CN103266962A - 具有分离式气道的四气门发动机气缸头 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种具有分离式气道的四气门发动机气缸头，包括缸头本体，所述缸头本体内设有进气道和排气道，所述进气道和排气道均为分离式双气道结构，所述排气道包括沿排气方向设置的两个排气支道和一个排气总道，两个所述排气支道沿排气方向汇合并入所述排气总道，两个所述排气支道之间夹角为8°-9°，且每个所述排气支道长度与所述排气道总长度的比例为0.4-0.5；满足四气门发动机的配气需要，夹角较小利于节省装配空间，使缸头本体整体结构更加紧凑，排气支道长度约占排气道总长度的一半，延长所排废气在排气支道内的通过时间，并加大所排废气与排气支道的接触面积，从而降低所排废气的温度，达到较优的冷却效果。

Description

具有分离式气道的四气门发动机气缸头

技术领域

本发明涉及一种发动机部件，特别涉及一种内部气道为分离型结构的发动机气缸头。

背景技术

气缸头是发动机的一个重要部件，其上安装设有气门组件、凸轮组件和火花塞，其内设有进气道、排气道和冷却通道，发动机的进气和排气通过进气道和排气道进行，因此，进气道和排气道的结构设计和与气门、燃烧室的匹配参数对发动机的降温冷却起着很重要的作用，如若气缸头内部的进气道和排气道的冷却效果不好，会造成发动机整体性能的下降。

现有技术中，发动机的进气道和排气道多采用单气道或双气道合并的结构，现有的发动机为提高进气和排气效率多采用四气门结构的设置，单气道设置不利于四气门的工作精度，并且散热冷却效果不优；双气道合并结构的进气道和排气道虽能满足发动机四气门的工作要求，但往往与燃烧室相通的支气道的长度较短，对散热冷却的作用并不理想，并且分叉的两个支气道分离角度较大，造成相距距离较大，占用较大的装配空间，不利于气缸体结构的紧凑性。

因此，需要对发动机气缸头内设置的进气道和排气道结构进行改进，使其与气缸头内的四气门结构布置和燃烧室的形状结构相匹配，改善气道内的气流流通性，保证进气道和排气道具有较优的冷却效果。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种具有分离式气道的四气门发动机气缸头，使其与气缸头内的四气门结构布置和燃烧室的形状结构相匹配，改善气道内的气流流通性，保证进气道和排气道具有较优的冷却效果。

本发明的具有分离式气道的四气门发动机气缸头，包括缸头本体，所述缸头本体内设有进气道和排气道，所述进气道和排气道均为分离式双气道结构，所述排气道包括沿排气方向设置的两个排气支道和一个排气总道，两个所述排气支道沿排气方向汇合并入所述排气总道，两个所述排气支道之间夹角为8°-9°，且每个所述排气支道长度与所述排气道总长度的比例为0.4-0.5。

进一步，所述进气道包括沿进气方向设置的进气总道和与所述进气总道连通的两个进气支道，所述进气支道和所述排气支道均为背离所述缸头本体顶面向下折弯的弧形结构。

进一步，所述进气道沿进气方向由直管段和弯管段组成，所述直管段侧面中心线与所述进气道出气口端面的夹角为35°-36°，所述弯管段内弧长为43-44mm，内弧长半径为165mm，所述直管段沿进气方向长度为60-63mm。

进一步，所述进气道进气口端面与所述缸头本体下端面的夹角为68°-71°。

进一步，所述进气道直管段截面为腰果形且截面面积沿进气方向逐渐增大。

进一步，所述排气支道和所述进气支道的折弯转角为向缸头本体的顶面方向凸出的大圆弧平滑过渡结构。

进一步，两个所述排气支道进气口的面积之和大于所述排气道出气口的面积。

进一步，所述缸头本体下端内侧形成燃烧室面，所述燃烧室面为球面结构并为四气门孔结构布置；所述进气道的出气口处设置有进气门座圈，所述排气道的进气口处设置有排气门座圈，所述进气门的座圈内侧端部和排气门的座圈内侧端部与所述燃烧室面相适形。

进一步，两个所述进气支道外侧设置有用于发动机进气门穿过的进气门凸台，所述进气道直管段侧面中心线与所述进气门凸台轴线的夹角为53°-56°；两个所述排气支道外侧设置用用于发动机排气门穿过的排气门凸台，所述排气道侧面中心线与所述排气门凸台轴线的夹角为72°-75°。

本发明的有益效果：本发明的具有分离式气道的四气门发动机气缸头，进气道和排气道均为分离式双气道结构，满足四气门发动机的配气需要，两个排气支道之间夹角为8°-9°，夹角较小利于节省装配空间，使缸头本体整体结构更加紧凑，每个排气支道长度与排气道总长度的比例为0.4-0.5，排气支道长度约占排气道总长度的一半，延长所排废气在排气支道内的通过时间，并加大所排废气与排气支道的接触面积，从而降低所排废气的温度，达到较优的冷却效果。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述。

图1为本发明结构示意图；

图2为排气道结构示意图；

图3为图2B向视图；

图4为进气道结构示意图；

图5为图4A向视图；

图6为图5C-C向视图。

具体实施方式

图1为本发明结构示意图，图2为排气道结构示意图，图3为图2B向视图，图4为进气道结构示意图，图5为图4A向视图，图6为图5C-C向视图，如图所示：本实施例的具有分离式气道的四气门发动机气缸头，包括缸头本体1，所述缸头本体1内设有进气道2和排气道3，所述进气道2和排气道3均为分离式双气道结构，所述排气道3包括沿排气方向设置的两个排气支道和一个排气总道32，如图所示，排气支道31和排气支道31a沿排气方向汇合并入所述排气总道32，排气支道31和排气支道31a之间夹角为8°-9°，且排气支道31长度和排气支道31a长度与所述排气道总长度的比例为0.4-0.5；排气支道31和排气支道31a夹角α可为8°、8.5°、9°，排气支道31长度和排气支道31a长度与所述排气道总长度的比例值可取0.4、0.45、0.5，本实施例中，排气支道31长度和排气支道31a夹角α取值为8.5°，排气支道31长度和排气支道31a长度与所述排气道总长度的比例值均为0.45，以便获得最优的效果；所述分离式双气道结构是指排气道对应每一气缸燃烧室相通的支道为两个，并且两个排气支道沿排气方向汇合并入一个排气总道，进气道对应每一气缸燃烧室沿进气方向分叉成为两个与气缸燃烧室相通的进气支道。

本实施例中，所述进气道2包括沿进气方向设置的进气总道21和与所述进气总道连通的进气支道22和进气支道22a，进气支道22、进气支道22a和排气支道31、排气支道31a均为背离所述缸头本体顶面向下折弯的弧形结构；向下折弯的弧形结构利于与燃烧室的顶面结构相匹配，减少气流在气道内部的对冲，保证气流平缓进入燃烧室，提高燃烧效率和燃油经济性。

本实施例中，所述进气道2沿进气方向由直管段23和弯管段24组成，所述直管段23侧面中心线b与所述进气道出气口端面的夹角β为35°-36°，所述弯管段24内弧长l为43-44mm，内弧长半径为165mm，所述直管段沿进气方向长度为60-63mm；内弧长是指弯管段向下折弯靠近气缸本体下端面一侧的弧长；本实施例中，排气总道长度为82-86mm，如图所示，进气总道包括直管段全段和弯管段部分，而进气支道为弯管段去除进气总道占有部分后的剩余部分管段；如图所示，直管段斜向缸头本体下方倾斜设置，直管段具有进气顺畅、气流速度快的优点，整体结构可提高气体滚流强度。

本实施例中，所述进气道2进气口端面与所述缸头本体1下端面的夹角γ为68°-71°；进气道进气口端面与所述缸头本体下端面的夹角γ可以为68°、69°、70°、71°，为取得最优进气效果，夹角γ取值为69°，保证进气道具有较好的进气角度，增强进气道内气流的流量系数。

本实施例中，所述进气道2直管段23截面为腰果形且截面面积沿进气方向逐渐增大；直管段形状和截面面积不会形成突变，保证进气量的同时确保进气的顺畅性，减少进气阻力。

本实施例中，进气支道22、进气支道22a和排气支道31、排气支道31a的折弯转角为向缸头本体的顶面方向凸出的大圆弧平滑过渡结构；大圆弧平滑过渡指的是在转角所处范围内尽量增大圆弧的半径以及圆内弧长度，可使内部气流紧贴气道内部上表面进入燃烧室内，形成较大的滚流强度，并且利于最大程度的减小进气和排气的阻力。

本实施例中，排气支道31和排气支道31a的进气口的面积之和大于所述排气总道32出气口的面积。

本实施例中，所述缸头本体1下端内侧形成燃烧室面4，所述燃烧室面4为球面结构并为四气门孔结构布置；所述进气道的出气口处设置有进气门座圈5，所述排气道的进气口处设置有排气门座圈6，所述进气门的座圈内侧端部和排气门的座圈内侧端部与所述燃烧室面相适形；适形即适应形状，进气门座圈内侧端部和排气门座圈内侧端部的端面形状与燃烧室面形状相适应，消除台阶，减小对进气和排气的干扰，降低阻力，消除死角和形成突变，保证混合气体的充分燃烧，提高汽油机效率和燃油经济性。

本实施例中，进气支道22外侧和进气支道22a外侧设置有用于发动机进气门穿过的进气门凸台7和进气门凸台7a，所述进气道直管段侧面中心线c与所述进气门凸台轴线d的夹角ε为53°-56°，夹角ε可以为53°、54°、55°、56°，以取得较优的效果；排气支道31外侧和排气支道31a外侧设置用用于发动机排气门穿过的排气门凸台8和排气门凸台8a，所述排气道侧面中心线e与所述排气门凸台轴线f的夹角λ为72°-75°，夹角λ为72°、73°、74°、75°，以取得较优的效果；在夹角ε和夹角λ的范围内，可保证进排气门与进排气气道之间的夹角比现有结构燃烧室面小，便于组织进气，提高进气效率，便于在气缸内组织进气滚流和进气涡流，增加缸内气流扰动，加快燃烧，提高汽油机功率；此外，还可保证进排气气门与燃烧室的进排气方向相适应，利于较大程度的减小阻力，提高汽油机效率，增加汽油机的动力性，使进排气更顺畅，利于提高汽油机功率，降低燃油消耗，降低尾气排放，保护环境。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (9)

1.一种具有分离式气道的四气门发动机气缸头，包括缸头本体，所述缸头本体内设有进气道和排气道，其特征在于：所述进气道和排气道均为分离式双气道结构，所述排气道包括沿排气方向设置的两个排气支道和一个排气总道，两个所述排气支道沿排气方向汇合并入所述排气总道，两个所述排气支道之间夹角为8°-9°，且每个所述排气支道长度与所述排气道总长度的比例为0.4-0.5。

2.根据权利要求1所述的具有分离式气道的四气门发动机气缸头，其特征在于：所述进气道包括沿进气方向设置的进气总道和与所述进气总道连通的两个进气支道，所述进气支道和所述排气支道均为背离所述缸头本体顶面向下折弯的弧形结构。

3.根据权利要求2所述的具有分离式气道的四气门发动机气缸头，其特征在于：所述进气道沿进气方向由直管段和弯管段组成，所述直管段侧面中心线与所述进气道出气口端面的夹角为35°-36°，所述弯管段内弧长为43-44mm，内弧长半径为165mm，所述直管段沿进气方向长度为60-63mm。

4.根据权利要求3所述的具有分离式气道的四气门发动机气缸头，其特征在于：所述进气道进气口端面与所述缸头本体下端面的夹角为68°-71°。

5.根据权利要求4所述的具有分离式气道的四气门发动机气缸头，其特征在于：所述进气道直管段截面为腰果形且截面面积沿进气方向逐渐增大。

6.根据权利要求5所述的具有分离式气道的四气门发动机气缸头，其特征在于：所述排气支道和所述进气支道的折弯转角为向缸头本体的顶面方向凸出的大圆弧平滑过渡结构。

7.根据权利要求6所述的具有分离式气道的四气门发动机气缸头，其特征在于：两个所述排气支道进气口的面积之和大于所述排气道出气口的面积。

8.根据权利要求7所述的具有分离式气道的四气门发动机气缸头，其特征在于：所述缸头本体下端内侧形成燃烧室面，所述燃烧室面为球面结构并为四气门孔结构布置；所述进气道的出气口处设置有进气门座圈，所述排气道的进气口处设置有排气门座圈，所述进气门的座圈内侧端部和排气门的座圈内侧端部与所述燃烧室面相适形。

9.根据权利要求8所述的具有分离式气道的四气门发动机气缸头，其特征在于：两个所述进气支道外侧设置有用于发动机进气门穿过的进气门凸台，所述进气道直管段侧面中心线与所述进气门凸台轴线的夹角为53°-56°；两个所述排气支道外侧设置用用于发动机排气门穿过的排气门凸台，所述排气道侧面中心线与所述排气门凸台轴线的夹角为72°-75°。

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