[发明专利]用于发动机缸盖的具有文丘里流动冠部和构形用于限制阀凹陷的座面的阀座插件

说明书

一种用于控制汽缸(16)的换气的换气阀(诸如进气阀(24))的阀座插件(38)包括插件主体(40)，该插件主体具有内周面(52)、外周面(56)，和构造成在关闭位置处接触换气阀(24)并且构形为限制其阀凹陷的阀座面(59)。阀座面(59)包括线性段(166)和弯曲段(62、68)的布置，该弯曲段形成磨损冠部(64、70)以在不同磨损状态下接触换气阀(24)。阀座插件(38)通过内周面(52)进一步构造成具有进入流冠部(75)和从进入流冠部(75)向阀座插件(38)的喉部(54)延伸的文丘里管(55)。文丘里管(55)使进入气流加速。

技术领域

本发明总体上涉及发动机阀和相关硬件，并且更具体地涉及用于进气阀的阀座插件，该阀座插件被加冠以增强气流并且构形为限制阀凹陷。

背景技术

换气阀用于内燃发动机中，以控制汽缸与进气源或进气和其他气体(诸如再循环废气)之间的流体连接，或汽缸与用于在操作期间排出燃烧产物的排气歧管之间的流体连接。其中单个进气阀和单个排气阀与发动机中的每个汽缸相关联的设计以及其中每种相应类型的多个换气阀与每个汽缸相关联的设计是已知的。通常以一半发动机速度旋转的凸轮轴与阀挺杆、桥、摇臂和/或用于在适当的发动机正时控制换气阀的打开和关闭的其他设备联接。

换气阀移出和移入与发动机缸盖或发动机缸盖内的阀座插件的接触以实现它们的打开和关闭动作。换气阀可以在很大的机械力下在其打开和关闭位置之间移动。汽缸内环境与数百度的燃烧温度以及相对较高的压力有关。这些和其他因素导致换气阀的操作条件非常苛刻。已经观察到换气阀和阀座或阀座插件会随着时间的推移表现出称为阀凹陷的现象。在发动机的使用寿命过程中，或在保养间隔期间，换气阀与其阀座之间的接触总数可以达到数百万或甚至可能数十亿。苛刻的条件和大量的冲击会导致形成换气阀和/或阀座的材料磨损和/或变形，从而使阀相比所需要的程度进一步向发动机缸盖″后退″或″后退″进入发动机缸盖。在阀座凹陷变得足够严重的情况下，发动机操作或性能可能会受到影响，有时过早地需要所谓的顶端大修。工程师们试验了各种不同的技术，试图改善阀座凹陷和其他阀磨损模式的程度和影响。尝试重新设计阀或阀座的持续挑战是几何形状改变对气流或其他操作特性的通常不可预测的影响。气体流动模式和/或效率会影响汽缸内压力和温度、燃料和空气混合物的组成，或潜在影响排放物减少策略、发动机效率、散热或热疲劳的或另外其他参数的其他参数。日本专利申请公开No.JP8270417A中提出了一种明显地旨在防止阀面的外径侧局部磨损的策略。根据′417参考文献，朝向阀面的座面隆起的凸面抵靠阀座的座面以解决局部磨损问题。

发明内容

在一个方面，用于内燃发动机的发动机缸盖组件包括具有形成在其中的进气导管的发动机缸盖，和至少部分地定位在发动机缸盖内并限定在第一轴向端面和第二轴向端面之间延伸的阀座中心轴线的阀座插件，该第一轴向端面构造成面向内燃发动机中的汽缸。阀座插件进一步包括形成喉部的内周面、外周面和阀座面。阀座面在轮廓上包括形成用于在早期磨损状态下接触进气阀的第一磨损冠部的外弯曲段、形成用于在后期磨损状态下接触进气阀的第二磨损冠部的内弯曲段，和在外弯曲段和内弯曲段之间延伸的线性段。内周面在轮廓上包括形成进入流冠部的上弯曲段和在上弯曲段和内弯曲段之间延伸的倾斜段。上弯曲段与第二轴向端面过渡，并且进入流冠部从发动机缸盖径向向内偏移。倾斜段以相对于阀座中心轴线的文丘里角取向，使得内周面形成文丘里管以加速流向汽缸的进入气体流。