專利名稱：汽油機風冷火花塞缸頭及其汽油機的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種動力機部件及其應用，特別涉及一種汽油機部件及其應用。
背景技術：
汽油機是用汽油作燃料的一種動力機械。由氣缸、曲柄連桿機構、配氣系統、供油系統、潤滑系統和點火系統等部分組成；火花塞是汽油機重要部件，作用是把高壓導線送來的脈沖高壓電放電，擊穿火花塞兩電極間空氣，產生電火花以此引燃氣缸內的混合氣體。因而，火花塞屬于汽油機較為重要的部件。汽油機氣缸在工作時，混合氣壓縮、燃燒產生極高的溫度和壓力，使火花塞電極溫度高達900°C左右，而且還要火花塞點火，電極上的溫度較高。并且長時間運行，溫度逐漸升高，導致火花塞極有可能發出不穩定、不準時的火花，甚至有可能“失火”，汽油機的工作效率以及工作穩定性會受到不良影響。現有技術中，為了火花塞能夠在汽油機長時間運行依然具有較好的穩定性，普遍采用化學特性比較穩定是稀有金屬如鉬金、銥金，雖然在極高轉速的高溫、高壓下，依然能提供準時、強勁的火花，但是成本較高。因此，需要一種能夠降低現有火花塞工作環境溫度的方式，使工作中的火花塞能夠較好的降溫，在長時間運行后依然能提供準時、強勁的火花，避免出現現有技術中火花塞由于高溫而降低使用壽命的問題。
發明內容
有鑒于此，本發明提供一種汽油機風冷火花塞缸頭及其汽油機，使工作中的火花塞能夠較好的降溫，在長時間運行后依然能提供準時、強勁的火花，避免出現現有技術中火花塞由于高溫而降低使用壽命的問題。本發明的汽油機風冷火花塞缸頭，包括缸頭本體和設置于缸頭本體的進氣通道、 排氣通道及火花塞安裝孔，缸頭本體外表面設有散熱片，缸頭本體內側形成燃燒室面，所述缸頭本體上位于火花塞安裝孔側設有貫通的火花塞風冷通道，所述火花塞風冷通道避開缸頭本體上的功能孔。進一步，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， 利于保護排氣系統內的尾氣處理部件，進一步降低排放，利于環保。進一步，所述缸頭本體上與進氣通道對應設有進氣門，與排氣通道對應設有排氣門，所述進氣門由底部至頂部向進氣通道側傾斜，排氣門由底部至頂部向排氣通道側傾斜; 進排氣門與進排氣氣道之間的夾角比現有結構燃燒室面小，便于組織進氣，提高進氣效率， 便于在氣缸內組織進氣滾流和進氣渦流，增加缸內氣流擾動，加快燃燒；減小進排氣的阻力，使進排氣更順暢，利于提高汽油機功率，利于降低燃油消耗率和排放，降低尾氣排放，保護環境；同時，由于氣門斜置，可以使進排氣通道中間的鼻梁區更寬，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。
進一步，述進氣通道軸線和排氣通道軸線共面；所述燃燒室面位于進氣門和排氣門之間形成鼻梁區，所述鼻梁區位于燃燒室面的寬度大于8mm ；適當增加鼻梁區厚度，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漏氣現象；進一步，所述進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； 進一步增大鼻梁區位于燃燒室的寬度，改善冷卻效果，避免進排氣之間出現的瞬間干擾，保證充分燃燒，提高汽油機動力。進一步，所述燃燒室面為復合球面結構，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，提高汽油機工作效率，但是由于采用球形結構不利于燃燒氣體的充分混合，則會降低混合率，影響燃燒和排放；采用復合球面結構， 不但進一步減小面容比，還因為曲面過渡利于燃燒氣的混合，從而更利于燃燒和降低排放， 增加汽油機動力。進一步，所述進氣門的座圈內側端部和排氣門的座圈內側端部與燃燒室面相適形；減小對進氣和排氣的干擾，降低阻力，消除死角和形狀突變，保證混合氣體的充分燃燒， 提高汽油機效率。進一步，所述進氣門軸線和排氣門軸線分別垂直于燃燒室面與其相交點的切面； 也就是進氣門和排氣門的軸線相交于燃燒室的中心，與燃燒室的進排氣方向相適應，減小阻力，增加汽油機的動力性。本發明還公開了一種應用汽油機風冷火花塞缸頭的汽油機，所述汽油機風冷火花塞缸頭安裝于汽油機。本發明的有益效果本發明的汽油機風冷火花塞缸頭及其汽油機，缸頭上位于火花塞安裝孔側設有貫通的火花塞風冷通道，冷卻空氣經過燃燒室壁外表面以及火花塞側， 使工作中的火花塞能夠較好的降溫，在長時間運行后依然能提供準時、強勁的火花，避免出現現有技術中火花塞由于高溫而降低使用壽命的問題；同時，增加了燃燒室傳導和對流面積，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，利于汽油機能夠長時間穩定運行；由于具有散熱效果好的優點，則有效保證缸頭的抗變形等物理性能，可以適當減小缸頭重量，并采用面容比較小的燃燒室，利于實現汽油機的輕量化并利于提高汽油機效率，降低排放；以最大功率(轉速3600rpm) 3. Okff的汽油機為例，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的標準；由此可見， 本發明的汽油機功率提高和排放降低較為明顯。本發明的缸頭用于汽油機，用于摩托車能夠加速風冷通道內空氣的流動，更有利于火花塞散熱；用于普通通用機械，暴露于空氣中，利用外界強制空氣對流，利于火花塞散熱。
下面結合附圖和實施例對本發明作進一步描述。圖1為本發明的結構示意圖；圖2為圖1的A-A向剖視圖3為圖1沿B向視圖。
具體實施例方式圖1為本發明的結構示意圖，圖2為圖1的A-A向剖視圖，圖3為圖1沿B向視圖， 如圖所示本實施例的汽油機風冷火花塞缸頭，包括缸頭本體1和設置于缸頭本體1的進氣通道3、排氣通道2及火花塞安裝孔6，缸頭本體1外表面設有散熱片4，缸頭本體1內側形成燃燒室面7，所述缸頭本體1上位于火花塞安裝孔6側設有貫通的火花塞風冷通道5，所述火花塞風冷通道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、進氣門孔、排氣門孔以及螺栓孔等。本實施例中，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，利于保護排氣系統內的尾氣處理部件，進一步降低排放，利于環保。本實施例中，所述缸頭本體1上與進氣通道3對應設有進氣門31，與排氣通道2對應設有排氣門21，所述進氣門31由底部至頂部向進氣通道3側傾斜，排氣門21由底部至頂部向排氣通道2側傾斜；進排氣門與進排氣氣道之間的夾角比現有結構燃燒室面小，便于組織進氣，提高進氣效率，便于在氣缸內組織進氣滾流和進氣渦流，增加缸內氣流擾動，加快燃燒；減小進排氣的阻力，使進排氣更順暢，利于提高汽油機功率，利于降低燃油消耗率和排放，降低尾氣排放，保護環境；同時，由于氣門斜置，可以使進排氣通道中間的鼻梁區更寬，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。本實施例中，進氣通道3軸線和排氣通道2軸線共面；所述燃燒室面7位于進氣門 31和排氣門21之間形成鼻梁區，所述鼻梁區位于燃燒室面的寬度L大于8mm ；適當增加鼻梁區厚度，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漏氣現象；本實施例中，所述進氣門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；進一步增大鼻梁區位于燃燒室的寬度，改善冷卻效果，避免進排氣之間出現的瞬間干擾，保證充分燃燒，提高汽油機動力。本實施例中，所述燃燒室面7為復合球面結構，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，提高汽油機工作效率， 但是由于采用球形結構不利于燃燒氣體的充分混合，則會降低混合率，影響燃燒和排放；采用復合球面結構，不但進一步減小面容比，還因為曲面過渡利于燃燒氣的混合，從而更利于燃燒和降低排放，增加汽油機動力；以最大功率(轉速3060rpm)7. 5kW的汽油機為例，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的標準，由此可見，本發明的汽油機功率提高和排放降低較為明顯；同時，進排氣門與進排氣氣道之間的夾角比其它結構燃燒室面小，有效的減小進排氣的阻力，使進排氣更順暢，有效地提高汽油機功率，進一步利于降低燃油消耗率和排放。本實施例中，所述進氣門31的座圈31a內側端部和排氣門21的座圈21a內側端部與燃燒室面7相適形；相適形是指形狀相適應，燃燒室面7為復合球面，進氣門31的座圈 31a內側端部和排氣門21的座圈21a內側端部則為與燃燒室面7相配合處相同的形狀，減小對進氣和排氣的干擾，降低阻力，消除死角和形狀突變，保證混合氣體的充分燃燒，提高汽油機效率。本實施例中，所述進氣門31軸線和排氣門21軸線分別垂直于燃燒室面5與其相交點的切面，即進氣門31軸線和排氣門21軸線分別與燃燒室面5相交，該交點的切面，也就是進氣門和排氣門的軸線相交于燃燒室的中心，與燃燒室的進排氣方向相適應，減小阻力，增加汽油機的動力性。本發明還公開了一種應用汽油機風冷火花塞缸頭的汽油機，所述汽油機風冷火花塞缸頭安裝于汽油機，所述汽油機應用于摩托車或通用機械，通用機械包括泵、風機、壓縮機、減變速機、發電機等等。最后說明的是，以上實施例僅用以說明本發明的技術方案而非限制，盡管參照較佳實施例對本發明進行了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解，可以對本發明的技術方案進行修改或者等同替換，而不脫離本發明技術方案的宗旨和范圍，其均應涵蓋在本發明的權利要求范圍當中。
權利要求
1.一種汽油機風冷火花塞缸頭，包括缸頭本體和設置于缸頭本體的進氣通道、排氣通道及火花塞安裝孔，缸頭本體外表面設有散熱片，缸頭本體內側形成燃燒室面，其特征在于所述缸頭本體上位于火花塞安裝孔側設有貫通的火花塞風冷通道，所述火花塞風冷通道避開缸頭本體上的功能孔。
2.根據權利要求1所述的汽油機風冷火花塞缸頭，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.根據權利要求2所述的汽油機風冷火花塞缸頭，其特征在于所述缸頭本體上與進氣通道對應設有進氣門，與排氣通道對應設有排氣門，所述進氣門由底部至頂部向進氣通道側傾斜，排氣門由底部至頂部向排氣通道側傾斜。
4.根據權利要求3所述的汽油機風冷火花塞缸頭，其特征在于述進氣通道軸線和排氣通道軸線共面；所述燃燒室面位于進氣門和排氣門之間形成鼻梁區，所述鼻梁區位于燃燒室面的寬度大于8mm。
5.根據權利要求4所述的汽油機風冷火花塞缸頭，其特征在于所述進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.根據權利要求5所述的汽油機風冷火花塞缸頭，其特征在于所述燃燒室面為復合球面結構，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.根據權利要求6所述的汽油機風冷火花塞缸頭，其特征在于所述進氣門的座圈內側端部和排氣門的座圈內側端部與燃燒室面相適形。
8.根據權利要求7所述的汽油機風冷火花塞缸頭，其特征在于所述進氣門軸線和排氣門軸線分別垂直于燃燒室面與其相交點的切面。
9.一種應用權利要求1至8任一權利要求所述的汽油機風冷火花塞缸頭的汽油機，其特征在于所述汽油機風冷火花塞缸頭安裝于汽油機。
全文摘要
本發明公開了一種汽油機風冷火花塞缸頭及其汽油機，包括缸頭本體和設置于缸頭本體的進氣通道、排氣通道及火花塞安裝孔，缸頭本體外表面設有散熱片，缸頭本體內側形成燃燒室面，缸頭本體上位于火花塞安裝孔側設有貫通的火花塞風冷通道，火花塞風冷通道避開缸頭本體上的功能孔；本發明的火花塞在長時間運行后依然能提供準時、強勁的火花，避免出現現有技術中火花塞由于高溫而降低使用壽命的問題；增加了燃燒室傳導和對流面積，降低排放，提高功率，以最大功率(轉速3060rpm)7.5kW的汽油機為例，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的標準。
文檔編號F02F1/42GK102312749SQ201110060770
公開日2012年1月11日 申請日期2011年3月14日 優先權日2011年3月14日
發明者劉兵, 謝育明, 陳宏波 申請人:隆鑫通用動力股份有限公司