專利名稱：汽油機(jī)風(fēng)冷火花塞缸頭及其汽油機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種動(dòng)力機(jī)部件及其應(yīng)用，特別涉及一種汽油機(jī)部件及其應(yīng)用。
背景技術(shù)：
汽油機(jī)是用汽油作燃料的一種動(dòng)力機(jī)械。由氣缸、曲柄連桿機(jī)構(gòu)、配氣系統(tǒng)、供油系統(tǒng)、潤(rùn)滑系統(tǒng)和點(diǎn)火系統(tǒng)等部分組成；火花塞是汽油機(jī)重要部件，作用是把高壓導(dǎo)線送來的脈沖高壓電放電，擊穿火花塞兩電極間空氣，產(chǎn)生電火花以此引燃?xì)飧變?nèi)的混合氣體。因而，火花塞屬于汽油機(jī)較為重要的部件。汽油機(jī)氣缸在工作時(shí)，混合氣壓縮、燃燒產(chǎn)生極高的溫度和壓力，使火花塞電極溫度高達(dá)900°C左右，而且還要火花塞點(diǎn)火，電極上的溫度較高。并且長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行，溫度逐漸升高，導(dǎo)致火花塞極有可能發(fā)出不穩(wěn)定、不準(zhǔn)時(shí)的火花，甚至有可能“失火”，汽油機(jī)的工作效率以及工作穩(wěn)定性會(huì)受到不良影響?，F(xiàn)有技術(shù)中，為了火花塞能夠在汽油機(jī)長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行依然具有較好的穩(wěn)定性，普遍采用化學(xué)特性比較穩(wěn)定是稀有金屬如鉬金、銥金，雖然在極高轉(zhuǎn)速的高溫、高壓下，依然能提供準(zhǔn)時(shí)、強(qiáng)勁的火花，但是成本較高。因此，需要一種能夠降低現(xiàn)有火花塞工作環(huán)境溫度的方式，使工作中的火花塞能夠較好的降溫，在長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行后依然能提供準(zhǔn)時(shí)、強(qiáng)勁的火花，避免出現(xiàn)現(xiàn)有技術(shù)中火花塞由于高溫而降低使用壽命的問題。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明提供一種汽油機(jī)風(fēng)冷火花塞缸頭及其汽油機(jī)，使工作中的火花塞能夠較好的降溫，在長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行后依然能提供準(zhǔn)時(shí)、強(qiáng)勁的火花，避免出現(xiàn)現(xiàn)有技術(shù)中火花塞由于高溫而降低使用壽命的問題。本發(fā)明的汽油機(jī)風(fēng)冷火花塞缸頭，包括缸頭本體和設(shè)置于缸頭本體的進(jìn)氣通道、 排氣通道及火花塞安裝孔，缸頭本體外表面設(shè)有散熱片，缸頭本體內(nèi)側(cè)形成燃燒室面，所述缸頭本體上位于火花塞安裝孔側(cè)設(shè)有貫通的火花塞風(fēng)冷通道，所述火花塞風(fēng)冷通道避開缸頭本體上的功能孔。進(jìn)一步，所述缸頭本體上的散熱片延伸至排氣通道外壁；能夠有效降低排氣溫度， 利于保護(hù)排氣系統(tǒng)內(nèi)的尾氣處理部件，進(jìn)一步降低排放，利于環(huán)保。進(jìn)一步，所述缸頭本體上與進(jìn)氣通道對(duì)應(yīng)設(shè)有進(jìn)氣門，與排氣通道對(duì)應(yīng)設(shè)有排氣門，所述進(jìn)氣門由底部至頂部向進(jìn)氣通道側(cè)傾斜，排氣門由底部至頂部向排氣通道側(cè)傾斜; 進(jìn)排氣門與進(jìn)排氣氣道之間的夾角比現(xiàn)有結(jié)構(gòu)燃燒室面小，便于組織進(jìn)氣，提高進(jìn)氣效率， 便于在氣缸內(nèi)組織進(jìn)氣滾流和進(jìn)氣渦流，增加缸內(nèi)氣流擾動(dòng)，加快燃燒；減小進(jìn)排氣的阻力，使進(jìn)排氣更順暢，利于提高汽油機(jī)功率，利于降低燃油消耗率和排放，降低尾氣排放，保護(hù)環(huán)境；同時(shí)，由于氣門斜置，可以使進(jìn)排氣通道中間的鼻梁區(qū)更寬，利于冷卻，增加抗變形能力，配合以完全暢通的火花塞風(fēng)冷通道，極大的提高了缸頭的冷卻效果，減小了缸頭在高溫下的變形，提高了可靠性。
進(jìn)一步，述進(jìn)氣通道軸線和排氣通道軸線共面；所述燃燒室面位于進(jìn)氣門和排氣門之間形成鼻梁區(qū)，所述鼻梁區(qū)位于燃燒室面的寬度大于8mm ；適當(dāng)增加鼻梁區(qū)厚度，增加其抵抗熱變形量的能力，有效改善氣門密封性能，能有效避免氣門出現(xiàn)漏氣現(xiàn)象；進(jìn)一步，所述進(jìn)氣門的座圈外圓和排氣門的座圈外圓與燃燒室面底部邊緣相切； 進(jìn)一步增大鼻梁區(qū)位于燃燒室的寬度，改善冷卻效果，避免進(jìn)排氣之間出現(xiàn)的瞬間干擾，保證充分燃燒，提高汽油機(jī)動(dòng)力。進(jìn)一步，所述燃燒室面為復(fù)合球面結(jié)構(gòu)，由底部到頂部依次為球面I、平滑曲面和球面II，所述球面II的半徑大于球面I的半徑；球面I和球面II之間通過平滑曲面平滑過渡；由于具有較好的由于球面燃燒室面容比最小，提高汽油機(jī)工作效率，但是由于采用球形結(jié)構(gòu)不利于燃燒氣體的充分混合，則會(huì)降低混合率，影響燃燒和排放；采用復(fù)合球面結(jié)構(gòu)， 不但進(jìn)一步減小面容比，還因?yàn)榍孢^渡利于燃燒氣的混合，從而更利于燃燒和降低排放， 增加汽油機(jī)動(dòng)力。進(jìn)一步，所述進(jìn)氣門的座圈內(nèi)側(cè)端部和排氣門的座圈內(nèi)側(cè)端部與燃燒室面相適形；減小對(duì)進(jìn)氣和排氣的干擾，降低阻力，消除死角和形狀突變，保證混合氣體的充分燃燒， 提高汽油機(jī)效率。進(jìn)一步，所述進(jìn)氣門軸線和排氣門軸線分別垂直于燃燒室面與其相交點(diǎn)的切面； 也就是進(jìn)氣門和排氣門的軸線相交于燃燒室的中心，與燃燒室的進(jìn)排氣方向相適應(yīng)，減小阻力，增加汽油機(jī)的動(dòng)力性。本發(fā)明還公開了一種應(yīng)用汽油機(jī)風(fēng)冷火花塞缸頭的汽油機(jī)，所述汽油機(jī)風(fēng)冷火花塞缸頭安裝于汽油機(jī)。本發(fā)明的有益效果本發(fā)明的汽油機(jī)風(fēng)冷火花塞缸頭及其汽油機(jī)，缸頭上位于火花塞安裝孔側(cè)設(shè)有貫通的火花塞風(fēng)冷通道，冷卻空氣經(jīng)過燃燒室壁外表面以及火花塞側(cè)， 使工作中的火花塞能夠較好的降溫，在長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行后依然能提供準(zhǔn)時(shí)、強(qiáng)勁的火花，避免出現(xiàn)現(xiàn)有技術(shù)中火花塞由于高溫而降低使用壽命的問題；同時(shí)，增加了燃燒室傳導(dǎo)和對(duì)流面積，使燃燒室溫度降低，從而使缸頭具有較好的散熱效果，降低缸溫，利于汽油機(jī)能夠長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定運(yùn)行；由于具有散熱效果好的優(yōu)點(diǎn)，則有效保證缸頭的抗變形等物理性能，可以適當(dāng)減小缸頭重量，并采用面容比較小的燃燒室，利于實(shí)現(xiàn)汽油機(jī)的輕量化并利于提高汽油機(jī)效率，降低排放；以最大功率(轉(zhuǎn)速3600rpm) 3. Okff的汽油機(jī)為例，功率可提高到3. 4kff,排放由9. Og/kff. h降低到8. 2g/kff. h ；以最大功率由3. 5kff的汽油機(jī)為例，功率可提高到了 3. 9kff,排放由9. Og/kff. h降低到8. 3g/kff. h，均滿足EPA3階段10g/kff. h的標(biāo)準(zhǔn)；由此可見， 本發(fā)明的汽油機(jī)功率提高和排放降低較為明顯。本發(fā)明的缸頭用于汽油機(jī)，用于摩托車能夠加速風(fēng)冷通道內(nèi)空氣的流動(dòng)，更有利于火花塞散熱；用于普通通用機(jī)械，暴露于空氣中，利用外界強(qiáng)制空氣對(duì)流，利于火花塞散熱。


下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述。圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為圖1的A-A向剖視圖3為圖1沿B向視圖。
具體實(shí)施例方式圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖，圖2為圖1的A-A向剖視圖，圖3為圖1沿B向視圖， 如圖所示本實(shí)施例的汽油機(jī)風(fēng)冷火花塞缸頭，包括缸頭本體1和設(shè)置于缸頭本體1的進(jìn)氣通道3、排氣通道2及火花塞安裝孔6，缸頭本體1外表面設(shè)有散熱片4，缸頭本體1內(nèi)側(cè)形成燃燒室面7，所述缸頭本體1上位于火花塞安裝孔6側(cè)設(shè)有貫通的火花塞風(fēng)冷通道5，所述火花塞風(fēng)冷通道5避開缸頭本體1上的功能孔，功能孔是指用于安裝部件的孔，包括火花塞孔、進(jìn)氣門孔、排氣門孔以及螺栓孔等。本實(shí)施例中，所述缸頭本體1上的散熱片4延伸至排氣通道2外壁；能夠有效降低排氣溫度，利于保護(hù)排氣系統(tǒng)內(nèi)的尾氣處理部件，進(jìn)一步降低排放，利于環(huán)保。本實(shí)施例中，所述缸頭本體1上與進(jìn)氣通道3對(duì)應(yīng)設(shè)有進(jìn)氣門31，與排氣通道2對(duì)應(yīng)設(shè)有排氣門21，所述進(jìn)氣門31由底部至頂部向進(jìn)氣通道3側(cè)傾斜，排氣門21由底部至頂部向排氣通道2側(cè)傾斜；進(jìn)排氣門與進(jìn)排氣氣道之間的夾角比現(xiàn)有結(jié)構(gòu)燃燒室面小，便于組織進(jìn)氣，提高進(jìn)氣效率，便于在氣缸內(nèi)組織進(jìn)氣滾流和進(jìn)氣渦流，增加缸內(nèi)氣流擾動(dòng)，加快燃燒；減小進(jìn)排氣的阻力，使進(jìn)排氣更順暢，利于提高汽油機(jī)功率，利于降低燃油消耗率和排放，降低尾氣排放，保護(hù)環(huán)境；同時(shí)，由于氣門斜置，可以使進(jìn)排氣通道中間的鼻梁區(qū)更寬，利于冷卻，增加抗變形能力，配合以完全暢通的火花塞風(fēng)冷通道，極大的提高了缸頭的冷卻效果，減小了缸頭在高溫下的變形，提高了可靠性。本實(shí)施例中，進(jìn)氣通道3軸線和排氣通道2軸線共面；所述燃燒室面7位于進(jìn)氣門 31和排氣門21之間形成鼻梁區(qū)，所述鼻梁區(qū)位于燃燒室面的寬度L大于8mm ；適當(dāng)增加鼻梁區(qū)厚度，增加其抵抗熱變形量的能力，有效改善氣門密封性能，能有效避免氣門出現(xiàn)漏氣現(xiàn)象；本實(shí)施例中，所述進(jìn)氣門31的座圈31a外圓和排氣門21的座圈21a外圓與燃燒室面7底部邊緣相切；進(jìn)一步增大鼻梁區(qū)位于燃燒室的寬度，改善冷卻效果，避免進(jìn)排氣之間出現(xiàn)的瞬間干擾，保證充分燃燒，提高汽油機(jī)動(dòng)力。本實(shí)施例中，所述燃燒室面7為復(fù)合球面結(jié)構(gòu)，由底部到頂部依次為球面la、平滑曲面b和球面IIc，所述球面IIc的半徑大于球面Ia的半徑；球面Ia和球面IIc之間通過平滑曲面b平滑過渡；由于具有較好的由于球面燃燒室面容比最小，提高汽油機(jī)工作效率， 但是由于采用球形結(jié)構(gòu)不利于燃燒氣體的充分混合，則會(huì)降低混合率，影響燃燒和排放；采用復(fù)合球面結(jié)構(gòu)，不但進(jìn)一步減小面容比，還因?yàn)榍孢^渡利于燃燒氣的混合，從而更利于燃燒和降低排放，增加汽油機(jī)動(dòng)力；以最大功率(轉(zhuǎn)速3060rpm)7. 5kW的汽油機(jī)為例，功率可提高到7. 9kff,排放由8. Og/kff. h降低到6. lg/kff. h，滿足并超過EPA3階段8g/kW. h的標(biāo)準(zhǔn)，由此可見，本發(fā)明的汽油機(jī)功率提高和排放降低較為明顯；同時(shí)，進(jìn)排氣門與進(jìn)排氣氣道之間的夾角比其它結(jié)構(gòu)燃燒室面小，有效的減小進(jìn)排氣的阻力，使進(jìn)排氣更順暢，有效地提高汽油機(jī)功率，進(jìn)一步利于降低燃油消耗率和排放。本實(shí)施例中，所述進(jìn)氣門31的座圈31a內(nèi)側(cè)端部和排氣門21的座圈21a內(nèi)側(cè)端部與燃燒室面7相適形；相適形是指形狀相適應(yīng)，燃燒室面7為復(fù)合球面，進(jìn)氣門31的座圈 31a內(nèi)側(cè)端部和排氣門21的座圈21a內(nèi)側(cè)端部則為與燃燒室面7相配合處相同的形狀，減小對(duì)進(jìn)氣和排氣的干擾，降低阻力，消除死角和形狀突變，保證混合氣體的充分燃燒，提高汽油機(jī)效率。本實(shí)施例中，所述進(jìn)氣門31軸線和排氣門21軸線分別垂直于燃燒室面5與其相交點(diǎn)的切面，即進(jìn)氣門31軸線和排氣門21軸線分別與燃燒室面5相交，該交點(diǎn)的切面，也就是進(jìn)氣門和排氣門的軸線相交于燃燒室的中心，與燃燒室的進(jìn)排氣方向相適應(yīng)，減小阻力，增加汽油機(jī)的動(dòng)力性。本發(fā)明還公開了一種應(yīng)用汽油機(jī)風(fēng)冷火花塞缸頭的汽油機(jī)，所述汽油機(jī)風(fēng)冷火花塞缸頭安裝于汽油機(jī)，所述汽油機(jī)應(yīng)用于摩托車或通用機(jī)械，通用機(jī)械包括泵、風(fēng)機(jī)、壓縮機(jī)、減變速機(jī)、發(fā)電機(jī)等等。最后說明的是，以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，盡管參照較佳實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的宗旨和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
權(quán)利要求
1.一種汽油機(jī)風(fēng)冷火花塞缸頭，包括缸頭本體和設(shè)置于缸頭本體的進(jìn)氣通道、排氣通道及火花塞安裝孔，缸頭本體外表面設(shè)有散熱片，缸頭本體內(nèi)側(cè)形成燃燒室面，其特征在于所述缸頭本體上位于火花塞安裝孔側(cè)設(shè)有貫通的火花塞風(fēng)冷通道，所述火花塞風(fēng)冷通道避開缸頭本體上的功能孔。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的汽油機(jī)風(fēng)冷火花塞缸頭，其特征在于所述缸頭本體上的散熱片延伸至排氣通道外壁。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的汽油機(jī)風(fēng)冷火花塞缸頭，其特征在于所述缸頭本體上與進(jìn)氣通道對(duì)應(yīng)設(shè)有進(jìn)氣門，與排氣通道對(duì)應(yīng)設(shè)有排氣門，所述進(jìn)氣門由底部至頂部向進(jìn)氣通道側(cè)傾斜，排氣門由底部至頂部向排氣通道側(cè)傾斜。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的汽油機(jī)風(fēng)冷火花塞缸頭，其特征在于述進(jìn)氣通道軸線和排氣通道軸線共面；所述燃燒室面位于進(jìn)氣門和排氣門之間形成鼻梁區(qū)，所述鼻梁區(qū)位于燃燒室面的寬度大于8mm。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的汽油機(jī)風(fēng)冷火花塞缸頭，其特征在于所述進(jìn)氣門的座圈外圓和排氣門的座圈外圓與燃燒室面底部邊緣相切。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的汽油機(jī)風(fēng)冷火花塞缸頭，其特征在于所述燃燒室面為復(fù)合球面結(jié)構(gòu)，由底部到頂部依次為球面I、平滑曲面和球面II，所述球面II的半徑大于球面I 的半徑；球面I和球面II之間通過平滑曲面平滑過渡。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的汽油機(jī)風(fēng)冷火花塞缸頭，其特征在于所述進(jìn)氣門的座圈內(nèi)側(cè)端部和排氣門的座圈內(nèi)側(cè)端部與燃燒室面相適形。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的汽油機(jī)風(fēng)冷火花塞缸頭，其特征在于所述進(jìn)氣門軸線和排氣門軸線分別垂直于燃燒室面與其相交點(diǎn)的切面。
9.一種應(yīng)用權(quán)利要求1至8任一權(quán)利要求所述的汽油機(jī)風(fēng)冷火花塞缸頭的汽油機(jī)，其特征在于所述汽油機(jī)風(fēng)冷火花塞缸頭安裝于汽油機(jī)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種汽油機(jī)風(fēng)冷火花塞缸頭及其汽油機(jī)，包括缸頭本體和設(shè)置于缸頭本體的進(jìn)氣通道、排氣通道及火花塞安裝孔，缸頭本體外表面設(shè)有散熱片，缸頭本體內(nèi)側(cè)形成燃燒室面，缸頭本體上位于火花塞安裝孔側(cè)設(shè)有貫通的火花塞風(fēng)冷通道，火花塞風(fēng)冷通道避開缸頭本體上的功能孔；本發(fā)明的火花塞在長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行后依然能提供準(zhǔn)時(shí)、強(qiáng)勁的火花，避免出現(xiàn)現(xiàn)有技術(shù)中火花塞由于高溫而降低使用壽命的問題；增加了燃燒室傳導(dǎo)和對(duì)流面積，降低排放，提高功率，以最大功率(轉(zhuǎn)速3060rpm)7.5kW的汽油機(jī)為例，功率可提高到7.9kW，排放由8.0g/kW.h降低到6.1g/kW.h，滿足并超過EPA3階段8g/kW.h的標(biāo)準(zhǔn)。
文檔編號(hào)F02F1/42GK102312749SQ201110060770
公開日2012年1月11日 申請(qǐng)日期2011年3月14日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月14日
發(fā)明者劉兵, 謝育明, 陳宏波 申請(qǐng)人:隆鑫通用動(dòng)力股份有限公司