CN109763891A - 一种Atkinson发动机活塞燃烧室 - Google Patents

Abstract

本发明涉及活塞技术领域，尤其涉及一种Atkinson发动机活塞燃烧室。包括活塞、进气门、排气门、缸体以及缸盖，所述缸体为上端设置有开口的腔体结构，所述缸体开口处设置有缸盖，所述活塞设置在缸体的腔体内且外壁与缸体的内腔壁相配合；所述活塞上端设置有燃烧室，所述燃烧室上端设置有两个进气门、两个排气门以及燃烧室腔内的火花塞。当Atkinson发动机在高速高负荷下运行时，活塞采用方形凹坑燃烧室能削弱进气滚流在排气侧形成二次流，从而消除或削弱活塞顶面的扩散火焰，实现发动机稳定点火和正常燃烧，并满足Atkinson发动机高压缩比要求。

Description

一种Atkinson发动机活塞燃烧室

技术领域

本发明涉及活塞技术领域，尤其涉及一种Atkinson发动机活塞燃烧室。

背景技术

Atkinson汽油机是通过进气门晚关来减少换气过程中的泵气损失，从而提高发动机经济性。因Atkinson发动机具有较高压缩比，在高速高负荷下运行时，活塞速度高，滚流比进一步提高。传统的凹坑球形或其它形状活塞顶面燃烧室易诱发二次分离流使部分燃油分布在排气侧活塞表面，形成燃烧时在活塞表面的扩散火焰，扩散火焰导致活塞顶部在排气侧(包括火力岸和第一环槽)局部过热失效。

为解决如上问题，本发明设计一种全新活塞燃烧室，其顶部凹坑是方形，方形凹坑可以削弱进气滚流在排气侧形成二次流，从而消除或削弱活塞顶面的扩散火焰，实现发动机稳定点火和正常燃烧，并满足Atkinson发动机高压缩比要求。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，适应现实需要，提供一种Atkinson发动机活塞燃烧室。

为了实现本发明的目的,本发明采用的技术方案为：一种Atkinson发动机活塞燃烧室，包括活塞1、进气门2、排气门3、缸体5以及缸盖4，所述缸体5为上端设置有开口的腔体结构，所述缸体5开口处设置有缸盖4，所述活塞1设置在缸体5的腔体内且外壁与缸体5的内腔壁相配合；所述活塞1上端设置有燃烧室，所述燃烧室上端设置有两个进气门2、两个排气门3以及燃烧室7腔内的火花塞6，所述进气门2及排气门3之间是通过活塞1顶部的燃烧室7与缸盖4组成的气流通道相连接的，所述燃烧室7中心为方形凹坑8，所述方形凹坑8上设置有两个避阀坑9，两个圆形避阀坑9位于燃烧室7顶部进气侧，与活塞1水平面存一定角度，该角度与进气门2在缸盖4安装角度相匹配，所述避阀坑9与方形凹坑8共同构成燃烧室7，起到防止与进气门2干涉的功效。

所述方形凹坑8在进、排气门两侧为非对称结构。

所述活塞1侧壁水平设置有活塞销孔10，所述方形凹坑8长度为缸体5缸径的1/3～1/2，宽度为缸体5缸径的1/3～2/5，距离活塞销孔10中心距离为缸体5缸径的1/2～2/3。

所述进气门2与排气门3与中心线成一个角度，角度区间为10°～40°；所述火花塞6布置在在活塞1顶面几何中心。

所述活塞1顶面燃烧室7与排气门3最小间隙H＝3～8mm，与进气门2最小间隙H＝1～6mm；火花塞6与燃烧室7最小间隙H＝1～6mm。

本发明的有益效果在于：

当Atkinson发动机在高速高负荷下运行时，活塞采用方形凹坑燃烧室能削弱进气滚流在排气侧形成二次流，从而消除或削弱活塞顶面的扩散火焰，实现发动机稳定点火和正常燃烧，并满足Atkinson发动机高压缩比要求。

附图说明

下面结合附图和实施案例对本发明做进一步的说明。

图1、图2为本发明的内部结构示意图；

图3为活塞燃烧室组成的发动机燃烧系统布置图；

图4本发明活塞顶面燃烧室三维结构示意图；

图5为活塞具体结构形状的主视图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明：

参见图1-5。

本发明公开了一种Atkinson发动机活塞燃烧室，包括活塞1、进气门2、排气门3、缸体5以及缸盖4，所述缸体5为上端设置有开口的腔体结构，所述缸体5开口处设置有缸盖4，所述活塞1设置在缸体5的腔体内且外壁与缸体5的内腔壁相配合；所述活塞1上端设置有燃烧室，所述燃烧室上端设置有两个进气门2、两个排气门3以及燃烧室7腔内的火花塞6，所述进气门2及排气门3之间是通过活塞1顶部的燃烧室7与缸盖4组成的气流通道相连接的，所述燃烧室7中心为方形凹坑8，所述方形凹坑8上设置有两个避阀坑9，两个圆形避阀坑9位于燃烧室7顶部进气侧，与活塞1水平面存一定角度，该角度与进气门2在缸盖4安装角度相匹配，所述避阀坑9与方形凹坑8共同构成燃烧室7，起到防止与进气门2干涉的功效。

所述方形凹坑8在进、排气门两侧为非对称结构。

所述活塞1侧壁水平设置有活塞销孔10，所述方形凹坑8长度为缸体5缸径的1/3～1/2，宽度为缸体5缸径的1/3～2/5，距离活塞销孔10中心距离为缸体5缸径的1/2～2/3。

所述进气门2与排气门3与中心线成一个角度，角度区间为10°～40°；所述火花塞6布置在在活塞1顶面几何中心。

所述活塞1顶面燃烧室7与排气门3最小间隙H＝3～8mm，与进气门2最小间隙H＝1～6mm；火花塞6与燃烧室7最小间隙H＝1～6mm。

如图三所示：一种Atkinson发动机燃烧室系统，包括活塞顶部、两个进气门、两个排气门，以及布置在燃烧室腔内的火花塞。所述的进气门及排气门之间是通过活塞顶面与缸盖组成的气流通道相连接的。在发动机上止点时，活塞顶面燃烧室与排气门最小间隙H＝3～8mm，与进气门最小间隙H＝1～6mm，且进气门与排气门中心线可成一个角度(＝10°～40°。进气门与排气门受不同凸轮轴驱动，两个气门的开启相位不同，产生不同的气门升程曲线。火花塞布置在在活塞顶面几何中心，与燃烧室最小间隙H＝1～6mm。在不改变缸盖、气门及缸体的情况下，活塞燃烧室设计满足Atkinson发动机高压缩比要求(11.0～13.0之间)，达到组织缸内气流的目的。

如图四、五所示，Atkinson发动机活塞燃烧室设置于活塞本体的顶部，顶部中心区域设计方型凹坑，凹坑在进、排气门两侧为非对称结构，方形凹坑长度为缸径的1/3～1/2，宽度为缸径的1/3～2/5，距离活塞销孔中心距离为缸径的1/2～2/3。由于顶部方形凹坑形状，燃烧室容积相对于名义高度为负值。该方型凹坑不仅能有效的避免油束喷射在缸壁上，还可使滚流中心轴远离火花塞位置，从而保持了压缩段后期的滚流形态及强度，有助于提高点火时刻的缸内湍动能，形成适当的火花传播速度。两个圆形避阀坑位于燃烧室顶部进气侧，与活塞水平面存一定角度，该角度与进气门在缸盖安装角度相匹配。该避阀坑不仅起到防止与进气门干涉的功效，还是活塞顶面燃烧室的重要组成部分，与方形凹坑共同构成燃烧室。本活塞燃烧室结构简单，设置合理，区别于传统的球形或其它结构燃烧室，能削弱进气滚流在排气侧形成二次流，从而消除或削弱活塞顶面的扩散火焰，实现发动机稳定点火和正常燃烧。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等同变换或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (5)

1.一种Atkinson发动机活塞燃烧室，包括活塞(1)、进气门(2)、排气门(3)、缸体(5)以及缸盖(4)，其特征在于：所述缸体(5)为上端设置有开口的腔体结构，所述缸体(5)开口处设置有缸盖(4)，所述活塞(1)设置在缸体(5)的腔体内且外壁与缸体(5)的内腔壁相配合；所述活塞(1)上端设置有燃烧室，所述燃烧室上端设置有两个进气门(2)、两个排气门(3)以及燃烧室(7)腔内的火花塞(6)，所述进气门(2)及排气门(3)之间是通过活塞(1)顶部的燃烧室(7)与缸盖(4)组成的气流通道相连接的，所述燃烧室(7)中心为方形凹坑(8)，所述方形凹坑(8)上设置有两个避阀坑(9，两个圆形避阀坑(9)位于燃烧室(7)顶部进气侧，与活塞(1)水平面存一定角度，该角度与进气门(2)在缸盖(4)安装角度相匹配，所述避阀坑(9)与方形凹坑(8)共同构成燃烧室(7)，起到防止与进气门(2)干涉的功效。

2.根据权利要求1所述的一种Atkinson发动机活塞燃烧室，其特征在于，所述方形凹坑(8)在进、排气门两侧为非对称结构。

3.根据权利要求2所述的一种Atkinson发动机活塞燃烧室，其特征在于，所述活塞(1)侧壁水平设置有活塞销孔(10)，所述方形凹坑(8)长度为缸体(5)缸径的1/3～1/2，宽度为缸体(5)缸径的1/3～2/5，距离活塞销孔(10)中心距离为缸体(5)缸径的1/2～2/3。

4.根据权利要求1所述的一种Atkinson发动机活塞燃烧室，其特征在于，所述进气门(2)与排气门(3)与中心线成一个角度，角度区间为10°～40°；所述火花塞(6)布置在在活塞(1)顶面几何中心。

5.根据权利要求4所述的一种Atkinson发动机活塞燃烧室，其特征在于，所述活塞(1)顶面燃烧室(7)与排气门(3)最小间隙H＝3～8mm，与进气门(2)最小间隙H＝1～6mm；火花塞(6)与燃烧室(7)最小间隙H＝1～6mm。