柴油机缸盖气道的研究和设计
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进气 道 的涡流
（） 于柴油 机来说 为 了加速 油气 的混合， ５对 需要有 一定的进 气涡流， 为此主 张进气 道做 特殊 形状 ， 螺 旋气道 、切 向气 道 ， 是这 样就 降低 了充气 效率达 如 但 到 要求状 态 的螺旋 进气 道 的设计 螺旋进 气 道可 以设 计成 能达到 要求 的涡流值 对 气 道设 计起 关键 作 用 的， 即影 响这 些 参数 的 因素 表示 在 图 １。 关键 尺 寸和 涡 流 之 间 的关系 通 过 设计 和试 验 许 多气 道被 确 定 。用三 维 Ｃ Ｄ系统进 行 最好 的气道 设计 表示 在 图 ２ Ａ 对于 一个高 效率 的气道设计 不仅是 关键尺 寸起决 定作用， 而且表面组 合 以 及 气道 横 断面 的逐 渐 变化也 是很 重要 的 。用 Ｃ Ｄ Ａ 设计气 道 时， 允许用 图３ 所示 的作表 面 切面 来评 估气 道表 面外 形 。 进气 门座 圈的推 荐形状 在 图ｉ 这是一个 切 成 圆角 的设 计， 目的是减 小铸 造 和 机械 加工 的气道 表面 之 间任何 不重合 的 影响 。机 械 加工 是受气 门座孔 和气 门导管 直径 的 限制 。也 可 以通 过 定位初 始 的机加 工基 准来减 小铸 造和机 械加
搜动帆型母 缸程｛ 行程 ｍ 进 气 门 内 撑麓 Ｌ 最 夫 功 率 径 Ｉ 『 Ｉ 皿
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从上式可 知， 率和充气 效率 成正 比， 功 既排 量一定 的条件下， 吸入气 缸 的空 气越 多 ， 充气效 率越 大， 动机 功率 就越 大， 发 充气 效率 可按 下式 计算 ：
气 道尺 寸的变 化要 设计 得恰 当 。从气 门座截 面最 小 的地方 直到缸 头进 气 道 与进 气管 的接 合面 ， 其截 面面积 应 逐渐扩 大 １％ Ｏ 。如 上表 所示 ， 过修 改进 通 气 道 改变进 气道 参数 提高流 量 系数， 并装机试 验， 发动 机动 力性 明显 随缸盖充 气 效 率 的提 高 而 提 高 。 ２ １低 流 阻的进 气道 ． （） １ 进气 门喉 口处 的通 路断 面是 进气道 内的最小截 面， 进气 歧管 结合处 的 截 面应 比进气 门喉 口截 面大 １— ０， ０ ２％ 气流 从进 气歧 管结 合处开 始加速 ， 喉 口 到 处 流 速达 到 最大， 样可 以使 最 小截 面 前 的气道 部 分 的动 能损 失 降低 。 这 （） ２ 从进 气 歧管 结合 处 向最 小截 面 处过渡 应 圆滑 ， 较大 的 转弯 半径 。 有 （） ３进气 道入 口高度在 发动机缸 盖结 构允许 的条件下 ， 应尽 可能大 些， 因为 大 ， 转 弯半径 也 可增大 。从气 道喉 口到 缸盖燃 烧室 地面 的过渡 要精 心设 计， 其 力 求 降低 此 处 的 阻 力 。 （） ４ 气道 喉 口截 面处 的 阻力， 占整 个进气 道 阻力 的 ６ ％ 约 ０ 。现 有 的顶置气 门发 动机， 门 喉 口都 是采 用 多段 折线 过渡 ， 其过 度 圆滑 ， 少 阻力 。 气 使 减
避气道 涡流拢 流量 系数
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及转速
２７１ ５／６０ ． ７ ０ ３ ０
紫油 机
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对充气效 率影 响最大 的是进气 终了 时气 缸压 力， 而其压 力又 是由进气 阻力 决 定的 。试验 表 明， 缸盖 进气 道和 进气 门处 的 阻力 占整个 进气 系统 阻力 的 ２ ／ ３以上， 这是 影 响进 气 系统 的主要 因 素 。 从充气 效 率公式 还可 看 出， 余废 气压 力对 充气 效率 也有 影响 。因此 ， 残 尽 可能 充分地将 前一 循环 留在缸 内的废气 排出 去， 也是提 高充气 效率 的重 要措 施 之一 。这就 要求 降低排 气 阻力， 在整 个排气 系统 中， 盖排气 道和 排气 喉 口 而 缸 处 是主要 的
气缸 内加 速 喷油器 喷 出油 雾与 空气 的混 合， 到正 常燃烧 的效 果。而 发动 机 达 要提 高动 力性 也就要 提 高充气 效率 ， 但是在 缸盖 进气道 方 面， 充气效率 和 涡流 比是 相反 的， 要提 高涡 流 比， 充气 效率就 会 降低 。气 道对 于充 气效率 的变 化规 律 影 响很大 ， 因而也就 影 响 了发动 机 的动 力性 如下 表， 同一 台发动机采 用三种 气道 （ 气道截 面变化） 改变 了发动机 的动力 性如 下表 所示
应用 技 术
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柴油机 缸盖气道 的研 究和设 计
杨江伟
（ 保定 长城 内燃机 制 造有 限公 司）
［ 摘 要 ］ 文通 过分 析， 定 缸盖 气道 性 能对柴 油机 性 能有很 大 的影 响 ： 过对 柴 油刚盖 起 道设 计 的分析 ， 绍了柴 油机 缸盖 气 道基 本设 计要 求 。 本 确 通 介 ［ 关键 词］ 柴油 机缸 盖 气 道 中图 分类 号 ：Ｋ ２ ． Ｔ４ ３ ２ 文献 标识码 ： Ａ 文 章编号 ：０ ９９ ４ ２ １） ００ １ —２ １０— １Ｘ（００ ３ －３ ２０
Ｉ缸 盖气 谴 性能 对柴 油机 动 力性 的影 响 四冲程 往 复活塞 式发 动机 在功 率、油耗 和废气 性质 方面 受进 气道 的影 响 很大 ， 要使 发动 机 的功 率 大 、扭矩 大 ， 必须 使 每一 循 环 吸入气 缸 的空 气 多 就 些 。 四冲 程 发 动机 的 功率 为
进 气 和排气 对 充气效 率 的影 响程度 是 不 同的， 气 的影 响要大 得多 进 由上述 分析可 知， 了提高 发动机 的动 力性 ， 为 必须 认真 地研 究气缸 盖 的进 气道 和 排气 道 设 计 ， 其 是进 气 道设 计 。 尤
２柴油 机 气缸 盖 的进气 道 设计 柴 油机气 缸盖 的进 气道设 计， 因为柴 油本身特 性， 求进气 要带有涡 流， 要 在
（） 于柴油 机来说 为 了加速 油气 的混合， ５对 需要有 一定的进 气涡流， 为此主 张进气 道做 特殊 形状 ， 螺 旋气道 、切 向气 道 ， 是这 样就 降低 了充气 效率达 如 但 到 要求状 态 的螺旋 进气 道 的设计 螺旋进 气 道可 以设 计成 能达到 要求 的涡流值 对 气 道设 计起 关键 作 用 的， 即影 响这 些 参数 的 因素 表示 在 图 １。 关键 尺 寸和 涡 流 之 间 的关系 通 过 设计 和试 验 许 多气 道被 确 定 。用三 维 Ｃ Ｄ系统进 行 最好 的气道 设计 表示 在 图 ２ Ａ 对于 一个高 效率 的气道设计 不仅是 关键尺 寸起决 定作用， 而且表面组 合 以 及 气道 横 断面 的逐 渐 变化也 是很 重要 的 。用 Ｃ Ｄ Ａ 设计气 道 时， 允许用 图３ 所示 的作表 面 切面 来评 估气 道表 面外 形 。 进气 门座 圈的推 荐形状 在 图ｉ 这是一个 切 成 圆角 的设 计， 目的是减 小铸 造 和 机械 加工 的气道 表面 之 间任何 不重合 的 影响 。机 械 加工 是受气 门座孔 和气 门导管 直径 的 限制 。也 可 以通 过 定位初 始 的机加 工基 准来减 小铸 造和机 械加
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从上式可 知， 率和充气 效率 成正 比， 功 既排 量一定 的条件下， 吸入气 缸 的空 气越 多 ， 充气效 率越 大， 动机 功率 就越 大， 发 充气 效率 可按 下式 计算 ：
气 道尺 寸的变 化要 设计 得恰 当 。从气 门座截 面最 小 的地方 直到缸 头进 气 道 与进 气管 的接 合面 ， 其截 面面积 应 逐渐扩 大 １％ Ｏ 。如 上表 所示 ， 过修 改进 通 气 道 改变进 气道 参数 提高流 量 系数， 并装机试 验， 发动 机动 力性 明显 随缸盖充 气 效 率 的提 高 而 提 高 。 ２ １低 流 阻的进 气道 ． （） １ 进气 门喉 口处 的通 路断 面是 进气道 内的最小截 面， 进气 歧管 结合处 的 截 面应 比进气 门喉 口截 面大 １— ０， ０ ２％ 气流 从进 气歧 管结 合处开 始加速 ， 喉 口 到 处 流 速达 到 最大， 样可 以使 最 小截 面 前 的气道 部 分 的动 能损 失 降低 。 这 （） ２ 从进 气 歧管 结合 处 向最 小截 面 处过渡 应 圆滑 ， 较大 的 转弯 半径 。 有 （） ３进气 道入 口高度在 发动机缸 盖结 构允许 的条件下 ， 应尽 可能大 些， 因为 大 ， 转 弯半径 也 可增大 。从气 道喉 口到 缸盖燃 烧室 地面 的过渡 要精 心设 计， 其 力 求 降低 此 处 的 阻 力 。 （） ４ 气道 喉 口截 面处 的 阻力， 占整 个进气 道 阻力 的 ６ ％ 约 ０ 。现 有 的顶置气 门发 动机， 门 喉 口都 是采 用 多段 折线 过渡 ， 其过 度 圆滑 ， 少 阻力 。 气 使 减
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紫油 机
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气缸 内加 速 喷油器 喷 出油 雾与 空气 的混 合， 到正 常燃烧 的效 果。而 发动 机 达 要提 高动 力性 也就要 提 高充气 效率 ， 但是在 缸盖 进气道 方 面， 充气效率 和 涡流 比是 相反 的， 要提 高涡 流 比， 充气 效率就 会 降低 。气 道对 于充 气效率 的变 化规 律 影 响很大 ， 因而也就 影 响 了发动 机 的动 力性 如下 表， 同一 台发动机采 用三种 气道 （ 气道截 面变化） 改变 了发动机 的动力 性如 下表 所示
应用 技 术
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柴油机 缸盖气道 的研 究和设 计
杨江伟
（ 保定 长城 内燃机 制 造有 限公 司）
［ 摘 要 ］ 文通 过分 析， 定 缸盖 气道 性 能对柴 油机 性 能有很 大 的影 响 ： 过对 柴 油刚盖 起 道设 计 的分析 ， 绍了柴 油机 缸盖 气 道基 本设 计要 求 。 本 确 通 介 ［ 关键 词］ 柴油 机缸 盖 气 道 中图 分类 号 ：Ｋ ２ ． Ｔ４ ３ ２ 文献 标识码 ： Ａ 文 章编号 ：０ ９９ ４ ２ １） ００ １ —２ １０— １Ｘ（００ ３ －３ ２０
Ｉ缸 盖气 谴 性能 对柴 油机 动 力性 的影 响 四冲程 往 复活塞 式发 动机 在功 率、油耗 和废气 性质 方面 受进 气道 的影 响 很大 ， 要使 发动 机 的功 率 大 、扭矩 大 ， 必须 使 每一 循 环 吸入气 缸 的空 气 多 就 些 。 四冲 程 发 动机 的 功率 为
进 气 和排气 对 充气效 率 的影 响程度 是 不 同的， 气 的影 响要大 得多 进 由上述 分析可 知， 了提高 发动机 的动 力性 ， 为 必须 认真 地研 究气缸 盖 的进 气道 和 排气 道 设 计 ， 其 是进 气 道设 计 。 尤
２柴油 机 气缸 盖 的进气 道 设计 柴 油机气 缸盖 的进 气道设 计， 因为柴 油本身特 性， 求进气 要带有涡 流， 要 在
