專利名稱：小排量摩托車三氣門發(fā)動機的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬于發(fā)動機技術領域，具體地說，特別涉及小排量摩托車的三氣門發(fā)動機。
背景技術：
目前，小排量摩托車發(fā)動機均采用兩氣門結構，這是因為小排量摩托車發(fā)動機對中速和高速的性能要求較低，常規(guī)的雙氣門發(fā)動機雖然整機噪音較大，但能夠達到使用要求。隨著對性能要求的不斷提高，在小排量摩托車上采用三氣門發(fā)動機已成為發(fā)展的趨勢。 國內各摩托車生產企業(yè)均加大了研制小排量摩托車三氣門發(fā)動機的步伐，如何設計三氣門發(fā)動機的配氣和燃燒系統(tǒng)，使之滿足三氣門發(fā)動機中速和高速的性能要求，是行業(yè)內正努力解決的技術問題。常規(guī)三氣門發(fā)動機的活塞一般由活塞頭部和活塞裙部兩大部分組成。所述活塞頭部的頂面為平面，該平面上設有三個凹坑，用于避開氣門。由于活塞壓縮時頂部與氣門之間的空間過大，會造成擠氣效應不好，發(fā)動機熱效率較低，燃油混合氣燃燒得不夠充分。在活塞裙部上所設的活塞環(huán)槽寬度通常為1mm，油環(huán)組合環(huán)槽寬度通常為2mm，這種設計的活塞環(huán)張力較大，使活塞環(huán)與氣缸體之間的摩擦力也較大，不能充分發(fā)揮發(fā)動機的機械效率，同時也使發(fā)動機氣缸與活塞環(huán)、活塞之間的磨損較大，增加了維修、更換頻率。另外，在發(fā)動機運行過程中，活塞裙部的摩擦也較大，會造成磨損過快，從而降低了活塞的正常使用壽命。常規(guī)三氣門發(fā)動機的燃燒室形狀不規(guī)則，在燃燒室內具有多個臺階，氣流阻力大， 火焰?zhèn)鞑ニ俣鹊?，并且傳熱面積大，熱損失較多，導致熱效率較低。同時，三氣門發(fā)動機的進、排氣道設計不合理，會導致進氣流量系數低，進氣滾流較小，進氣不充分，這樣混合氣體氣流運動速度較慢；同樣，排氣流量系數較小，排氣不充分，使發(fā)動機不能吸入更多的燃油混合氣。上述因素一方面會影響發(fā)動機輸出更大的動力，另一方面，會增加發(fā)動機的能耗。 中國專利ZL02113222.4于2004年7月21日公開了一種三氣門發(fā)送機燃燒室，該燃燒室由蓬面和球面組成，雖然有制造簡單的特點，但是功率和扭矩較小，其中功率為5. 6kw/8500r/ min，扭矩為7. 2N. m/6500r/min，并且氣門的噪音較大。常規(guī)三氣門發(fā)動機的氣缸頭上一般設置有冷卻風道，該冷卻風道設計不合理，并且冷卻風道內靠近進口處具有拐角，容易造成冷卻風道內氣流流動不暢；同時，在冷卻風道的出口處有強大的渦流流團，導致該處的氣流阻力很大，使冷卻風道內本就流量很小的空氣無法流出，這樣燃燒室背面的熱量無法通過冷卻氣流帶走，導致氣缸頭溫度很高。
發(fā)明內容
本發(fā)明所要解決的技術問題在于提供一種能有效提高中速和高速性能的小排量摩托車的三氣門發(fā)動機。本發(fā)明的技術方案如下一種小排量摩托車三氣門發(fā)動機，氣缸頭(1)固定于氣缸體上，在氣缸頭(1)內通過軸承支承有凸輪軸(11)，該凸輪軸(11)上設有進氣凸輪(12) 和排氣凸輪(13);在所述氣缸頭(1)上設有第一進氣道(2)、第二進氣道(3)、排氣道(4)、燃燒室(5)和冷卻風道，所述第一進氣道(2)的進口端與第二進氣道(3)的進口端匯集成同一條進氣段通道(6)，所述冷卻風道依次由進風口(7)、第一引流道(8)、第二引流道(9)和出風口( 10)組成；與所述燃燒室相配合的活塞(14)連接在曲柄連桿機構(18)上，該活塞(14) 具有活塞頭部(14a)和活塞裙部(14b)，在活塞裙部(14b)上設有兩個活塞環(huán)槽(15)和一個油環(huán)組合環(huán)槽(16)，所述活塞頭部(14a)的頂面為平面，在活塞頭部(14a)的頂面上設有三個凹坑(17)，該凹坑(17)呈月牙形，由一個直斜面(17a)和一個圓弧斜面(17b)合圍而成， 其關鍵在于
a、所述活塞頭部(14a)的頂面向上凸起，形成平頂凸臺(14c);所述活塞環(huán)槽(15)的寬度為0. 7-0. 9mm,所述油環(huán)組合環(huán)槽(16)的寬度為1. 4-1. 6mm ；
b、所述燃燒室(5)的內頂壁為雙斜面結構，具有第一斜面(5a)和第二斜面(5b)，第一斜面(5a)與第二斜面(5b)之間通過曲面圓滑過渡，并且第一斜面(5a)與第二斜面(5b)之間具有120-128°的夾角；所述排氣道(4)的進口段為直段，直徑(Li)為17_21mm，且排氣道(4)的進口段將第一斜面(5a)垂直貫通；所述第一進氣道(2)及第二進氣道(3)的出口段也為直段，直徑(L2)為14-18mm，第一進氣道(2)和第二進氣道(3)的出口段將第二斜面 (5b )垂直貫通；所述進氣段通道(6 )的外端口為圓形，直徑(D)為2l-25mm，進氣段通道(6 ) 的內端口為橢圓形，該橢圓形的長軸為2519mm，短軸為19. 3-23. 3mm，所述進氣段通道(6) 的外端口與內端口之間通過曲面圓滑過渡，并且進氣段通道(6)的外端口與內端口之間的距離(L3)為 13-17mm ；
c、所述冷卻風道的進風口(7)為矩形，該進風口(7)的長度(L4)為32.5-39. 5mm，寬度 (L5)為30-36mm ；所述第一引流道(8)為直通道，該第一引流道(8)的寬度(L6)為10_16mm， 高度(L7)為26-32mm ；所述第二引流道(9)與第一引流道(8)垂直相連，該第二引流道(9) 最窄處的寬度(L8)為26-32mm，最寬處的寬度(L9)為44_50mm ；所述第二引流道(9)的頂面為弧面，底面為起伏面，第二引流道(9)最淺處的高度(LlO)為15-21mm，最深處的高度 (Lll)為 26-32mm ；
d、所述進氣凸輪(12)與排氣凸輪(13)之間的凸輪夾角為a，且108.5°彡a彡128. 8° ； 所述進氣凸輪(12)上止點與進氣凸輪(12)中心的連線在第一直線(LM)上，進氣凸輪(12) 凸緣最外沿點與進氣凸輪(12)中心的連線在第二直線(LN)上，所述第一直線(LM)與第二直線(LN)之間的夾角為b，且53. 5°彡b彡63. 5° ；
所述進氣凸輪(12)的角度與凸輪升程的對應關系形成第一升程表，該第一升程表為
權利要求
1. 一種小排量摩托車三氣門發(fā)動機，氣缸頭(1)固定于氣缸體上，在氣缸頭(1)內通過軸承支承有凸輪軸(11)，該凸輪軸(11)上設有進氣凸輪(12)和排氣凸輪(13);在所述氣缸頭(1)上設有第一進氣道(2)、第二進氣道(3)、排氣道(4)、燃燒室(5)和冷卻風道，所述第一進氣道(2 )的進口端與第二進氣道(3 )的進口端匯集成同一條進氣段通道(6 )，所述冷卻風道依次由進風口(7)、第一引流道(8)、第二引流道(9)和出風口(10)組成；與所述燃燒室相配合的活塞(14)連接在曲柄連桿機構(18)上，該活塞(14)具有活塞頭部(14a)和活塞裙部(14b)，在活塞裙部(14b)上設有兩個活塞環(huán)槽(15)和一個油環(huán)組合環(huán)槽(16)，所述活塞頭部(14a)的頂面為平面，在活塞頭部(14a)的頂面上設有三個凹坑(17)，該凹坑(17)呈月牙形，由一個直斜面(17a)和一個圓弧斜面(17b)合圍而成，其特征在于a、所述活塞頭部(14a)的頂面向上凸起，形成平頂凸臺(14c);所述活塞環(huán)槽(15)的寬度為0. 7-0. 9mm，所述油環(huán)組合環(huán)槽(16)的寬度為1. 4_1. 6mm ；b、所述燃燒室(5)的內頂壁為雙斜面結構，具有第一斜面(5a)和第二斜面(5b)，第一斜面(5a)與第二斜面(5b)之間通過曲面圓滑過渡，并且第一斜面(5a)與第二斜面(5b)之間具有120-128°的夾角；所述排氣道(4)的進口段為直段，直徑(Li)為17_21mm，且排氣道(4)的進口段將第一斜面(5a)垂直貫通；所述第一進氣道(2)及第二進氣道(3)的出口段也為直段，直徑(L2)為14-18mm，第一進氣道(2)和第二進氣道(3)的出口段將第二斜面 (5b )垂直貫通；所述進氣段通道(6 )的外端口為圓形，直徑(D)為2l-25mm，進氣段通道(6 ) 的內端口為橢圓形，該橢圓形的長軸為2519mm，短軸為19. 3-23. 3mm，所述進氣段通道(6) 的外端口與內端口之間通過曲面圓滑過渡，并且進氣段通道(6)的外端口與內端口之間的距離(L3)為 13-17mm ；c、所述冷卻風道的進風口(7)為矩形，該進風口(7)的長度(L4)為32.5-39. 5mm，寬度 (L5)為30-36mm;所述第一引流道(8)為直通道，該第一引流道(8)的寬度(L6)為10_16mm， 高度(L7)為26-32mm ；所述第二引流道(9)與第一引流道(8)垂直相連，該第二引流道(9) 最窄處的寬度(L8)為^_32mm，最寬處的寬度(L9)為44_50mm ；所述第二引流道(9)的頂面為弧面，底面為起伏面，第二引流道(9)最淺處的高度(LlO)為15-21mm，最深處的高度 (Lll)為 26-32mm ；d、所述進氣凸輪(12)與排氣凸輪(13)之間的凸輪夾角為a，且108.5°彡a彡128. 8° ； 所述進氣凸輪(12)上止點與進氣凸輪(12)中心的連線在第一直線(LM)上，進氣凸輪(12) 凸緣最外沿點與進氣凸輪(12)中心的連線在第二直線(LN)上，所述第一直線(LM)與第二直線(LN)之間的夾角為b，且53. 5°彡b彡63. 5° ；所述進氣凸輪(12)的角度與凸輪升程的對應關系形成第一升程表，該第一升程表為
2.根據權利要求1所述的小排量摩托車三氣門發(fā)動機，其特征在于所述活塞(14)頂部的平頂凸臺(14c)為四棱臺結構，具有上表面和周側面，平頂凸臺(14c)上表面的輪廓為四邊形，由長直邊、短直邊和兩條對稱設置的圓弧邊組成，且長直邊與短直邊相互平行，在長直邊的外側設置第一凹坑和第二凹坑，這兩個凹坑與長直邊的距離相等，所述平頂凸臺 (14c)周側面對應長直邊的面與這兩個凹坑的直斜面(17a)在同一斜面上，在短直邊的外側設置第三凹坑，平頂凸臺(14c)周側面對應短直邊的面與該第三凹坑的直斜面(17a)在同一斜面上。
3.根據權利要求1或2所述的小排量摩托車三氣門發(fā)動機，其特征在于所述活塞 (14)頂部平頂凸臺(He)的高度為2. 3-3. 2mm。
4.根據權利要求1所述的小排量摩托車三氣門發(fā)動機，其特征在于在所述活塞裙部 (14b)上從上往下設有多條儲油環(huán)槽(19)，該儲油環(huán)槽(19)位于油環(huán)組合環(huán)槽(16)的下方。
5.根據權利要求1所述的小排量摩托車三氣門發(fā)動機，其特征在于所述燃燒室(5)的第一斜面(5a)與第二斜面(5b)之間具有124°的夾角；所述排氣道(4)進口段的直徑(Li) 為19mm，所述第一進氣道(2)及第二進氣道(3)的出口段的直徑(L2)為16mm ；所述進氣段通道(6)的外端口的直徑(D)為23mm，進氣段通道(6)內端口橢圓形的長軸為27mm，短軸為 21. 3mm，所述進氣段通道(6)的外端口與內端口之間的距離(L3)為15mm。
6.根據權利要求1或5所述的小排量摩托車三氣門發(fā)動機，其特征在于所述第一進氣道(2 )和第二進氣道(3 )對稱設置。
7.根據權利要求1所述的小排量摩托車三氣門發(fā)動機，其特征在于所述冷卻風道進風口(7)的長度(L4)為36. 5mm，寬度(L5)為33mm;所述第一引流道(8)的寬度(L6)為13mm， 高度(L7)為^mm ；所述第二引流道(9)最窄處的寬度(L8)為^mm,最寬處的寬度(L9)為 47mm ；所述第二引流道(9)最淺處的高度(LlO)為18mm，最深處的高度(Lll)為^mm。
8.根據權利要求1或7所述的小排量摩托車三氣門發(fā)動機，其特征在于在所述冷卻風道的進風口(7)內設有引導氣流向第一引流道(8)流動的第一導流片(20)。
9.根據權利要求7所述的小排量摩托車三氣門發(fā)動機，其特征在于在所述第二引流道(9)內靠近第一引流道(8)的位置設有第二導流片(21)，該第二導流片(21)為弧形。
10.根據權利要求1所述的小排量摩托車三氣門發(fā)動機，其特征在于所述進氣凸輪 (12)與排氣凸輪(13)之間的凸輪夾角a為118.5°，所述第一直線LM與第二直線LN之間的夾角b為58. 5°。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種小排量摩托車三氣門發(fā)動機，活塞頭部(14a)的頂面向上凸起，形成平頂凸臺(14c)；燃燒室(5)的內頂壁為雙斜面結構，第一斜面(5a)與第二斜面(5b)之間通過曲面圓滑過渡；冷卻風道進風口(7)進風口(7)的長度(L4)為32.5-39.5mm，寬度(L5)為30-36mm；進氣凸輪(12)與排氣凸輪(13)之間的凸輪夾角為a，且108.5°≤a≤128.8°。本發(fā)明通過對活塞、進排氣道、燃燒室、冷卻風道和凸輪軸進行優(yōu)化設計，有效保證了發(fā)動機中、高轉速的充氣效率，提升了發(fā)動機的功率和扭矩，滿足了三氣門發(fā)動機耐用性強、可靠性高、舒適性好的使用要求。
文檔編號F02B23/00GK102400812SQ201110425708
公開日2012年4月4日 申請日期2011年12月19日 優(yōu)先權日2011年12月19日
發(fā)明者廖壽昌, 羅園, 陳微微 申請人:力帆實業(yè)(集團)股份有限公司