CN108049982A - 汽车、发动机燃烧系统及其气缸盖 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种汽车、发动机燃烧系统及其气缸盖，所述气缸盖设有进气道和燃烧室上腔体，所述进气道的端部设有进气口，所述进气道通过所述进气口与所述燃烧室上腔体相通，所述进气道的侧壁在靠近所述进气口的位置设置有凹向所述进气道中心轴线的凹弧面,所述进气口上设有用于阻挡经所述进气道进入所述燃烧室上腔体的一部分气体的凸台,所述凸台远离所述进气道的凹弧面设置，所述凸台与凹弧面巧妙地结合，可使得进入气缸燃烧室内的气流形成高强度滚流，进一步加速气缸内混合气体的燃烧效率，提高发动机的整体性能；而且凸台会减小燃烧室上腔体容积，在压缩比一定时，可给活塞顶部上设计的凹坑预留空间。
Description
技术领域
本发明涉及汽车领域，尤其涉及一种汽车、发动机燃烧系统及其气缸盖。
背景技术
发动机进气道及燃烧室是影响发动机进气量和缸内燃烧的主要因素。发动机各缸的进气量是保证发动机最高功率实现的前提；而各缸进气的滚流比又直接影响发动机各缸缸内燃烧性能，滚流比低会使气缸盖内气体燃烧速率降低，影响发动机整体性能。气缸盖的燃烧室形状直接影响着气缸内燃烧过程的效率。因此，合理的发动机进气道及燃烧室设计，在流量系数影响不大的前提下，能提高发动机进气时气流的滚流，提高缸内燃烧速率，降低发动机油耗，提高发动机性能。为提高气缸内气体的燃烧效率，目前的发动机进气道和燃烧室在结构上仍有进一步改进的空间。
发明内容
基于此，本发明的目的在于提供一种能够提升进气气流的滚流、提高气缸内气体燃烧效率和降低发动机油耗的汽车、发动机燃烧系统及其气缸盖。
为达到上述目的，本发明提出了一种发动机燃烧系统的气缸盖，所述气缸盖设有进气道和燃烧室上腔体，所述进气道的端部设有进气口，所述进气道通过所述进气口与所述燃烧室上腔体相通，所述进气道的侧壁在靠近所述进气口的位置设置有凹向所述进气道中心轴线的凹弧面,所述进气口上设有用于阻挡经所述进气道进入所述燃烧室上腔体的一部分气体的凸台,所述凸台远离所述进气道的凹弧面设置。
进一步地，所述进气口上装配有进气门,以所述进气口与进气门密封面相接触的装配面作为基准面，所述凸台在沿所述进气道中心轴线的方向上突出于所述基准面。
进一步地，所述进气口附近设有与所述基准面平齐的边缘面,所述凸台上设有与所述边缘面平滑过渡的斜面。
进一步地，所述凸台自所述进气口的中心线的一个端侧附近延伸至所述中心线的另一个端侧附近。
进一步地，所述气缸盖设有进气侧，所述进气侧上设有至少两个相邻设置的进气口,所述凸台由一进气口的边缘侧延伸至另一进气口的边缘侧。
进一步地，所述进气道侧壁的与所述凹弧面相邻的部位与所述凹弧面之间为平滑过渡。
为达到上述相同目的，本发明还提供一种发动机燃烧系统，包括进气门、火花塞以及上述的气缸盖，所述进气门安装于所述进气口处，所述火花塞安装于设在所述气缸盖上的火花塞安装孔处。
进一步地，所述发动机燃烧系统还包括有活塞，所述活塞设于所述气缸盖的下方，且所述活塞的顶部设有与所述燃烧室上腔体相对应的凹坑。
进一步地，所述气缸盖还设有排气口和排气道，所述排气口将所述排气道与所述燃烧室上腔体相连通，所述排气口处设有排气门。
为达到上述相同目的，本发明还提供一种汽车，其包括上述的发动机燃烧系统。
实施本发明实施例，具有如下有益效果：
1、本发明的气缸盖设有进气道和燃烧室上腔体，所述进气道的侧壁在靠近所述进气口的位置设置有凹向所述进气道中心轴线的凹弧面，该凹弧面结构引导气流从进气口的其中一侧进气，使得气流在进气口的其中一侧的流动更加顺畅，能够加速气缸内混合气体的燃烧效率。
2、本发明的所述进气口在远离所述进气道的凹弧面的边缘侧设有凸台，当进气口处的进气门开启到一定程度时，所述凸台能够起到阻碍气体的作用，有效减小从进气口远离所述进气道的凹弧面的边缘部位进入气缸燃烧室的进气量，能够提高气体在气缸内的滚流；所述凸台与所述进气道侧壁的凹弧面巧妙地结合，使得顺畅流经所述凹弧面的一侧的气流能够从所述进气口在靠近所述进气道的凹弧面的边缘侧快速涌入，由此可使得进入气缸燃烧室内的气流形成高强度滚流，进一步加速气缸内混合气体的燃烧效率，提高发动机的整体性能。此外，增设所述凸台，可以有效减小燃烧室上腔体的容积，从而在压缩比一定的情况下，可以给所述活塞顶部设计凹坑提供空间条件，进而通过所述凹坑作用能将燃烧容积更集中于火花塞正下方，促进燃烧。
3、在本发明的发动机燃烧系统中，由于活塞的顶部设有凹坑，则其一方面增大了燃烧室容积(减小了压缩比)，另一方面使得燃烧室的容积更大程度地集中在火花塞附近，由此减小了燃烧火焰的传播距离，进一步促进了燃烧速率。
附图说明
图1是本发明实施例所述的发动机燃烧系统沿所述进气口和所述排气口的中心轴线进行剖切的剖面图。
图2是本发明实施例所述的发动机燃烧系统沿穿过所述火花塞安装孔的中心并垂直于所述基准轴线的剖切面进行剖切的剖面图。
图3是本发明实施例所述的进气道的结构示意图。
图4是本发明实施例所述的气缸盖的底部面示意图。
图5是本发明实施例所述的发动机燃烧系统的剖切结构示意图。
附图标记说明：
1、进气道，11、凹弧面，2、进气口，3、排气道，4、排气口，5、进气门，6、排气门，7、燃烧室上腔体，8、火花塞安装孔，9、凸台，10、基准面，100、气缸盖，200、活塞，201、凹坑，300、火花塞。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
参见图1至图5，本发明实施例提出了一种发动机燃烧系统，该发动机燃烧系统包括气缸盖100、进气门5和火花塞300，该气缸盖100设有进气道1、燃烧室上腔体7和火花塞安装孔8，进气道1的端部设有进气口2，且进气道1通过进气口与燃烧室上腔体7相通，进气道1的侧壁在靠近所述进气口2的位置设置有凹向进气道1中心轴线L1的凹弧面11；所述进气口2上设有用于阻挡经所述进气道1进入所述燃烧室上腔体7的一部分气体的凸台9,所述凸台9远离所述进气道1的凹弧面11设置。
基于该结构，凹弧面11结构能引导气流从进气口2的其中一侧进气，并使得气流在进气口2的其中一侧的流动更加顺畅，能够加速气缸内混合气体的燃烧效率，如附图1的气流方向所示。当进气口2处的进气门5开启到一定程度时，由于上述凸台9的阻碍作用，进气门5周围靠近上述凸台9的一侧被该凸台9所遮挡，从而该侧进气量较小，而没有被凸台9遮挡的进气门5的另一侧开启较大，气流主要通过该侧进入(具体可图5所示的箭头)，能够形成高强度滚流。由此，通过上述凸台9的作用，能够有效减小从进气口2远离所述进气道1的凹弧面11的边缘部位进入气缸燃烧室的进气量，能够提高气体在气缸内的滚流；所述凸台9与所述进气道1侧壁的凹弧面11巧妙地结合，使得顺畅流经所述凹弧面11的一侧的气流能够从所述进气口2在靠近所述进气道1的凹弧面11的边缘侧快速涌入，由此可使得进入气缸燃烧室内的气流形成高强度滚流，进一步加速气缸内混合气体的燃烧效率，提高发动机的整体性能。
进一步地，所述进气口2上装配有进气门5,以所述进气口2与进气门密封面相接触的装配平面作为基准面10，所述凸台9在沿所述进气道中心轴线的方向上突出于所述基准面10。在本实施例中，进气口2设于火花塞安装孔8的旁边，进气口2在远离火花塞安装孔8的边缘侧设有凸台9，凸台9在沿进气道1中心轴线L2的方向上凸出于上述基准面10，进气门5安装于上述进气口2处，火花塞300安装于上述火花塞安装孔8处。
优选地，所述凸台9相对于所述基准面10突出的最大高度为1-3毫米，从而能够使进入燃烧室内的气流形成较大的滚流比，使燃烧效率处在较高的水平。
其中，所述进气口2附近设有与所述基准面10平齐的边缘面,所述凸台9上设有与所述边缘面平滑过渡的斜面，从而使得所述进气口2的进气更为稳定。
进一步地，所述凸台9自所述进气口2的中心线的一个端侧附近延伸至所述中心线的另一个端侧附近。所述气缸盖100设有进气侧，所述进气侧上设有至少两个相邻设置的进气口2,所述凸台9由一进气口2的边缘侧延伸至另一进气口2的边缘侧。本实施例的进气侧具有基准轴线L3，进气口2设于该进气侧，且进气口2的中心在基准轴线L3上；该进气口2为圆形口，以该圆形口与上述基准轴线L3相重合的直径作为基准直径，上述凸台9由该基准直径的一个端侧附近延伸至该基准直径的另一个端侧附近。因而，该凸台9能够有效减小从进气口2远离所述凹弧面11的边缘部位进入气缸燃烧室的进气量，并缩小缸盖部分燃烧室边缘的容积，可为下述活塞200顶部的凹坑201的设计提供更大的空间，使得整个燃烧室的容积主要集中在火花塞安装孔8附近，以此可提高燃烧效率。当然，上述凸台9的分布可以根据实际滚流比的要求来进行设置。另外，本实施例所示出的进气口2为两个，各进气口2均设于气缸盖100的同一侧(即上述进气侧)，将两个相邻的进气口2分别记为第一进气口和第二进气口，上述凸台9由第一进气口的边缘侧延伸至第二进气口的边缘侧，则其一方面能够实现上述阻碍气体进入的目的，另一方面还更便于生产制造。需要指出的是，在本实施例中，气缸盖100上所设置的进气口2的数量并不受上述限制。
在本实施例中，所述进气道侧壁的与所述凹弧面相邻的部位与所述凹弧面之间为平滑过渡，从而使得进气道的气流流动更为顺畅。所述进气道在所述凹弧面处形成引导气流在气缸内形成高滚流的结构。通过所述凹弧面与所述凸台9的设置相配合，能够大大提高滚流比。
在本实施例中，气缸盖100还设有排气道3，且排气道3的端部设有与该排气道3相通的排气口4，进气道1则与上述进气口2相连通，进气门5设置于进气口2处，排气门6设置于排气口4处，因而通过上述进气门5的作用能够关闭或打开进气道1，通过上述排气门6的作用能够关闭或打开排气道3。这里需要指出的是，进气门5和排气门6均包括阀门部以及与相应阀门部相连的伸缩杆，且进气门5的阀门部安装于上述进气口2，进气门5的伸缩杆穿设于气缸盖100中，排气门6的阀门部安装于上述排气口4，排气门6的伸缩杆也穿设于气缸盖100中。
进一步地，本实施例的发动机燃烧系统还包括有活塞200，该活塞200设于气缸盖100的下方，且活塞200的顶部设有与上述燃烧室上腔体7相对应的凹坑201；因而，其一方面增大了燃烧室容积(减小了压缩比)，另一方面使得燃烧室的容积更大程度地集中在火花塞300附近，由此减小了燃烧火焰的传播距离，进一步促进了燃烧速率。要指出的是，在本实施例中，在气缸盖100下方还设有燃烧室下腔体(图中未示出)，该燃烧室下腔体与上述燃烧室上腔体7相配合共同构成燃烧室，而活塞200设置于燃烧室下腔体中，且活塞200的凹坑201与燃烧室上腔体7构成燃烧室容积的集中区。另外，还要指出的是，活塞200顶部凹坑201的大小，可根据凸台9带来的燃烧室容积减小的程度和发动机压缩比的大小而定。
在本实施例中，燃烧室内的凸台9、进气道1的凹弧面11以及活塞200顶部的凹坑201三者相辅相成。在确保燃烧室容积一定的情况下，由于所述凸台9减小了燃烧室上腔体7的容积，则才有空间条件在活塞200顶部设置凹坑201；而进气道1的凹弧面11引导气流从进气口2的其中一侧进气，配合燃烧室内的凸台9，能大大提高滚流比，使燃烧容积集中在火花塞300附近，进而能提高发动机的燃烧效率。
本实施例的发动机燃烧系统的工作过程如下：
新鲜空气通入进气道1内，在进气道1内部与喷油器(图中未示出)喷出的油雾形成油气混合物。此时，进气门5打开，活塞200下行，之后油气混合物经过进气口2导入至燃烧室内；由于进气道1上所设置的凹弧面11以及进气口2边缘侧上所设置的凸台9，可形成高强度滚流的气流，该高强度滚流的气流能够在燃烧室内形成高湍动能；之后，活塞200上行压缩高强度滚流的气流，且在压缩过程中，由于活塞200顶部上所设置的凹坑201与燃烧室上腔体7之间配合，能够使燃烧室的容积更大程度地集中在火花塞300的附近，从而，能够加速燃烧效率；然后，火花塞300点火点燃上述高强度滚流的气流，该气流燃烧膨胀推动活塞200做功，活塞200对外做功后再次上行；而燃烧的废气则通过上述排气口4和排气道3排出；由此实现发动机的一次燃烧过程。
此外，本发明实施例还提供一种汽车，该汽车包括上述的发动机燃烧系统；由于该发动机燃烧系统的燃烧效率高，则有利于降低该汽车的油耗，进而能够降低用户的成本。
应当理解的是，本发明中采用术语“第一”、“第二”等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语，这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本发明范围的情况下，“第一”信息也可以被称为“第二”信息，类似的，“第二”信息也可以被称为“第一”信息。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种发动机燃烧系统的气缸盖，其特征在于，所述气缸盖设有进气道和燃烧室上腔体，所述进气道的端部设有进气口，所述进气道通过所述进气口与所述燃烧室上腔体相通，所述进气道的侧壁在靠近所述进气口的位置设置有凹向所述进气道中心轴线的凹弧面,所述进气口上设有用于阻挡经所述进气道进入所述燃烧室上腔体的一部分气体的凸台,所述凸台远离所述进气道的凹弧面设置。
2.根据权利要求1所述的气缸盖，其特征在于，所述进气口上装配有进气门,以所述进气口与进气门密封面相接触的装配面作为基准面，所述凸台在沿所述进气道中心轴线的方向上突出于所述基准面。
3.根据权利要求2所述的气缸盖，其特征在于，所述进气口附近设有与所述基准面平齐的边缘面,所述凸台上设有与所述边缘面平滑过渡的斜面。
4.根据权利要求2所述的气缸盖，其特征在于，所述凸台自所述进气口的中心线的一个端侧附近延伸至所述中心线的另一个端侧附近。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的气缸盖，其特征在于，所述气缸盖设有进气侧，所述进气侧上设有至少两个相邻设置的进气口,所述凸台由一进气口的边缘侧延伸至另一进气口的边缘侧。
6.根据权利要求1所述的气缸盖，其特征在于，所述进气道侧壁的与所述凹弧面相邻的部位与所述凹弧面之间为平滑过渡。
7.一种发动机燃烧系统，其特征在于，包括进气门、火花塞以及如权利要求1至6任一项所述的气缸盖，所述进气门安装于所述进气口处，所述火花塞安装于设在所述气缸盖上的火花塞安装孔处。
8.根据权利要求7所述的发动机燃烧系统，其特征在于，还包括有活塞，所述活塞设于所述气缸盖的下方，且所述活塞的顶部设有与所述燃烧室上腔体相对应的凹坑。
9.根据权利要求7所述的发动机燃烧系统，其特征在于，所述气缸盖还设有排气口和排气道，所述排气道通过所述排气口与所述燃烧室上腔体相连通，所述排气口处设有排气门。
10.一种汽车，其特征在于，包括如权利要求7-9任一项所述的发动机燃烧系统。
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