专利名称：飞机发动机的汽缸盖的制作方法
技术领域：
本发明涉及飞机发动机，且更具体地，涉及飞机发动机中的汽缸盖的改进设计。
背景技术：
普通航空飞机中通用的飞机发动机主要以内燃、多缸、火花点火的构造提供，该构造设置用于燃烧高辛烷值航空汽油。这种发动机通常采用风冷，具有单独安装的汽缸，其在行业上通常称为汽缸“罐(jug)”。汽缸罐通常包括缸盖部和汽缸部。各个部分通常包括多个冷却法兰，以与经过汽缸的空气换热。各发动机配置成将进入的燃烧空气经过缸盖部输送至汽缸，并将流出汽缸的热废气经过缸盖部输送至排气集管或歧管。对进入汽缸的较冷燃烧空气和离开汽缸的热废气的控制，是通过以常规方式操作的进气阀和排气阀实现的。目前普通航空飞机发动机设计中的汽缸盖包括用于进入气流的进口通道，和用于流出废气的出口通道，在大多数情况下每种通道都是几十年前设计的。通过优化进入空气的流动路径或流出的热废气的流动路径而优化 发动机功率输出似乎很少受到关注。在各种非航空发动机中，已做出一些尝试来提供对进气通道或排气通道的升级，以至少部分补偿差的汽缸盖组件的原始设计，并取得了不同程度的成功。关于进气通道，在1979年6月26日授权的标题为“发动机缸进气口 ”且转让给密歇根州底特律的通用汽车公司的美国专利第4159011号中说明了获得改进性能的尝试。在所述的装置中，成形的导流板在进气流动方面提供了某些改进；然而，该设计留下了相当大的改进空间。关于排气通道，在1985年8月27日授权的标题为“排气口”且转让给伊利诺伊州莫林的Deere&公司的美国专利第4537028号中说明了获得改进性能的尝试。在该设计中，围绕阀杆设置了分流器，其减小了流动分离和损失。然而，这类汽缸盖的构造相比典型的飞机发动机汽缸和汽缸盖，某种程度上允许更大的可调节范围。因此，尽管现有技术尝试改善其他类型的内燃、多缸、火花点火发动机中的气流，然而仍然存在对于简单并有效地提高总的发动机功率输出的、改进的飞机发动机汽缸盖的尚未满足的需求。通过对当前用于飞机汽缸盖的设计的独特改进而提供这样的设计将会是有利的，使得相近(或其他)发动机组件可经很小或无修改而使用(除了如本文所述适应空气流量和功率输出改进可能是有利的或必须的以外)。重要的是，使用这类改进的汽缸盖设计将会从现有的飞机发动机提供增加的马力输出。当例如短跑道起飞和/或在高密度高度条件下需要最大发动机性能时，这类改进将会特别有用。替代性地，同样重要地，与使用现有汽缸盖设计的发动机中的燃料消耗率相比，使用本文所述的改进的汽缸盖设计的改进的发动机可用于在给定的马力输出下减小燃料消耗的运行方法中。因此，与现有技术的发动机设计相比，给定行程的燃料消耗将减小，且这种改进的性能也将扩展采用这类改进的汽缸盖设计的飞机的范围。
发明内容
本文公开的用于飞机发动机的新颖汽缸盖包括进气通道，通过最小化穿过进气通道的空气的压降(摩擦和流动湍流损失)而使进气通道优化以允许最大气流。同样地，通过最小化排出气体所经历的压降(包括摩擦和湍流损失)，例如通过最小化高速热排气的输出通道的障碍，使热排气通道优化以允许最大排出气流。本文所述的新颖汽缸盖的特别有利之处在于配置成允许发动机制造商将其安装在其他方面使用现有设计构造的新发动机上，因此允许增加马力输出而无需更改各种组件。而且，这种新颖汽缸盖可在现场，例如在飞机发动机“大修”期间进行更换，从而与现有汽缸和汽缸盖相比，类似地改善选定发动机的马力输出，和/或减小选定功率输出下的燃料消耗。可为大修提供这种新颖的汽缸盖，作为工厂提供的在现有发动机大修中使用的新汽缸套件的关键组件。而且，在实施例中有利的是，与仅包括本文所述的新的、改进的进气通道和/或排气通道设计的汽缸设计相比，改进的进气阀构造和/或改进的排气阀构造可用于提供功率输出和燃料经济性的进一步提高。有利地，如同当前在许多现有飞机汽缸盖设计中使用的那样，由本文所公开的设计提供的改进的汽缸盖可使用铝合金铸件制造。随着以下结合附图进行的讨论，本文所述的用于飞机发动机的汽缸盖设计的这些和其他目的、优点、和新颖特征通过上述内容、所附权利要求和随后的详细说明，对于读者将是显然的。本发明人现已开发出用于飞机发动机的改进的汽缸盖设计。该汽缸盖可容易并快速地安装在其他方面为现有设计的新发动机上，或可容易并快速地安装在已使用的发动机上，如在大修期间，当安装新的汽缸以及阀和汽缸盖等相关组件可能会有用时。本文公开的新颖的飞机汽缸盖设计可根据特定汽缸所提供的排量导致的进气流量和排气流量而适当缩放。作为实例，宾夕法尼亚州威廉斯波特的Lycoming EnginesCAVCO公司的分部，Textron子公司)生产四缸、六缸和八缸水平对置风冷飞机发动机的产品线，其不同配置具有从大约5 8立方英寸单缸排量到大约90立方英寸单缸排量。尽管不同排量大小的汽缸的缸套和缸盖组件的尺寸是相应调整的，然而本文所述和要求的一般原理可以应用，且可容易地适应尺寸差异。前面简单说明了示例性的用于飞机发动机的汽缸盖的一些方面和要素，及其各种组件。本发明的各种目的、特征和优点在仔细参考附图考虑具体实施例时将更容易理解。
为了使读者能够更完整地理解本发明及其新颖特征和优点，应结合附图考虑以下详细说明，其中:图1是飞机汽缸盖的实施例的部分截面图，其示出风冷汽缸的上游，并示出包括部分燃烧空气进口通道的汽缸盖，其中已通过对通道、进气阀和关联的进气阀导承、进气阀座、汽缸罐内的燃烧室上游、排气阀座、排气阀和关联的排气阀导承的成形而使气流增强，且示出部分热排气出口通道，其中已通过成形的通道而使气流增强。图2提供上述图1中给出类型的飞机汽缸盖的实施例的侧透视图，其示出进气法兰和排气法兰，并示出与以虚线给出的各现有技术的通道形状相比，燃烧空气进口通道(在进气法兰处)和排气出口通道(在排气法兰处)的减小的流动横截面积。
图3提供飞机发动机汽缸盖中使用的现有技术进气阀设计的透视图。图4提供飞机发动机汽缸盖中使用的进气阀设计的侧视图，其示出改进的进气阀设计，该设计增强了通过邻近进气阀的燃烧空气进口通道的流动。图4A提供飞机发动机汽缸盖中使用的进气阀设计的一部分的部分侧视图，其示出改进的进气阀设计的细节，该设计增强了通过邻近进气阀的燃烧空气进口通道的流动。图5提供飞机发动机汽缸盖中使用的现有技术排气阀设计的透视图。图6提供飞机发动机汽缸盖中使用的排气阀设计的侧视图，其示出改进的排气阀设计，该设计增强了通过邻近排气阀的热排气出口通道的流动。图6A提供飞机发动机汽缸盖中使用的排气阀设计的一部分的部分侧视图，其示出改进的排气阀设计的细节，该设计增强了通过邻近排气阀的热排气出口通道的流动。图7示出沿图2中的线7-7通过缸盖部横向截取的飞机发动机汽缸罐的部分截面图，其示出汽缸和汽缸盖的一部分以及燃烧空气进口通道，其中标出如图8、图9、图10和图11中所示的不同横截面，以及如图12中所示的进气阀座区域和上游燃烧空气进口通道的仰视图的位置。图8示出沿图7中的线8-8截取的截面图，其示出改进的燃烧空气进口通道的标出位置的横截面形状。图9示出沿图7中的线9-9截取的截面图，其示出改进的燃烧空气进口通道的标出位置的横截面形状。图10示出沿图7中的线10-10截取的截面图，其示出改进的燃烧空气进口通道的标出位置的横截面形状。
图11示出沿图7中的线11-11截取的截面图，其示出改进的燃烧空气进口通道的标出位置的横截面形状。图12示出在图7中的位置12-12取得的透视图，其示出改进的燃烧空气进口通道的出口的标出位置的视图，以及可见的进气通道的上游部分的形状。图13示出沿图2中的线13-13通过缸盖部横向截取的飞机发动机汽缸罐的部分截面图，其示出汽缸和汽缸盖的一部分以及热排气出口通道，其中标出如图15、图16、图17和图18中所示的不同横截面，以及如图14中所示的排气阀座区域和下游燃烧气出口通道的仰视图的位置。图14示出在图13中的位置14-14取得的透视图，其示出改进的热排气出口通道的出口的标出位置和方向的视图，还示出可见的热排气出口通道的下游部分的形状。图15示出沿图13中的线15-15截取的截面图，其示出飞机发动机汽缸盖中的改进的热排气出口通道的标出位置的横截面形状。图16示出沿图13中的线16-16截取的截面图，其示出飞机发动机汽缸盖中的改进的热排气出口通道的标出位置的横截面形状。图17示出沿图13中的线17-17截取的截面图，其示出飞机发动机汽缸盖中的改进的热排气出口通道的标出位置的横截面形状。图18示出沿图13中的线18-18截取的截面图，其示出飞机发动机汽缸盖中的改进的热排气出口通道的标出位置的横截面形状。图19提供上述图1和2中给出类型的飞机汽缸盖的实施例的侧透视图，其详细示出进气法兰，并示出与以虚线给出的现有技术的通道形状相比，燃烧空气进口通道(在进气法兰处)的减小的流动横截面积，且示出汽缸盖的邻近部分的典型的冷却法兰。图20提供上述图1和2中给出类型的飞机汽缸盖的实施例的侧透视图，其详细示出排气法兰，并示出与以虚线给出的现有技术的通道形状相比，热排气出口通道(在排气法兰处)的减小的流动横截面积。图21是类似于上述图1中首次示出的飞机汽缸盖的实施例的部分截面图，但示出倾斜的阀门设计，且其中汽缸盖设置成更加半球形形状，并示出包括部分燃烧空气进口通道的汽缸盖，其中已通过对通道、进气阀和关联的进气阀导承、进气阀座、汽缸罐内的燃烧室上游、排气阀座、排气阀和关联的排气阀导承的成形而使气流增强，且示出部分热排气出口通道，其中已通过成形的通道而使气流增强。图22是飞机汽缸和缸盖组件的实施例的概念视图，其示出汽缸孔径与汽缸内运行的活塞的行程的关系，两者一起确定汽缸的扫气排量。在附图中，相似的特征可用相同的附图标记表示，而不再指出。此外，附图仅是示例性的，并可包含在某些实施例的实际实施中可能存在或省略的各种元件。已经尝试以至少示出对于理解本发明重要的元件的方式绘制附图。然而附图是为了清楚和简洁而概括的。值得注意的是，在本文提出的权利要求或其法律等价物的保护范围内，可利用改进的燃烧空气进口通道、改进的热排气出口通道、和改进的阀门设计的其他元件或功能组件，以便为飞机发动机提供有用的性能增强组件。
具体实施例方式参照图1，其示出汽缸部24和缸盖部26，其可在例如接合面28结合以提供用于飞机发动机的汽缸和缸盖组件30 (未完整示出)。在不同的发动机配置中，发动机制造商可提供汽缸部24和缸盖部26作为汽缸和缸盖组件(例如在Lycoming型号0-360-C1G部件目录中，部件号为LW-12427，“汽缸和缸盖组件，氮化”)。替换性地，缸盖部26可被提供为与汽缸本身分离的部件。本领域技术人员将会认识到本文所述的改进是为了用于缸盖部26中，而无论缸盖部是单独提供，还是作为组合的汽缸和缸盖组件30的一部分提供。因此，应该理解的是，提到“缸盖”就是指“缸盖部26”，而无论缸盖是独立提供，还是作为汽缸和缸盖组件30的缸盖部提供，除非文中另外注明或做出澄清。然而，在本说明书中给出包括本文所述的发明构思的部件供应的不同替代形式，包括(a)提供组合的汽缸和缸盖组件30，以及(b)单独提供可分离的汽缸盖或汽缸盖部26，其中汽缸盖部26配置成连接于汽缸部24。在图1中所示的实施例中，提供了平行的阀门布置，其中进气阀32和排气阀34分别沿各自的操作纵轴36和38以平行方式布置。进气阀32具有进气阀座面(seating face)40，其与进气阀座42共同作用以在发动机压缩循环和排气循环中密封进气。类似地，排气阀34具有排气阀座面44，其与排气阀座46共同作用以在发动机进气循环和压缩循环中密封排气阀。除本文另外注明外，进气阀32和排气阀34均可以常规方式操作并采用常规设计配置。如图22给出的示意图中所示，提供了在飞机发动机上使用的汽缸和缸盖组件30。汽缸部24包括缸体50，其具有由内侧壁54限定的直 径为D的汽缸孔52。汽缸孔52配置成可操作地限制具有选定行程距离58的活塞56 (B卩，在上止点60与下止点62之间操作)，从而限定扫气排量(swept displacement volume) DV。如图1和图7中所示，邻近缸体50的外端64设置有缸盖部26。缸盖部26包括在上游进口 72与进气阀座42之间延伸的进口通道70。在一个实施例中，在上游进口 72可以常规方式设置平坦的进气垫圈面73。缸盖部26还包括在排气阀座46与排气口 76之间延伸的排气通道74。在一个实施例中，在排气口 76可以常规方式设置平坦的排气垫圈面77。进口通道70具有进口通道侧壁80，其协作以在上游进口 72与进气阀座42之间限定进口通道70的进口通道容积IPV。在一个实施例中，进口通道容积IPV可约为上述扫气排量DV的百分之三十(30%)或更少。在一个实施例中，进口通道容积IPV可约为扫气排量DV的百分之二十八(28%)或更少。在一个实施例中，进口通道容积IPV可约为扫气排量DV的百分之二十五(25%)或更少。如图2中更佳地示出的，在一个实施例中，在上游进口 72，进口通道70可设置有肾形横截面，该肾形具有第一叶82和第二叶84。此外，如图2中所示，而且如图19中清楚地示出的,第一叶82和第二叶84可具有不均匀尺寸。如图7、8、9、10、11和12中所示，可以对应于特定表面的横截面形状设置进口通道侧壁80，该表面反映出在图7中给出的一个或多个横截面位置并且如图8、9、10和11中给出的该横截面形状的图所示的形状。此外，在一个实施例中，进口通道侧壁80可设置成在进气阀座42处具有与图12中给出的形状对应的曲线拟合表面的横截面形状。此外，在一个实施例中，进口通道侧壁80的横截面可包括与在图7中标注的横截面位置示出的如图8、
9、10和11中所不的横截面形状对应的曲线拟合形状的表面。在一个实施例中，在图7中标出的任意一个或多个横截面位置的横截面形状可如同正交于进口通道70的中心线截取的形状。在如图11和12中所示的进一步细节中，还可看到进气阀导承92的下端90。现在参照图13，排气通道74具有排气通道侧壁94，以在排气阀座46与排气口 76之间限定排气通道容积EPV。在一个实施例中，与具有上述进口通道容积IPV的进口通道相t匕，排气通道容积EPV的大小可设置为当在等效压降下测量时，提供通过进口通道的气体流量的约百分之七十五(75%)或更少。当进口通道容积IPV变化时，在不同实施例中，与相应的进口通道容积IPV相比，排气通道容积EPV对进口通道容积IPV的比值大小可保持为当在等效压降下测量时，提供通过进口通道的气体流量的约百分之七十五(75%)或更少。如图2和20中所示，在一个实施例中，在排气口 76 (并且如图18中所示，从排气口 76向上游延伸一定距离)，排气通道74可具有典型的D形横截面形状。如图20中更清楚地示出的，在一个实施例中，典型的D形形状还可包括具有圆角98和100的较平坦部分96。如图13、14、15、16、17和18中所示，在一个实施例中，排气通道侧壁94可设置成具有对应于曲线拟合表面的横截面形状，该曲线拟合表面对应于图13中给出的一个或多个横截面位置并且对应于图15、16、17和18中所不的横截面形状。在一个实施例中，如图
15、16、17和18中所示的横截面形状可对应于正交于排气通道74的中心线截取的横截面。在一个实施例中，排气通道侧壁94的横截面形状可具有与图14中给出的排气阀座46的视图对应的曲线拟合表面。在一个实施例中，排气通道侧壁94可设置成具有对应于曲线拟合表面的横截面形状，该曲线拟合表面对应于在图13中给出的相应的横截面位置的如图15、
16、17和18中 所示的各横截面形状。在图14和15中所示的进一步细节中，还可看到排气阀导承104的下端102。为了使用本文公开的设计进一步提高发动机的性能，可对进气阀32的构造，且更具体地,对如图4中标出的进气阀座面角alpha ( α )的配置做出附加的改进。如图3中总体示出的，现有技术的进气阀105可设置有约三十度(30° )的进气阀座面。如图4A中更具体示出的，如图3中所示的阀105的现有技术的进气阀可设置成具有约三十度(30° )的座面角alpha ( α )(也在图4A中沿虚线106示出作为参考，以便与发明人当前设计的构造比较)。然而，本发明人已发现如沿虚线108所示将进气阀座面角alpha ( α )调节至约四十五度(45° )，会减小空气穿过进口通道70所需的方向改变，因此减小通过进口通道70的压力损失。更具体地，本发明人已发现对进气阀32设置以约四十五度(45° )加减约三度(3° )的角alpha ( α )取向的长度为L4tl的进气阀座面40，会提供改进的性能，如本文他处更充分地说明的那样。在一个实施例中，本发明人已发现可通过使用具有约四十五度(45° )加减约一点五度(1.5° )的角alpha ( α )的进气阀座面40优化性能。当然,如图7中所标出的那样，在上述任何实施例中，进气阀座42应当以与进气阀32的进气阀座面40的角alpha ( α )互补的角beta ( β )取向。适合的进气阀32的其他细节可以常规方式确定，例如半径R32以及进气阀边缘110的高度H32。为了使用本文公开的设计进一步提高发动机的性能，可对排气阀34的构造，且更具体地，对排气阀座面44的构造做出附加的改进。在一个实施例中，排气阀座面44可设置成具有长度L44并且以图6A中标出的排气阀座面角theta ( Θ )布置。如图5中总体示出的，现有技术的排气阀111可设置有约三十度(30° )的排气阀座面角。在一个实施例中，如图6A中所标出的，示例性排气阀34的排气阀座面44可以约四十五度(45° )加减约三度(3° )的角theta ( Θ )取向。该角theta ( Θ )的范围当然是从约四十二度(42° )至约四十八度(48° )。在一个实施例中，排气阀座面44可以约四十五度(45° )加减约一点五度(1.5° )的角theta (Θ)取向。该角theta ( Θ )的范围当然是从约四十三点五度(43.5° )至约四十六点五度(46.5° )。如图13中所标出的那样，在上述任何实施例中，排气阀座46应当以与排气阀座面44的角theta ( Θ )互补的角sigma (Σ)取向。适合的排气阀34的其他细节可以常规方式确定，例如排气阀半径R34以及排气阀边缘112的高度H34。
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如上所述，在图1中，在一个实施例中，进气阀32和排气阀34可取向成用于平行的阀门操作，其中进气阀32的操作纵向中心线36与排气阀34的操作纵向中心线38平行。在这样的实施例中，进气阀座42和排气阀座46相应地构造和定位成用于平行的阀门操作。替换性地，如图21中所示，在一个实施例中，可使用呈倾斜的阀门配置的进气阀132和排气阀134来配置缸盖部126，其中进气阀132的操作纵轴136与排气阀134的操作纵轴138不平行，而是在向外的方向上彼此远离地倾斜，因此允许在汽缸(未示出)上方的额外的燃烧空间体积139。因此，在这样的配置中，进气阀座142 (邻近进气阀座面140)和排气阀座146 (邻近排气阀座面144)构造成用于这样的倾斜的阀门操作。为了评估使用本文所述的设计提高性能的可能性，使用对改进的静态试验件的气流测量(每分钟立方英尺-“cfm”)，在测试台上进行一系列性能测试。如表1.1中所示，在标准的现有Lycoming发动机汽缸盖上进行一组基线测量。然后，在如上文所述改进进口通道70后评估Lycoming汽缸盖，并如表1.2中所示测量不同流动条件下的性能。如表1.2中所示，对于典型的Lycoming标称180马力发动机(具有标称360立方英寸排量)，如本文所述单独改进进口通道70预期可提供3.36马力的平均增益和5.74马力的峰值增益。对于相同的发动机，当如本文所述额外提供进气阀32 (或132)的改进时，基于该测试，预期有
5.32马力的平均增益，且预计有8.19马力的峰值增益。类似地，对具有改进的排气通道74的试验缸盖部进行气流测试台测试。如表2.1中所示，进行一组基线测量。然后，在改进排气通道74后评估Lycoming缸盖部26，并评估不同流动条件下的性能。通过仅对排气通道74的改进，预期有百分之四(4%)的平均马力增益和百分之六(6%)的峰值马力增益。对于额外改进排气阀34的相同的缸盖部，预期有百分之十(10%)的平均马力增益和百分之十四(14%)的峰值增益。表1.1进气:现有Lycoming汽缸盖+现有Lycoming阀门
权利要求
1.一种用于飞机发动机的汽缸和缸盖组件，包括: 汽缸体，所述汽缸体具有由侧壁限定直径的汽缸孔，和外端，所述汽缸孔配置成可操作地限制具有选定行程距离的活塞，并与所述活塞限定扫气排量DV ； 邻近所述外端的缸盖，所述缸盖包括在上游进口与进气阀座之间延伸的进口通道，以及在排气阀座与排气口之间延伸的排气通道； 所述进口通道具有进口通道侧壁，以在所述上游进口与所述进气阀座之间限定进口通道容积IPV，并且 其中所述进口通道容积IPV约为所述扫气排量DV的百分之三十(30%)或更小。
2.一种用于飞机发动机的汽缸盖，所述汽缸盖配置成连接于汽缸体，所述汽缸体具有由侧壁限定直径的汽缸孔，和外端，所述汽缸孔配置成可操作地限制具有选定行程距离的活塞，从而与所述活塞限定扫气排量DV，所述汽缸盖包括: 缸盖部，其具有: 由进口通道侧壁限定的进口通道，所述进口通道在上游进口与进气阀座之间延伸，并限定进口通道容积IPV; 由排气通道侧壁限定的排气通道，其在排气阀座与排气口之间延伸； 其中所述进口通道容积IPV约为所述扫气排量DV的百分之三十(30%)或更小。
3.根据权利要求1或2所述的装 置，其中所述进口通道容积IPV约为所述扫气排量DV的百分之二十八(28%)或更小。
4.根据权利要求1或2所述的装置，其中所述进口通道容积IPV约为所述扫气排量DV的百分之二十五(25%)或更小。
5.根据权利要求1或2所述的装置，其中所述排气通道具有排气通道侧壁以在所述排气阀座与所述排气口之间限定排气通道容积EPV，其大小设置成使得当在等效压降下测量时，通过具有排气通道容积EPV的所述排气通道的气流约为通过所述进口通道的气流的百分之七十五(75%)或更小。
6.根据权利要求3所述的装置，其中所述排气通道具有排气通道侧壁以在所述排气阀座与所述排气口之间限定排气通道容积EPV，其大小设置成使得当在等效压降下测量时，通过具有排气通道容积EPV的所述排气通道的气流约为通过所述进口通道的气流的百分之七十五(75%)或更小。
7.根据权利要求4所述的装置，其中所述排气通道具有排气通道侧壁以在所述排气阀座与所述排气口之间限定排气通道容积EPV，其大小设置成使得当在等效压降下测量时，通过具有排气通道容积EPV的所述排气通道的气流约为通过所述进口通道的气流的百分之七十五(75%)或更小。
8.根据权利要求1或2所述的装置，其中在所述上游进口，所述进口通道具有肾形横截面，其包括第一叶和第二叶。
9.根据权利要求8所述的装置，其中所述第一叶和所述第二叶具有不均匀尺寸。
10.根据权利要求2所述的装置，其中所述进口通道侧壁的横截面形状包括曲线拟合形状表面，其对应于在图7中给出的一个或多个横截面位置示出且在图8、9、10和11中示出的形状。
11.根据权利要求10所述的装置，其中所述进口通道侧壁的横截面形状还包括曲线拟合表面，其对应于图12中给出的所述进气阀座的视图。
12.根据权利要求11所述的装置，其中所述进口通道侧壁的横截面形状包括曲线拟合形状表面，其对应于在图7中给出的各横截面位置示出且在图8、9、10和11中示出的形状。
13.根据权利要求2所述的装置，其中在所述排气口，所述排气通道具有典型的D形横截面。
14.根据权利要求13所述的装置，其中所述典型的D形还包括具有圆角的较平坦部分。
15.根据权利要求2所述的装置，其中所述排气通道侧壁的横截面形状包括曲线拟合形状表面，其对应于在图13中给出的一个或多个横截面位置示出且在图15、16、17和18中示出的形状。
16.根据权利要求15所述的装置，其中所述排气通道侧壁的横截面形状还包括曲线拟合表面，其对应于图14中给出的所述排气阀座的视图。
17.根据权利要求16所述的装置，其中所述排气通道侧壁的横截面形状包括曲线拟合形状表面，其对应于在图13中给出的各横截面位置示出且在图15、16、17和18中示出的形状。
18.根据权利要求1或2所述的装置，还包括进气阀，所述进气阀具有进气阀座面，所述进气阀座面以约四十五度(45° )加减约三度(3° )的角alpha ( α )取向。
19.根据权利要求18所述的装置，其中所述进气阀座面以约四十五度(45°)加减约一点五度(1.5° )的角alpha ( α )取向。
20.根据权利要求18所述的装置，其中所述进气阀座以与所述角alpha( α )互补的角beta ( β )取向。
21.根据权利要求1或2所述的装置，还包括排气阀，所述排气阀具有排气阀座面，所述排气阀座面以约四十五度(45° )加减约三度(3° )的角theta (Θ)取向。
22.根据权利要求21所述的装置，其中所述排气阀座面以约四十五度(45°)加减约一点五度(1.5° )的角theta ( Θ )取向。
23.根据权利要求22所述的装置，其中所述排气阀座以与所述角theta( Θ )互补的角sigma ( Σ )取向。
24.根据权利要求1或2所述的装置，其中所述进气阀座和所述排气阀座配置成用于平行的阀门操作。
25.根据权利要求1或2所述的装置，其中所述进气阀座和所述排气阀座配置成用于倾斜的阀门操作。
26.—种通过用于飞机发动机的汽缸盖改进飞机发动机性能的方法，所述飞机设计成使用现有的具有原始额定最大马力的风冷火花点火活塞发动机，所述发动机具有多个各自具有汽缸盖部的独立汽缸，所述现有活塞发动机被机械设计成，通过经所述汽缸盖部中的原始燃烧空气进口通道吸入燃烧空气，将空气燃料混合物提供至所述独立气缸，并燃烧所述燃料产生热排气，经所述汽缸盖部中的原始排气通道排出而进行操作，所述方法包括: 用更换汽缸盖部替换所述现有汽缸盖部，所述更换汽缸盖部各自设置有增强的燃烧空气进口通道，与所述燃烧空气在所述原始燃烧空气进口通道中通过时的压降相比，所述燃烧空气通过该增强的燃烧空气进口通道时具有减小的压降，且其中使用所述更换汽缸盖部提供超过所述原始额定最大马力的提高的额定马力。
27.根据权利要求26所述的方法，其中所述更换汽缸盖部还包括增强的排气通道，与热排气通过所述原始排气通道时相比，所述热排气通过该增强的排气通道时具有减小的压降，且其中使用所述更换 汽缸盖部提供超过所述原始额定最大马力的提高的额定马力。
全文摘要
本发明涉及一种具有低压力损失的进口通道和排气通道的飞机发动机汽缸盖。在一个实施例中，燃烧空气进口通道包括多叶构型，其减小通过进口通道的压降。在一个实施例中，热排气通道设置有增加流速同时减小压降的形状设计。在一个实施例中，设置有改进的进气阀，其形状设置成减小进气流经进气阀时紊流的产生。在一个实施例中，设置有改进的排气阀，其形状设置成减小排气离开汽缸时的压力损失。
文档编号F02F1/42GK103244303SQ201210165010
公开日2013年8月14日 申请日期2012年5月24日 优先权日2012年2月4日
发明者D.恩德里戈 申请人:D.恩德里戈