專利名稱：通用汽油機汽缸頭上的燃燒室結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于發(fā)動機技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及通用汽油機汽缸頭上燃燒室結(jié)構(gòu)的 改進。
背景技術(shù)：
通用汽油機屬小型發(fā)動機，通常用于農(nóng)業(yè)機械、園林機械等。汽油機工作時，活塞 在氣缸內(nèi)作往復運動，當活塞位于上止點位置時，活塞頂部與氣缸蓋內(nèi)表面所形成的空間 稱為燃燒室。燃燒室大都以凹坑形式出現(xiàn)在活塞或缸蓋上，按凹坑形式不同分為浴盆型、楔 型、半球型等燃燒室。汽油機的燃燒室在整個燃燒過程中起到極其重要的作用，直接影響到 燃油效率、最大做功及廢氣排放的指標。改進前的通用汽油機燃燒室，整體形狀是橢圓形， 其燃燒室形狀是楔形。這種燃燒室具有結(jié)構(gòu)緊湊，火焰速度傳播距離段，擠壓流強，壓縮比 大的優(yōu)點。但是，因該燃燒室的側(cè)壁形狀為R圓弧形狀，其燃燒室斜面與汽缸頭端面之間為 R角過渡，不利于混合燃氣在燃燒室內(nèi)很好的形成渦流和滾流；同時，由于活塞的形狀是圓 形的，當活塞運行到上止點位置時，活塞頂部與其橢圓形狀之間便會形成一定死角。以上兩 個因素，使現(xiàn)有技術(shù)的燃燒室存在局部燃燒不充分、燃燒速度偏慢，引起燃燒室局部高溫， 會導致廢氣中HC及NOx的含量增加而超標，而隨著各國排放要求的提高，這種結(jié)構(gòu)的燃燒 室已不能滿足現(xiàn)代汽油機的工作需要和廢氣排放要求。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的是提供一種在保持現(xiàn)有技術(shù)燃燒室容積、發(fā)動機動力性能的條 件下，能進一步降低HC及NOx排放的通用汽油機汽缸頭上的燃燒室結(jié)構(gòu)。為實現(xiàn)上述目的，本實用新型提供的通用汽油機汽缸頭上的燃燒室結(jié)構(gòu)方案一， 燃燒室在汽缸頭上呈楔形，燃燒室的室壁上設(shè)有進、排氣門和火花塞，燃燒室的室壁由斜 面、進、排氣側(cè)壁組成，斜面一端遠離火花塞并靠近汽缸頭的端面，另一端向火花塞傾斜， 進、排氣側(cè)壁起于斜面與汽缸頭的端面的最近點，止于斜面靠近火花塞一端，并沿汽缸頭的 端面及斜面的邊緣之間形成，其特征在于所述進、排氣側(cè)壁中至少進氣側(cè)壁的形狀為漸開 線形狀。由于本實用新型采用了漸開線形狀的進氣側(cè)壁，在進氣時，速度較高的混合氣體切 向進入燃燒室內(nèi)，在漸開線形狀的進氣側(cè)壁強制導流下，混合氣體成螺旋狀運動從而形成 進氣渦流，同時漸開線形狀使其導流的氣體所遇到的阻力小于圓弧形狀，能夠增加進氣渦 流的強度。當然，本方案中進、排氣側(cè)壁均可設(shè)計成漸開線形狀，會更有利于進氣渦流的形 成及強度的增加，同時在排氣時，也會相應(yīng)形成更有利的排氣渦流及增加其強度。在方案一基礎(chǔ)上進一步改進，方案二的特別之處在于所述進、排氣側(cè)壁中至少進 氣側(cè)壁其從斜面向汽缸頭的端面之間為漸開線過渡。這一改進，使發(fā)動機由進氣道進入的 較高速度的混合氣，不僅因方案一會獲得更好的進氣渦流，同理，也因為混合氣沿燃燒室斜 面與汽缸頭端面之間的漸開線成螺旋狀運動從而形成更好的進氣滾流。在本方案中，如果 進、排氣側(cè)壁其從斜面向汽缸頭的端面之間均設(shè)計為漸開線過渡，則在進、排氣時，將更好地形成進氣滾流和排氣滾流并增加其強度。作為方案一的再改進，方案三的特別之處在于，所述進、排氣側(cè)壁的漸開線形狀的 曲率不相同。這樣的設(shè)計，在保證形成良好的進氣渦流和滾流的情況下，同樣能保證形成良 好的排氣渦流和滾流，利于燃燒室中廢氣的完全排出，提高下一步吸氣沖程的充氣效率。作為對方案一至三的任一通用汽油機汽缸頭上的燃燒室結(jié)構(gòu)的改進，其特別之處 還在于所述汽缸頭的端面為一圓形，其在靠近火花塞一端收縮為弦狀。這樣的改進，使原 橢圓形狀的燃燒室形成的死角減少。根據(jù)燃燒室工作原理，進氣渦流能有效縮短燃燒滯燃期、提高火焰?zhèn)鞑ニ俣?、提?燃燒速度并增大熱釋放率；滾流有利于缸內(nèi)的分層燃燒，改善燃燒過程；排除廢氣如果完 全，提高了下一步的充氣效率，能有效提高汽油機的性能，同時降低油耗；而燃燒室死角的 減少，同樣能保證燃氣的充分燃燒。所以這些改進后的效果，都更利于燃油-空氣混合氣在 燃燒室中的充分燃燒，從而最終降低廢氣中的HC和NOx含量，使通用汽油機的排放達到環(huán) 保法規(guī)的要求。此外，本實用新型中，火花塞的中軸線與垂直于汽缸頭的端面的水平方向的面的 偏轉(zhuǎn)角α為4度到14度，與垂直于汽缸頭的端面的垂直方向的面的夾角β為8度到18 度。這樣的安排，利于燃燒室的點火，利于充分燃燒。下面結(jié)合一款通用汽油機020)改進前后的排放測試數(shù)據(jù)對比對本實用新型的 有效效果進行說明，測試條件轉(zhuǎn)速為3060轉(zhuǎn)/分，相對濕度為62. 6%，壓強為968. 5百帕。表1 改進前的通用汽油機排放加權(quán)測試結(jié)果
NO .'HDCOCQ2*>HC+NOJt.i 1克/千瓦時-4.89..4.32*'277.74.'810.80-'9.21^克/馬力小時一3.65’’3,22.’’207.11^504.61^6.87^ I表2 改進后的通用汽油機排放加權(quán)測試結(jié)果
NOx-HOCO€02^HC+N0 知克/千1時-2.41^3.82,'335.65^729.78#6.23.克/馬力小時·》2狐250,2.洳544.20^4,65^ 由表1、表2對比可以看出，改進前后的排放加權(quán)測試結(jié)果，除CO指標略有上升外 (但仍符合相關(guān)法規(guī)的要求)，其余指標均得到明顯改善，尤其是NOx和HC兩項在改進前超 標的指標，改進后均達到了相關(guān)法規(guī)的排放要求，取得了較好的改進效果。

圖1為改進前的燃燒室結(jié)構(gòu)示意圖(正視)；圖2為本實用新型燃燒室的結(jié)構(gòu)示意圖(正視)；圖3為圖1中B-B向剖視圖；圖4為圖1中A-A向剖視圖；[0020]圖5為圖1中C-C向剖視圖。其中，1為汽缸頭，2為燃燒室，21為燃燒室斜面，22,23為燃燒室進、排氣側(cè)壁，3為 進氣門，4為排氣門，5為火花塞，M為汽缸頭的端面。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型作進一步說明如圖2-圖5所示，本實用新型的通用汽油機汽缸頭上的燃燒室結(jié)構(gòu)，燃燒室2在 汽缸頭1上呈楔形，燃燒室2的室壁上設(shè)有進、排氣門3，4和火花塞5，燃燒室2的室壁由斜 面21、進、排氣側(cè)壁22，23組成，斜面21 —端遠離火花塞并靠近汽缸頭1的端面M，另一端 向火花塞5傾斜，進、排氣側(cè)壁22，23起于斜面21與汽缸頭1的端面M的最近點d，止于斜 面21靠近火花塞5 —端的h、f點及k、f點附近，并沿汽缸頭1的端面M及斜面21的邊緣 之間形成，進氣側(cè)壁大致范圍為點d、e、f、h、i所圍成的區(qū)域，排氣側(cè)壁大致范圍為點d、g、 f、k、j所圍成的區(qū)域。本實用新型的要點在于進、排氣側(cè)壁22，23中至少進氣側(cè)壁22的 形狀為漸開線形狀。作為優(yōu)選方案，本實施例中，進氣側(cè)壁22即點d、e、f、h、i所圍成的區(qū) 域的正投影和排氣側(cè)壁23即點d、g、f、k、j所圍成的區(qū)域的正投影，其形狀均為漸開線形 狀。如圖3-圖5所示，本實用新型的通用汽油機汽缸頭上的燃燒室結(jié)構(gòu)，進一步的要 點是進、排氣側(cè)壁22，23中至少進氣側(cè)壁22其從斜面21向汽缸頭1的端面M之間為漸 開線過渡，使其導流通道的截面也是漸開線形狀。作為優(yōu)選方案，本實施例中，進、排氣側(cè)壁 22，23其截面均為漸開線形狀。如圖4、圖5所示，本實用新型的通用汽油機汽缸頭上的燃燒室結(jié)構(gòu)，其要點更在 于所述進、排氣側(cè)壁22，23的漸開線形狀的曲率不相同。以使進、排氣側(cè)的主要作用在于 各自形成進氣渦流、進氣滾流及排氣渦流、排氣滾流。如圖2所示，本實用新型的通用汽油機汽缸頭上的燃燒室結(jié)構(gòu)，其汽缸頭1的端面 M為一圓形，其在靠近火花塞5 —端收縮為弦狀。這樣的布置，使火花塞到d點的水平距離 相對較短，有利于縮短混合燃氣的點燃時間，使燃燒更充分，減少廢氣中有害物質(zhì)的含量。如圖3、圖4所示，本實用新型的通用汽油機汽缸頭上的燃燒室結(jié)構(gòu)，其火花塞5 的中軸線與垂直于汽缸頭1的端面M的水平方向(圖1中)的面的偏轉(zhuǎn)角α為4度到14 度，與垂直于汽缸頭1的端面M的垂直方向(圖1中)的面的夾角β為8度到18度。
權(quán)利要求1.一種通用汽油機汽缸頭上的燃燒室結(jié)構(gòu)，燃燒室( 在汽缸頭(1)上呈楔形，燃燒室 (2)的室壁上設(shè)有進、排氣門(3，4)和火花塞(5)，燃燒室O)的室壁由斜面(21)、進、排氣 側(cè)壁(22，2；3)組成，斜面—端遠離火花塞并靠近汽缸頭(1)的端面(M)，另一端向火花 塞(5)傾斜，進、排氣側(cè)壁02，23)起于斜面與汽缸頭(1)的端面(M)的最近點，止于 斜面靠近火花塞( 一端，并沿汽缸頭(1)的端面(M)及斜面的邊緣之間形成， 其特征在于所述進、排氣側(cè)壁02，23)中至少進氣側(cè)壁02)的形狀為漸開線形狀。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的通用汽油機汽缸頭上的燃燒室結(jié)構(gòu)，其特征在于所述進、 排氣側(cè)壁02，23)中至少進氣側(cè)壁0 其從斜面向汽缸頭(1)的端面(M)之間為漸 開線過渡。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的通用汽油機汽缸頭上的燃燒室結(jié)構(gòu)，其特征在于所述進、 排氣側(cè)壁02，23)的漸開線形狀的曲率不相同。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3的任一通用汽油機汽缸頭上的燃燒室結(jié)構(gòu)，其特征在于所述 汽缸頭(1)的端面(M)為一圓形，其在靠近火花塞( 一端收縮為弦狀。
專利摘要本實用新型的目的是提供一種在保持現(xiàn)有技術(shù)燃燒室容積、發(fā)動機動力性能的條件下，能進一步降低HC及NOx排放的通用汽油機汽缸頭上的燃燒室結(jié)構(gòu)。一種通用汽油機汽缸頭上的燃燒室結(jié)構(gòu)，燃燒室(2)在汽缸頭(1)上呈楔形，燃燒室(2)的室壁上設(shè)有進、排氣門(3,4)和火花塞(5)，燃燒室(2)的室壁由斜面(21)、進、排氣側(cè)壁(22，23)組成，斜面(21)一端遠離火花塞并靠近汽缸頭(1)的端面(M)，另一端向火花塞(5)傾斜，進、排氣側(cè)壁(22,23)起于斜面(21)與汽缸頭(1)的端面(M)的最近點，止于斜面(21)靠近火花塞(5)一端，并沿汽缸頭(1)的端面(M)及斜面(21)的邊緣之間形成，其特征在于所述進、排氣側(cè)壁(22，23)中至少進氣側(cè)壁(22)的形狀為漸開線形狀。
文檔編號F02B23/08GK201902260SQ201020674320
公開日2011年7月20日 申請日期2010年12月22日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月22日
發(fā)明者朱西亞, 羅偉, 羅愛平, 胡編 申請人:重慶潤通動力有限公司