[发明专利]通用汽油机气缸头

说明书

技术领域

本发明属于发动机技术领域，具体地说，特别涉及通用汽油机上的气缸头。

背景技术

气缸头的作用是密封气缸，与活塞顶部一起组成燃烧室。汽油机用气缸头由进气门、排气门、进气道、排气道和燃烧室等组成。在气缸头的左右两边设置进、排气道，底部为盆型燃烧室，进、排气门垂直安装，并与气缸轴向平行。其中，进气道在进气门一侧，进气门将进气道分隔，形成外进气道和内进气道。排气道在排气门一侧，排气门将排气道分隔，形成外排气道和内排气道。混合气进入进气道，进气门开启后进入燃烧室进行点火燃烧，产生的废气通过排气门的开启进入排气道，再排入到大气中。进气道的形状会显著影响混合气的流动，充气效率和燃烧质量，进而影响发动机的动力性、经济型和排放。排气道的形状会影响排气阻力，要尽可能地将废气全部排出发动机，避免二次燃烧，影响发动机的动力性。

现有通用汽油机的气缸头所存在的不足之处在于：

1)外进气道和内进气道的连接突变较大，进气阻力大，流速衰减大，会影响气体流动，使充量系数降低，从而影响发动机的动力性。

2)外排气道和内排气道的连接突变较大，排气阻力大，气缸压力下降迟缓，增加了排气功率损失；并且当发动机高速运转时，废气无法完全排除，产生的废气又被吸入燃烧室二次燃烧，会影响发动机的动力性和经济性。

3)进气门直径略小，不能满足需要的进气量。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种能有效提高发动机动力性的通用汽油机气缸头。

本发明的技术方案如下：一种通用汽油机气缸头，在气缸头本体(1)的底部设有燃烧室(2)，该燃烧室(2)上方的两侧分别设置进气道和排气道，进气门(3)将进气道分隔，形成外进气道(4)和内进气道(5)，排气门(6)将排气道分隔，形成外排气道(7)和内排气道(8)，所述外进气道(4)与内进气道(5)连接处的最小截面高度(H1)为16-17mm；所述进气道的轴线倾角在气缸头安装面方向为a，该a为25.6-26°，在气缸轴向水平方向为b，该b为14-14.4°；所述进气门(6)底部最大处的直径为27.5-28.5mm；所述外排气道(7)与内排气道(8)连接处的最小截面高度(H2)为15-16mm。

本发明将外进气道与内进气道连接处最小截面宽度保持基本不变，而高度由14.5mm变为16-17mm，进气道最小截面形状为不规则D型。当发动机转速提高后，对进气涡流的要求提高，由于传统气缸头进气门口处的气流速度分布不均，气门流通面积实际上得不到充分利用，气道阻力会增加很快。所以通过增大内外气道连接处最小截面面积，使外进气道与内进气道之间的形状突变减小，这样一是加大了进气气流进入内进气道，二是使进气气流均匀地通过进气门进入燃烧室，三是减小了进气阻力，减小了气流流速的损失。同时，相应地调整内外进气道连接处的R角，使这里的形状过渡平直，能进一步减小气流流速的损失。

本发明将外排气道与内排气道连接处最小截面宽度保持基本不变，而高度由12.5mm变为15-16mm，排气道最小截面形状为不规则D型。当发动机转速提高后，排气气流流速也相应增加，在不改变气缸头体积的情况下，使排气道的截面积尽量变大。所以通过增大排气道的最小截面面积，能够使燃烧产生的废气更多地排出去；通过减小外排气道与内排气道之间的形状突变，加大了排气量。

本发明将进气门底部最大处的直径由26增大为27.5-28.5mm。由于进气门与进气门座圈之间的流通截面，是进气流道中截面最小、流速最高的地方，因此该处的局部阻力最大。尤其是当发动机转速提高后，进气流速增加，这里还会发生气体阻塞现象。因此通过加大进气门底部最大处的直径，能够降低流经进气门截面积时的气体流速，从而降低了局部流动阻力，提高了充量系数。

本发明将进气道轴线倾角在X轴方向(气缸头安装面)由24.3°增大为25.6-26°，Y轴方向(发动机气缸轴向水平方向)由13°增大为14-14.4°。当适当增大发动机进气道的轴向倾角后，外进气道与内进气道之间的连接处的突变局部气流阻力减小，由此提高了气流涡流和滚流的强度，使进气道的气流流量增大。

作为最佳的实施方案，所述外进气道(4)与内进气道(5)连接处的最小截面高度(H1)为16.5mm；所述外进气道(4)的轴线倾角在气缸头安装面方向a为25.8°，在气缸轴向水平方向b为14.2°；所述进气门(6)底部最大处的直径为28mm；所述外排气道(7)与内排气道(8)连接处的最小截面高度(H2)为15.5mm。