸收热量并沿着螺旋状流道流动，在流动过程中实现冷却，最终通过回流道留回到头部冲钠腔内，另一方面，头部冲钠腔底部为半球面能够进一步增大换热面积；由于设置冲钠腔后，气门杆的结构强度将会降低，而气门杆表面的镀铬层能弥补气门杆的机械强度，同时提高其耐热性；另外，气门头周向设置的堆焊层，该堆焊层与气门座圈相配合，能有效改善气门头的磨损。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述：

图1为本发明的结构示意图；

图2为图1中A处的局部放大图；

图3为本发明的循环螺旋流道的示意图。

具体实施方式