CN200958420Y - 节能环保型摩托车发动机 - Google Patents

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刘丽美
王轩
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Abstract

本实用新型公开一种节能环保型摩托车发动机，该发动机的燃烧室是在活塞(4)至上至点时，由气缸盖(2)、气缸体(3)和活塞(4)端面三者所围成的密闭空间，其特征是气缸盖(2)的内表面是下部一圆锥面与上部三球冠面相交的凹面；活塞(4)端面的四周亦为一圆锥面，中部为一凹球冠P，二者的交界处设有月牙形凹窝Q1和Q2。本实用新型所述摩托车发动机的燃烧室的压缩比可达(10～10.5)∶1，面容比约4.84，节能环保效果显著。

Description

节能环保型摩托车发动机
技术领域
本实用新型涉及一种摩托车发动机，具体涉及以燃烧室的形状或构造改善燃烧为特点的摩托车发动机。
背景技术
摩托车发动机是以汽油为燃料的发动机，故称之为汽油机。燃烧室是汽油机的一个关键部分，它对燃烧过程的火焰传播、燃烧速度、爆燃倾向、散热损失、冲量系数以及排气中的有害成分等都有较大的影响，各种改善燃烧的措施也大多需要在燃烧室中实施。燃烧室结构和形状是决定汽油机性能的重要因素。目前常见的比较典型的燃烧室有侧置气门L型燃烧室和顶置气门燃烧室。后者常见的有楔形燃烧室、浴盆形燃烧室和半球形燃烧室，其中半球形燃烧室应用较为广泛。我国现有摩托车发动机90％以上采用半球型燃烧室(见图1)、平顶活塞、中央单火花塞燃烧系统。燃烧时，火焰从燃烧室中央火花塞点火，火核一直向燃烧室边缘传播，火焰传播距离较短，可以使缸内迅速燃烧；这种燃烧室面容比小，缸壁出现淬冷的机会较少，HC排放较低。但是这种燃烧室的挤气效果较差，在使用同种燃油时无法达到更高的压缩比，混合气的均匀性也大大影响了燃烧性能，因为事实上，燃烧室是得不到理想的均匀混合气的。这种燃烧室要求混合气空燃比(A/F)在14.8∶1左右，瞬间工况还要低得多，燃油根本无法完全燃烧，热效率较低，排气污染物也多。
为切实保护人类生存环境，贯彻《中华人民共和国大气污染防治法》，严格控制机动车污染，国家环保总局发布公告，自2005年1月1日起在我国境内的轻便摩托车和摩托车开始实施相当于欧II排放标准的检测，2005年7月1日起不准生产和销售达不到欧II排放标准的轻便摩托车和摩托车。故，节能环保型摩托车发动机是业内的研究热点和广大用者的渴求。
发明内容
鉴于现有技术存在上述不足，本实用新型所要解决的技术问题是改善摩托车发动机的挤气效果，使其在使用同种燃油时获得到更高的压缩比。
本实用新型解决上述技术问题的技术方案是：
一种节能环保型摩托车发动机，该发动机的燃烧室是在活塞至上至点时由气缸盖、气缸体和活塞端面三者所围成的密闭空间，其特征是
(1)气缸盖的内表面是下部一圆锥面与上部三球冠面相交的凹面，其中下部的圆锥面的直径等于活塞的直径Φ，锥角α1为160度；上部的凹球冠P1的球心位于气缸体的中心线上，凹球冠P1的直径Φ1∶活塞的直径Φ＝0.88，凹球冠P1的高度h1∶活塞的直径Φ＝0.23；
凹球冠P2的球心位于排气口的中心线上，凹球冠P2的直径Φ2∶活塞的直径Φ＝0.64，凹球冠P2的高度h2∶活塞的直径Φ＝0.26；
凹球冠P3的球心位于进气口的中心线上，凹球冠P3的直径Φ3∶活塞的直径Φ＝0.71，凹球冠P3的高度h3∶活塞的直径Φ＝0.28；
(2)活塞端面的四周为锥角α2等于160度的圆锥面，中部为一凹球冠P，该凹球冠P的半径R∶活塞的直径Φ＝2.65，凹球冠P的高度h∶活塞的直径Φ＝0.02；排气口和进气口的正下方的圆锥面与凹球冠P的交界处分别设有一月牙形凹窝Q1和Q2，其中月牙形凹窝Q1的半径r1∶活塞的直径Φ＝0.23，月牙形凹窝Q2的半径r2∶活塞的直径Φ＝0.27，二者的底面分别与所对应的排气口端面和进气口端面平形。
上述技术方案的更进一步具体的改进措施是，排气口的中心线上与气缸体的中心线的夹角α3为29度，排气口与凹球冠P2相交部分的凹球冠P4的高度h4∶活塞的直径Φ＝0.11；进气口的中心线上与气缸体的中心线的夹角α4为26度，排气口与凹球冠P3相交部分的凹球冠P5的高度h5∶活塞的直径Φ＝0.14。
本实用新型较现有具有下列突出的优点和显著的技术效果：
1、所述燃烧室的顶部仍保留了现有半球型燃烧的半球形结构，将现有平顶活塞端面改进成浅冠状，极大地提高了燃烧室的面容比。
2、在活塞边缘有一个与气缸盖上的半球型形状一致的锥状环形挤流带，同时在活塞端面上增设了两月牙形凹窝。在活塞上行过程中，将周边混合气压缩，促使气流形成紊流，促进燃烧，使燃烧更加充分，大大降低了CO的排放量。
3、进、排气门处两凹球冠P2和P3可减小进气和排气的阻力，提高进气充量。
附图说明
图1为现有半球形燃烧室的结构示意图；
图2为本实用新型的一个具体实施例(CG125发动机)缸头部分结构示意图；
图3、图4、图5和图6为图2所示实施例燃烧室1的局部结构示意图，其中图3为主视图(活塞下行的状态)，图4为图3的B-B剖视图，图5为图4中A向视图(活塞顶部)，图6为图4中B向视图(气缸盖内部)。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型进行进一步详细描述，以便公众更好掌握实施本实用新型的技术手段，充分理解本实用新型所能达到的技术效果，但本实用新型不限于所述实施例。
图2为采用本实用新型技术方案的CG125摩托车发动机缸头部分结构示意图，其燃烧室1为活塞4至上至点时，由气缸盖2、缸径Φ＝56.5毫米的气缸体3和活塞4端面三者围成的密闭空间。
参见图3、图4和图6，燃烧室1的气缸盖2部分的形状和结构如下所述：
整体呈浴盆型，边缘为一锥状的环形挤气带，其锥角α1为160度；中部为三球冠面相交的凹面，其中凹球冠P1的球心位于气缸体3的中心线上，凹球冠P1的直径Φ1＝49.5mm，凹球冠P1的高度h1＝13.3mm；凹球冠P2的球心位于排气口5的中心线上，凹球冠P2的直径Φ2＝36mm，凹球冠P2的高度h2＝14.6mm；凹球冠P3的球心位于进气口6的中心线上，凹球冠P3的直径Φ3＝40mm，凹球冠P3的高度h3＝15.7mm。
参见图5并结合图3及图4，燃烧室1的活塞4端面的形状和结构如下所述：活塞4端面的四周为锥角α2等于160度的圆锥面，中部为一凹球冠，该凹球冠P的半径R＝150mm，凹球冠P的高度h＝1.2mm；月牙形凹窝Q1和Q2设在圆锥面与凹球冠P的交界处，位于排气口5和进气口6的正下方，其中月牙形凹窝Q1的半径r1＝13mm，月牙形凹窝Q2的半径r2＝15.5mm，月牙形凹窝Q1和Q2的底面与所对应的排气口5的端面和进气口6的端面平形。
参见图4，排气口5的中心线与气缸体3的中心线的夹角α3为29度，排气口5与凹球冠P2相交部分的凹球冠P4的高度h4＝6.4mm；进气口6的中心线与气缸体3的中心线的夹角α4为26度，进气口6与凹球冠P3相交部分的凹球冠P5的高度h5＝8mm。
本实施例上述以外的实施方法均与现有技术相同。
本实施例所述的CG125摩托车发动机，(采用试管滴定与计算机三维模拟计算)其燃烧室的压缩比为(10～10.5)∶1，面容比约为4.84。
以下通过本实施例所述的CG125摩托车发动机的排放指标和百公里燃油消耗量的检测实验来进一步说明本实用新型的节能环保效果。
一、排放指标检测实验
1、实验材料：该发动机装配在CG整车上，整车所配化油器德利YC40，空滤器为润信，消声器为实力，电装器为威业。
2、实验条件：
试验设备：①MC100摩托车底盘测功机(时间测量精度：0.01s，里程测量精度：0.01m)，②TCP-1摩托车排气污染的测量装置：
THC分析系统：分辩率：0.01ppm    重复性：优于满里程的0.5％
NOX分析系统：分辩率：0.02ppm   重复性：优于满里程的0.5％
CO分析系统：重复性：优于满里程的1％。
CO2分析系统：重复性：优于满里程的1％。
3、实验方法：按GB14622-2002，十五工况法进行检验。
4、实验结果：如下表1
                          表1：排放数据
二、百公里油耗实验
1、实验材料：该发动机装配在CG整车上，整车所配化油器德利YC40，空滤器为润信，消声器为实力，电装器为威业。
2、实验条件：试验设备：MC100摩托车底盘测功机
3、实验方法：试验环境：实验室温度28.3℃，湿度44.6％，油耗仪型号：LSF40，环境气压为102.86kpa。
4、实验结果：如下表2
                   表2：百公里燃油消耗量
  序号   距离m   时间s   速度km/h   百公里油耗L/100km
  1   1000.1   118.30   30.4   1.077
  2   1000.1   102.49   35.1   1.128
  3   1000.1   89.62   40.2   1.281
  4   1000.0   79.71   45.2   1.278
  5   1000.1   72.06   50.0   1.351

Claims (2)

1、一种节能环保型摩托车发动机，该发动机的燃烧室是在活塞(4)至上至点时由气缸盖(2)、气缸体(3)和活塞(4)端面三者所围成的密闭空间，其特征是：
(一).气缸盖(2)的内表面是下部一圆锥面与上部三球冠面相交的凹面，其中：
下部的圆锥面的直径等于活塞的直径Φ，锥角α1为160度；上部的
凹球冠P1的球心位于气缸体的中心线上，凹球冠P1的直径Φ1∶活塞(4)的直径Φ＝0.87，凹球冠P1的高度h1∶活塞(4)的直径Φ＝0.23；
凹球冠P2的球心位于排气口的中心线上，凹球冠P2的直径Φ2∶活塞(4)的直径Φ＝0.63，凹球冠P2的高度h2∶活塞(4)的直径Φ＝0.26；
凹球冠P3的球心位于进气口的中心线上，凹球冠P3的直径Φ3∶活塞(4)的直径Φ＝0.71，凹球冠P3的高度h3∶活塞(4)的直径Φ＝0.28；
(二).活塞(4)端面的四周为锥角α2等于160度的圆锥面，中部为一凹球冠P，该凹球冠P的半径R∶活塞(4)的直径Φ＝2.65，凹球冠P的高度h∶活塞(4)的直径Φ＝0.02；排气口(5)和进气口(6)的正下方的圆锥面与凹球冠P的交界处分别设有一月牙形凹窝Q1和Q2，其中月牙形凹窝Q1的半径r1∶活塞(4)的直径Φ＝0.23，月牙形凹窝Q2的半径r2∶活塞(4)的直径Φ＝0.27，二者的底面分别与所对应的排气口(5)端面和进气口(6)端面平形。
2、根据权利要求1所述的一种节能环保型摩托车发动机，其特征是所述的排气口(5)的中心线上与气缸体(3)的中心线的夹角α3为29度，排气口(5)与凹球冠P2相交部分的凹球冠P4的高度h4∶活塞(4)的直径Φ＝0.11；进气口(6)的中心线上与气缸体(3)的中心线的夹角α4为26度，进气口(6)与凹球冠P3相交部分的凹球冠P5的高度h5∶活塞(4)的直径Φ＝0.14。
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Assignee: Guangzhou Linye Electronics & Machinery Technology Co., Ltd.

Assignor: Hualin Enterprise Development Co., Ltd., Conghua, Guangzhou

Contract fulfillment period: 2008.11.15 to 2014.12.1

Contract record no.: 2009440000461

Denomination of utility model: Economical environmental-protective engine of motorcycle

Granted publication date: 20071010

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Record date: 20090610

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