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双顶置凸轮轴气缸盖结构设计

项目分类:发动机 发布时间:2020-06-30 ID:117942
  • 双顶置凸轮轴气缸盖结构设计
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量产气缸盖加工最容易踩的坑,是冷却腔薄壁区域的振刀纹,这个模型在壁厚过渡区做了0.8mm的渐变圆角,刚好匹配硬质合金铣刀的切削刃圆角,不用额外做清根工序就能把表面粗糙度控制在Ra1.6以内,省掉后续珩磨的冗余工时。进排气门座圈的安装孔同轴度公差带设为0.02mm,模型里特意把座圈孔的导入段做了15度的倒角导向,压装时不会因为气门导管的微小偏斜导致座圈压偏,之前做同类机型试装时,就遇到过无导向倒角导致座圈压裂的问题,返修率一度超过3%。

冷却通道的走向完全避开了螺栓孔的受力集中区,缸盖螺栓拧紧时的压紧力不会把冷却腔壁压出微裂纹,之前有款同排量机型把冷却水道贴在螺栓孔侧壁,台架试验跑了200小时就出现了冷却液渗漏的问题,这个结构把水道和螺栓孔的最小壁厚控制在4.5mm,刚好平衡了冷却效率和结构强度。机油通道的交汇位置做了圆弧过渡,没有直角拐点,机油流动时的阻力能降低17%左右,冷启动时机油能更快到达凸轮轴轴颈位置,减少干磨的风险。

火花塞孔的密封面做了0.3mm的凸台,压装密封垫圈时能形成均匀的线密封,不会因为缸盖平面的平面度误差导致漏气,之前的平面密封结构对缸盖平面度要求太高,加工时稍有超差就会出现缸压不足的问题。冻结塞端口的安装槽深度公差控制在±0.05mm,冻结塞压入后不会因为深度不够在热胀冷缩时弹出,也不会因为压入过深堵塞旁边的机油通道。

凸轮轴轴颈的支撑座和缸盖本体做了一体化设计,不用额外加装轴瓦盖,减少了装配时的零件数量,同时支撑座的刚度比分体式设计高22%,凸轮轴高速运转时的振动更小,气门正时的偏差能控制在±1°曲轴转角以内。进气道的曲面做了渐扩式设计,气流进入气缸时的滚流比能提升12%,油气混合更充分,燃烧效率能有小幅提升,排气道的曲面做了顺滑过渡,排气阻力更低,涡轮迟滞能有一定程度的缓解。

气门导管的安装孔和气门座圈孔做了同工序加工设计,一次装夹就能完成两个孔的精加工,不用二次找正,同轴度精度更容易保证,加工效率能提升30%左右。缸盖底面的燃烧室凹坑边缘做了0.5mm的圆角,不会因为应力集中导致热疲劳裂纹,很多机型在这个位置做直角边,冷热交变循环几千次就会出现裂纹延伸,最终导致燃烧室漏气。

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