作者：天马独行

四冲汽油内燃机在运转作功时，缸头的温度不允许太高，否则会在压缩油气时产生早燃或爆燃。为降低缸头的温度，有些发动机采用了水冷，有些发动机采用了强制风冷，多数发动机采用的是自冷。若从缸头自身结构来分析一下缸头的受热情况，不难发现，这里还有潜力可挖，可以不用水冷。

一、先简述一下缸头进气系统本身的散热功能

１、首先是铸铝喉管，可以将缸头的热量传导出来；喉管外表暴露部分，是直接对外散发热量。喉管孔壁上的汽油薄膜，会在气缸进气时，蒸发汽油来吸收喉管的热量，同时让进气降低温度。

２、因汽油挥发而降低温度的混合气，在进气过程中，可直接吹冷进气阀门、缸头和气缸内壁。特别是在小油门状态时，因喉管内负压较高，汽油的蒸发作用增强，空气本身温度会降低较多。

３、四冲缸头上散热降温条件最好的部件是进气阀门，有四分之一时间被进气和油雾吹刷降温。特别是没完全雾化的汽油，在惯性作用下直接撞到阀门上，在受热蒸发的同时，阀门被冷却了。

４、现代发动机有些是涡流进气，新进的空气呈环流状态旋转下行，也在吹冷活塞与气缸内壁。对于进气阀门在缸头的四冲发动机，不论进气是哪种状态，都会吹过缸头燃烧室，给缸头降温。

５、鉴于缸头燃烧室内壁的降温与进气气流有关，火花塞的降温同样也是，降温可以避免早燃。较早时传统教材比较强调火花塞的热值，那个规格很重要；但火花塞伸出的长度，与吹气冷却有关。

６、鉴于喉管兼顾给气缸输送油气、储存油气、汽油蒸发、给缸头散热、冷却空气等Ｎ多作用。所以对喉管的设计，实际上非常重要。可惜国内对此似乎并不看重，只有某些型号碰巧还可以。

二、再简述一下缸头散热条件最差的部位

１、主要是排气阀门，虽然在进气过程也有被进气吹到，但被吹冷的效果比进气阀要差很多倍。此排气阀门在燃烧过程时，与活塞同时受热；燃烧过程结束后，还被气缸排出的高温废气冲刷。

２、最糟糕的是：排气行程结束后，排气阀区域还被高温废气包围，继续受到高温废气的烘烤。在整个缸头上，燃烧室内壁在做功过程中被高温烧烤，排气时还有废气的热量，受热时间过半。而在缸头的排气孔里，排气阀门则全部时间都被高温废气包围，是整个发动机中受热最严重的。

３、排气阀杆与导管区域，全部时间都被高温废气吹刷包围，根本没有冷却的时间和散热结构。在发动机运转产热最严重时，排气阀杆会过热膨胀，在导管里膨胀撑死，造成排气阀关闭不严。外在表现是：在机车开到最狂时，不能突减油门或关机，否则排气阀杆涨死，气缸顿时无压缩。

４、排气孔在缸头里面的空间和面积很大，是缸头严重受热＝过热的因素之一，但长期被忽视。背后凑合的措施：将排气阀杆磨细几丝，或导管扩大几丝，装配时抹点好润滑油，扩大燃烧室。以传统四冲发动机的结构，没法对缸头的排气区域采取任何散热措施；实际上，是个历史难题。

三、对排气系统过度受热可以采取的措施：

１、增加排气阀杆的直径，可以增加阀杆与导管接触的面积，还可以减少导管摩擦阀杆的压强。但现代发动机讲究提高转速，为此阀门运动系统要尽量轻巧，增大阀杆直径的做法就不被看好。

２、尝试热管原理，将排气阀杆做成空心，里面填充热管介质，做成传热效果显著的热管结构。原理很好，只是排气阀的运动频率很高，震动非常剧烈，温度变化很大，想做热管结构有困难。

３、当时我在市面上看到有高温漆，耐温越高的价格越贵，可以用于缸头的，当时五百多一罐。当即买了一罐高温漆，建议老板将它涂抹在缸头排气孔里面，可以形成减少缸头受热的隔热层。这种措施在理论上肯定会有效果，但在工厂里，没人愿意多做一点点的事，此事最后不了了之。

４、如果实施在缸头排气孔里涂抹高温漆的做法，缸头肯定会减少受热，也就等于缸头整体温度降低。减少排气在缸头上的散热，可以增加排气的温度，让废气中未燃烧透彻的油气，继续高温氧化。此措施在气缸外部进行，与气缸的做功无关，但可以降低缸头温度，可以减少排放，值得尝试。

５、一般来说，富油会使排气管里积累碳烟；现在普遍采用欧二国三之类在排气管里添加空气。但如果排气温度不够，就无法烧掉多余的碳；而且简单加气，只会降低排气的温度，更难燃烧。这种增加排气温度的做法，利于在排气管里继续氧化反应，如果在加气前有加热装置，则更好。