專(zhuān)利名稱：一種通用小型汽油機(jī)氣缸蓋的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于通用小型汽油機(jī)制造領(lǐng)域，尤其涉及一種通用小型汽油機(jī)氣缸
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背景技術(shù)：
通用小型汽油機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊、使用方面、適應(yīng)范圍廣、制造維修方便的顯著優(yōu)點(diǎn)，其冷卻方式一般為強(qiáng)制風(fēng)冷，但由于氣缸體、氣缸蓋向冷卻空氣散熱的傳熱系數(shù)小，特別是氣缸蓋的鼻梁區(qū)等高溫區(qū)域散熱困難，另一方面排氣消聲器緊靠氣缸蓋，對(duì)氣缸蓋有較強(qiáng)的熱輻射，因此造成了風(fēng)冷汽油機(jī)具有較高的熱負(fù)荷。由于通用小型汽油機(jī)結(jié)構(gòu)緊湊，在氣缸蓋部件上安裝有進(jìn)氣系統(tǒng)、排氣系統(tǒng)、氣門(mén)組件等關(guān)鍵系統(tǒng)及部件，如果氣缸蓋熱負(fù)荷過(guò)高會(huì)導(dǎo)致進(jìn)氣不足，功率嚴(yán)重下降；機(jī)油溫度過(guò)高，整機(jī)工作可靠性受到嚴(yán)重影響，因此優(yōu)化設(shè)計(jì)氣缸蓋冷卻組織、合理控制氣缸蓋的熱負(fù)荷是通用小型汽油機(jī)設(shè)計(jì)的重點(diǎn)之一 O188F汽油機(jī)屬于通用小型汽油機(jī)，其結(jié)構(gòu)型式為:單缸、強(qiáng)制風(fēng)冷、頂置氣門(mén)，188F汽油機(jī)在單缸通用小型汽油機(jī)中屬于排量較大的機(jī)型，輸出功率大，整機(jī)熱負(fù)荷高。對(duì)于其氣缸蓋而言，主要有兩個(gè)高溫區(qū)域:一個(gè)是火花塞與進(jìn)排氣門(mén)間的鼻梁區(qū)，氣缸蓋底面燃燒室的表面區(qū)域，它們與燃?xì)庵苯咏佑|傳熱到氣缸蓋上；另一個(gè)是排氣道所在區(qū)域，發(fā)動(dòng)機(jī)排氣道一方面受到氣缸內(nèi)排出的高溫廢氣的“熱沖刷”，另一面受到排氣消聲器的熱輻射，因此使得氣缸蓋的鼻梁區(qū)與排氣道側(cè)的溫度往往比較高；而經(jīng)由進(jìn)氣道進(jìn)入氣缸的新鮮充量的溫度一般低于氣缸蓋的平均溫度，對(duì)氣缸蓋有“冷沖刷”，使得進(jìn)氣道側(cè)的溫度較低；氣缸蓋由于高溫和溫度分布不均勻而產(chǎn)生的熱應(yīng)力很大，在熱應(yīng)力的反復(fù)作用下，氣門(mén)座圈處和鼻梁區(qū)容易形成熱疲勞裂紋，因此鼻梁區(qū)與排氣道區(qū)域是該類(lèi)機(jī)型的冷卻重點(diǎn)。另外還需要對(duì)進(jìn)氣道及整個(gè)氣缸蓋進(jìn)行冷卻，冷卻進(jìn)氣道可以保證發(fā)動(dòng)機(jī)每工作循環(huán)的新鮮充量，從而保證發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力輸出；氣缸蓋的整體冷卻有助于降低整機(jī)熱負(fù)荷，有利于控制機(jī)油溫度，從而保證運(yùn)動(dòng)部件的有效潤(rùn)滑與工作可靠。目前，該機(jī)型的氣缸蓋冷卻方式為冷卻風(fēng)從進(jìn)氣道側(cè)引入，先冷卻進(jìn)氣道側(cè)氣缸蓋，然后冷卻鼻梁區(qū)及火花塞高溫區(qū)以及氣門(mén)推桿室，氣體流過(guò)排氣道進(jìn)行冷卻，流出氣缸蓋，完成冷卻循環(huán)。其主要缺陷為:一是氣缸蓋的鼻梁區(qū)、排氣道側(cè)的高溫區(qū)域無(wú)法有效冷卻，原因是冷卻風(fēng)吹到高溫區(qū)域時(shí)溫度已較高，而且結(jié)果設(shè)計(jì)風(fēng)道的缺陷使冷卻空氣流量有限；二是進(jìn)氣道側(cè)與排氣道側(cè)的溫度梯度較大，熱應(yīng)力加大，可靠性降低；三是冷卻風(fēng)流動(dòng)路徑不合理，造成氣門(mén)推桿室處冷卻流量遠(yuǎn)大于燃燒室頂部處的冷卻空氣流量，氣缸蓋溫度梯度較大；四是對(duì)排氣消聲器的熱輻射沒(méi)有采取隔熱措施。
發(fā)明內(nèi)容為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實(shí)用新型提供了一種通用小型汽油機(jī)氣缸蓋，可以有效解決氣缸蓋鼻梁區(qū)、排氣道側(cè)高溫區(qū)域的冷卻，能有效抑制排氣消聲器對(duì)氣缸蓋的熱輻射，同時(shí)可以兼顧氣缸蓋的整體冷卻。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案:一種通用小型汽油機(jī)氣缸蓋，包括蓋體，蓋體上有進(jìn)氣道、排氣道、氣門(mén)室、火花塞安裝孔、導(dǎo)風(fēng)散熱片，在排氣道出口處有與排氣道垂直的導(dǎo)風(fēng)片，導(dǎo)風(fēng)片還與導(dǎo)風(fēng)散熱片相連，在火花塞安裝孔上方有主冷卻風(fēng)道，主冷卻風(fēng)道垂直于進(jìn)氣道和排氣道的連線。在進(jìn)氣道的兩側(cè)設(shè)有進(jìn)氣道冷卻風(fēng)道，進(jìn)氣道冷卻風(fēng)道與主冷卻風(fēng)道相通；在排氣道的兩側(cè)設(shè)有排氣道冷卻風(fēng)道，排氣道冷卻風(fēng)道也與主冷卻風(fēng)道相通。本實(shí)用新型的有益效果是通過(guò)合理布置冷卻風(fēng)道走向和冷卻風(fēng)道截面積，用原始冷卻風(fēng)先對(duì)火花塞、鼻梁區(qū)、排氣道等高溫區(qū)域的冷卻進(jìn)行了強(qiáng)化，同時(shí)燃燒室頂部周?chē)顭崽幱薪M織地用冷卻風(fēng)有效散熱，在不增加冷卻風(fēng)扇功率損耗的前提下，改善了高溫區(qū)域的冷卻效果；通過(guò)增加導(dǎo)風(fēng)隔熱片等措施大幅度減少了排氣消聲器對(duì)氣缸蓋的熱負(fù)荷，使得排氣道側(cè)的熱負(fù)荷得到改善。氣缸蓋整體熱負(fù)荷得到良好的控制，有利于改善汽油機(jī)的整機(jī)熱負(fù)荷，同時(shí)降低了機(jī)油溫度，提高了零部件的工作可靠性及整機(jī)性能。

圖1是本實(shí)用新型的主視結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是圖1的俯視圖。圖3是圖2中的A-A剖視圖。圖4是圖1的左視圖。圖5是圖2中的B-B剖視圖。圖6是圖1的右視圖。圖7是圖6中的C-C剖視圖。圖8是圖6中的D-D剖視圖。圖中，I為排氣道，2為導(dǎo)風(fēng)片，3為進(jìn)氣道，4為火花塞安裝孔，5為氣門(mén)室，6為燃燒室，7為主冷卻風(fēng)道，8為進(jìn)氣道冷卻風(fēng)道，9、10為排氣道冷卻風(fēng)道，11為導(dǎo)向散熱片，12為排氣道冷風(fēng)通道，13為鼻梁區(qū)，I為進(jìn)氣道側(cè)冷卻風(fēng)，II為主冷卻風(fēng)道冷卻風(fēng)，III為排氣道側(cè)冷卻風(fēng)。
具體實(shí)施方式
如圖1、圖2、圖3、圖4、圖5、圖6、圖7和圖8所示的通用小型汽油機(jī)氣缸蓋，包括蓋體，蓋體上有進(jìn)氣道3、排氣道1、氣門(mén)室5、火花塞安裝孔4、導(dǎo)風(fēng)散熱片11，在排氣道出口處有與排氣道垂直的導(dǎo)風(fēng)片2，導(dǎo)風(fēng)片2還與導(dǎo)風(fēng)散熱片11相連，在火花塞安裝孔4上方有主冷卻風(fēng)道7，主冷卻風(fēng)道7垂直于進(jìn)氣道和排氣道的連線。在進(jìn)氣道3的兩側(cè)設(shè)有進(jìn)氣道冷卻風(fēng)道8，進(jìn)氣道冷卻風(fēng)道8與主冷卻風(fēng)道7相通；在排氣道I的兩側(cè)設(shè)有排氣道冷卻風(fēng)道9、10，排氣道冷卻風(fēng)道9、10也與主冷卻風(fēng)道7相通。在188F汽油機(jī)上，主冷卻風(fēng)道的最小截面積為220平方毫米。本實(shí)用新型把傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法和現(xiàn)代三維流場(chǎng)分析方法相結(jié)合，優(yōu)化設(shè)計(jì)了氣缸蓋的冷卻風(fēng)流的流向及流量分布，在排氣道與消聲器之間增加了一片具有導(dǎo)風(fēng)和隔熱功能的導(dǎo)風(fēng)片，氣缸蓋冷卻風(fēng)由汽油機(jī)冷卻風(fēng)扇產(chǎn)生經(jīng)重新設(shè)計(jì)的導(dǎo)風(fēng)罩，把原始冷卻風(fēng)引導(dǎo)到氣缸蓋的火花塞上方的一側(cè)，此冷卻風(fēng)經(jīng)三個(gè)有組織的風(fēng)道對(duì)氣缸蓋從火花塞和燃燒室一側(cè)向氣門(mén)推桿室一側(cè)方向流動(dòng)冷卻氣缸蓋，它們是主冷卻風(fēng)道、進(jìn)氣道冷卻風(fēng)道、排氣道冷卻風(fēng)道，通過(guò)細(xì)分每股冷卻風(fēng)道截面積大小及氣缸蓋兩側(cè)的散熱片設(shè)計(jì)，使流經(jīng)整個(gè)氣缸蓋各處風(fēng)流量與所需散熱量一致，完成冷卻循環(huán)。經(jīng)導(dǎo)風(fēng)罩引導(dǎo)的原始冷卻風(fēng)由火花塞側(cè)吹向氣缸蓋，原始冷卻風(fēng)被分成3路，第一路，主冷卻風(fēng)道冷卻風(fēng)II吹向火花塞、鼻梁區(qū)13等高溫區(qū)域所在的主冷卻風(fēng)道7，在主冷卻風(fēng)道7內(nèi)的冷卻風(fēng)，一部分繼續(xù)前行冷卻燃燒室上部和氣門(mén)室5下部從而流出氣缸蓋，另部分冷卻風(fēng)在主冷卻風(fēng)道7上又分2道，一道90度轉(zhuǎn)向進(jìn)氣道冷卻風(fēng)道8冷卻進(jìn)氣道3，一道90度轉(zhuǎn)向排氣道冷卻風(fēng)道9、10冷卻排氣道I ;第二路，進(jìn)氣道側(cè)冷卻風(fēng)I從進(jìn)氣道3側(cè)的導(dǎo)風(fēng)散熱片11間的通道流過(guò)，冷卻進(jìn)氣道3側(cè)的氣缸蓋并與風(fēng)道8流出的冷卻風(fēng)匯合，繼續(xù)前行流出氣缸蓋；第三路，排氣道側(cè)冷卻風(fēng)III從排氣道I側(cè)的導(dǎo)風(fēng)散熱片11間的通道、導(dǎo)風(fēng)片2與排氣道I間的排氣道冷風(fēng)通道12流過(guò)，冷卻排氣道I的氣缸蓋、排氣道I及排氣消聲器等高溫區(qū)域與零件，之后與排氣道冷卻風(fēng)道9、10流出的冷卻風(fēng)匯合，繼續(xù)前行流出氣缸蓋。上述冷卻風(fēng)在冷卻其下部的高溫表面的同時(shí)，也對(duì)其上方的氣門(mén)室及氣門(mén)室內(nèi)的氣門(mén)組、搖臂組、潤(rùn)滑油進(jìn)行了冷卻，如圖2，圖3，圖5、圖8所示。
權(quán)利要求1.一種通用小型汽油機(jī)氣缸蓋，包括蓋體，蓋體上有進(jìn)氣道、排氣道、氣門(mén)室、火花塞安裝孔、導(dǎo)風(fēng)散熱片，其特征在于:在排氣道出口處有與排氣道垂直的導(dǎo)風(fēng)片，導(dǎo)風(fēng)片還與導(dǎo)風(fēng)散熱片相連，在火花塞安裝孔上方有主冷卻風(fēng)道，主冷卻風(fēng)道垂直于進(jìn)氣道和排氣道的連線。
2.如權(quán)利要求1所述的通用小型汽油機(jī)氣缸蓋，其特征在于:在進(jìn)氣道的兩側(cè)設(shè)有進(jìn)氣道冷卻風(fēng)道，進(jìn)氣道冷卻風(fēng)道與主冷卻風(fēng)道相通；在排氣道的兩側(cè)設(shè)有排氣道冷卻風(fēng)道，排氣道冷卻風(fēng)道也與主冷卻風(fēng)道相通。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種通用小型汽油機(jī)氣缸蓋，包括蓋體，蓋體上有進(jìn)氣道、排氣道、氣門(mén)室、火花塞安裝孔、導(dǎo)風(fēng)散熱片，在排氣道出口處有與排氣道垂直的導(dǎo)風(fēng)片，導(dǎo)風(fēng)片還與導(dǎo)風(fēng)散熱片相連，在火花塞安裝孔上方有主冷卻風(fēng)道，主冷卻風(fēng)道垂直于進(jìn)氣道和排氣道的連線。本實(shí)用新型通過(guò)合理布置冷卻風(fēng)道走向和冷卻風(fēng)道截面積，在不增加冷卻風(fēng)扇功率損耗的前提下，改善了高溫區(qū)域的冷卻效果；通過(guò)增加導(dǎo)風(fēng)隔熱片等措施大幅度減少了排氣消聲器對(duì)氣缸蓋的熱負(fù)荷，使得排氣道側(cè)的熱負(fù)荷得到改善。氣缸蓋整體熱負(fù)荷得到良好的控制，有利于改善汽油機(jī)的整機(jī)熱負(fù)荷，同時(shí)降低了機(jī)油溫度，提高了零部件的工作可靠性及整機(jī)性能。
文檔編號(hào)F02F1/34GK202954892SQ20122064112
公開(kāi)日2013年5月29日 申請(qǐng)日期2012年11月29日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月29日
發(fā)明者王建, 劉勝吉, 朱建春, 胡金松 申請(qǐng)人:河南創(chuàng)世電機(jī)科技有限公司, 江蘇大學(xué)