CN101144413A - 一种缸内直喷汽油机燃烧室 - Google Patents

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Abstract

一种缸内直喷汽油机燃烧室，属于汽车发动机技术领域。是由气缸盖(1)、缸体(2)和活塞(3)构造出的一个空间；活塞(3)带有凸起，凸起一面为斜坡形，另一面为圆弧形；在凸起的斜坡面上，有一从下至上逐步加深的一个圆弧凹槽；凸起的斜坡面位于进气门(7)一侧，凸起的圆弧面位于排气门(9)一侧；喷油器(5)位于进气门(7)的下方，与活塞凸起的斜坡面上的圆弧凹槽相对应，二者中心轴线在同一平面内。在进气冲程，进气在燃烧室4内形成较强的滚流；在压缩冲程，在火花塞周围形成较理想的紊流和较适宜的混合气。本发明气缸盖结构容易布置；保证了着火的稳定性和全面良好的性能；解决了燃油过多积聚于凹坑等问题。

Description

一种缸内直喷汽油机燃烧室
技术领域
本发明涉及缸内直喷汽油机燃烧室结构及燃烧技术，属于汽车发动机装置技术领域。
背景技术
缸内直喷汽油机技术，最典型的是日本三菱汽车公司推出的一种利用逆向滚流来组织混合气燃烧的技术(见：专利ZL96190255.8，ZL96190254.X和EP0558072A1)，进气道竖直向下，活塞上布置一个深陷凹坑，凹坑位于进气门下方与进气道相对应，以形成逆向滚流，燃油被喷在凹坑内。这样的结构方案，进气道与火花塞拥挤在气缸盖中心，设计和加工都比较困难，而且使发动机整体高度也增加较多。
日本丰田汽车公司研制的缸内直喷汽油机技术，采用了涡流进气方式，活塞上布置一个深陷凹坑，燃油被喷入凹坑内，通过涡流组织燃烧(见：中国专利申请号200580017273.6)。这种结构方案，容易使燃油在凹坑内积聚，燃烧不完善，需要通过对燃油喷射进行优化控制加以解决。
德国大众汽车有限公司提出了一种带凸起的活塞结构，在活塞凸起脊线的一侧或两侧有深陷凹坑，燃油被喷入进气门下方的活塞凹坑内(见：专利ZL99809390.4)。这种方案与丰田公司的方案存在同样的缺点，凹坑内的燃油容易使发动机在大负荷工况下混合气局部过浓，出现燃烧不完善的现象。
在缸内直喷汽油机上，除非采用三菱公司逆向滚流的结构方案，其它方案既要保证在小负荷工况下稳定燃烧，又要保证在大负荷工况下混合气完全燃烧是比较困难的。
发明内容
本发明的目的是提供一种非复杂结构的能够优化混合气分布和燃烧过程的缸内直喷汽油机燃烧室。
本发明的缸内直喷汽油机燃烧室4，是由气缸盖1、缸体2和活塞3构造出的一个供混合气燃烧的空间，气缸盖1上装有喷油器5、进气门7、火花塞8和排气门9，火花塞8位于燃烧室顶部，其特征在于：活塞3带有凸起，其凸起一面为斜坡形，一面为圆弧形；在凸起的斜坡面上，有一从下至上逐步加深的一个圆弧凹槽，凹槽中心线方向正对火花塞；凸起的斜坡面位于进气门7一侧，凸起的圆弧面位于排气门9一侧；喷油器5位于进气门7的下方，与活塞凸起的斜坡面上的圆弧凹槽相对应，二者中心轴线在同一平面内；所述进气门7连接进气道6，所述进气道6为滚流进气道，可使进气在燃烧室4内形成滚流。在进气冲程，借助滚流进气道6和活塞3上的圆弧面，使进气在燃烧室4内形成较强的滚流；在压缩冲程后期，滚流位于活塞3圆弧面一侧，活塞斜坡面向活塞圆弧面一侧挤流，同时斜坡面上的圆弧凹槽向火花塞8处挤流，将在火花塞周围形成较理想的紊流和较适宜的混合气，可保证着火的稳定性和全面良好的性能。
与三菱公司的缸内直喷汽油机相比，本发明的燃烧室，不使用竖直向下的逆向滚流进气道，气缸盖结构容易布置；
与丰田、大众等公司的缸内直喷汽油机相比，本发明的燃烧室，不使用深陷凹坑型活塞，解决了燃油过多积聚于凹坑的问题，因而可以避免冒烟现象。
附图说明
图1是本发明结构示意图。
图2是本发明活塞的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图说明本发明。
图1是本发明结构示意图。其中，1-气缸盖，2-缸体，3-活塞，4-燃烧室，5—喷油器，6—进气道，7—进气门7，8—火花塞，9—排气门。气缸盖1、缸体2和活塞3构造出燃烧室4，燃烧室4上部为蓬顶型，气缸盖1上装有喷油器5、进气门7、火花塞8和排气门9，火花塞8位于燃烧室顶部，喷油器5装于两进气门7的下方。图2是本发明活塞的结构示意图。活塞3带有凸起，其凸起一面为斜坡形，一面为圆弧形；在凸起的斜坡面上，有一从下至上逐步加深的一个圆弧凹槽，凹槽中心线方向正对火花塞；凸起的斜坡面位于进气门7一侧，凸起的圆弧面位于排气门9一侧；喷油器5与活塞凸起的斜坡面上的圆弧凹槽相对应，二者中心轴线在同一平面内。
本发明应用于某台4气门汽油机。气缸盖1、缸体2和活塞3构造出燃烧室4，燃烧室4上部为蓬顶型，气缸盖1上装有喷油器5、进气门7、火花塞8和排气门9，火花塞8位于燃烧室顶部，喷油器5装于两进气门7的下方。活塞3带有凸起，其凸起一面为斜坡形，一面为圆弧形；在凸起的斜坡面上，有一从下至上逐步加深的一个圆弧凹槽，凹槽中心线方向正对火花塞；凸起的斜坡面位于进气门7一侧，凸起的圆弧面位于排气门9一侧；喷油器5与活塞凸起的斜坡面上的圆弧凹槽相对应，二者中心轴线在同一平面内；所述进气门7连有进气道6，进气道6为滚流进气道，使进气在燃烧室内形成滚流运动，滚流轴线与活塞凸起的脊线相平行。在进气冲程，借助滚流进气道6和活塞3上的圆弧面，进气在燃烧室4内形成较强的滚流；在压缩冲程后期，滚流位于活塞3圆弧面一侧，活塞斜坡面向活塞圆弧面一侧挤流，同时斜坡面上的圆弧凹槽向火花塞8处挤流，在火花塞周围形成较理想的紊流和较适宜的混合气，使得着火具有稳定性和全面良好的性能。本发明气缸盖结构容易布置；不使用深陷凹坑型活塞，解决了燃油过多积聚于凹坑的问题，能避免冒烟。

Claims (3)

1.一种缸内直喷汽油机燃烧室，该燃烧室(4)是由气缸盖(1)、缸体(2)和活塞(3)构造出的一个供混合气燃烧的空间；气缸盖(1)上装有喷油器(5)、进气门(7)、火花塞(8)和排气门(9)，火花塞(8)位于燃烧室顶部，其特征在于，
活塞(3)带有凸起，其凸起一面为斜坡形，另一面为圆弧形；在凸起的斜坡面上，有一从下至上逐步加深的一个圆弧凹槽，凹槽中心线方向正对火花塞；凸起的斜坡面位于进气门(7)一侧，凸起的圆弧面位于排气门(9)一侧；喷油器(5)位于进气门(7)的下方，与活塞凸起的斜坡面上的圆弧凹槽相对应，二者中心轴线在同一平面内。
2.根据权利要求1所述的一种缸内直喷汽油机燃烧室，其特征在于，所述进气门(7)含有进气道(6)，进气道(6)为滚流进气道，可使进气在燃烧室(4)内形成滚流。
3.一种缸内直喷汽油机燃烧室活塞，其特征在于，该活塞(3)带有凸起，其凸起一面为斜坡形，另一面为圆弧形；在凸起的斜坡面上，有一从下至上逐步加深的一个圆弧凹槽，凹槽中心线方向正对火花塞。
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