CN114439601A - 一种发动机的汽缸构件、发动机及汽车 - Google Patents

Abstract

一种发动机的汽缸构件、发动机及汽车，其中，该汽缸构件包括腔室和位于腔室内部的活塞，腔室的顶部还设有点火部件；活塞的上表面还设有预燃室，预燃室与点火部件相对应，预燃室包括至少一个环体，环体的数量为多个时，各环体同轴设置，至少一个环体能够相对位移，以在至少两个相邻的环体之间和/或环体与活塞之间形成可调出火间隙；还包括磁力部件，在活塞处于相对靠近上止点的位置时，磁力部件能够驱使至少一个环体进行位移，以使可调出火间隙形成或者扩大，在活塞处于相对远离上止点的位置时，可调出火间隙缩小或者消失。上述汽缸构件能够缓解或者克服稀薄燃烧技术应用时所存在的燃烧不稳定、排放变差等缺陷。

Description

一种发动机的汽缸构件、发动机及汽车

技术领域

本发明涉及车辆技术领域，具体涉及一种发动机的汽缸构件、发动机及汽车。

背景技术

稀薄燃烧技术能够降低油耗，提高热效率，进而可以提高发动机的经济性和环保性，但是，由于稀薄燃烧的空燃比大幅增加，导致火焰传播速度较慢，燃料完全燃烧更加困难，发动机的循环变动大，燃烧的稳定性也会较低。

为此，现有技术还存在预燃室技术，其具体是在活塞设置预燃室，然后在预燃室内形成稳定的火焰传播，并通过火焰传播引燃末端混合气，实现燃烧稳定。然而，设置在活塞的预燃室又会导致活塞上表面的形状不规则，并减弱进气冲程的气流流动，并最终影响油气混合效果，这又会导致燃烧的不稳定、排放变差。

因此，如何提供一种方案，以克服或者缓解上述缺陷，仍是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种发动机的汽缸构件、发动机及汽车，其中，该汽缸构件可以缓解或者克服稀薄燃烧技术应用时所存在的燃烧不稳定、排放变差等缺陷，有利于稀薄燃烧技术的推广应用。

为解决上述技术问题，本发明提供一种发动机的汽缸构件，包括腔室和位于所述腔室内部的活塞，所述腔室的顶部还设有点火部件；所述活塞的上表面还设有预燃室，所述预燃室与所述点火部件相对应，所述预燃室包括至少一个环体，所述环体的数量为多个时，各所述环体同轴设置，至少一个所述环体能够相对位移，以在至少两个相邻的所述环体之间和/或所述环体与所述活塞之间形成可调出火间隙；还包括磁力部件，在所述活塞处于相对靠近上止点的位置时，所述磁力部件能够驱使至少一个所述环体进行位移，以使所述可调出火间隙形成或者扩大，在所述活塞处于相对远离上止点的位置时，所述可调出火间隙缩小或者消失。

采用这种结构，至少一个环体能够相对位移，在磁力部件的作用下，当活塞处于相对靠近上止点的位置时，该可调出火间隙可以逐渐形成或者增大，以便形成稳定的火焰传播通道，而当活塞处于相对远离上止点的位置时，磁力部件的作用力会相对减弱或者消失，该可调出火间隙可以缩小或者消失，预燃室的体积可以大幅缩减，又能够尽量地减轻预燃室的设置对于活塞表面形状的影响，进而可以降低对于进气冲程气流流动的影响，以缓解或者克服稀薄燃烧技术应用时所存在的燃烧不稳定、排放变差等缺陷，有利于稀薄燃烧技术的推广应用。

可选地，所述环体与所述活塞之间通过弹性件相连，且所述弹性件处于拉伸状态。

可选地，所述环体的数量为多个时，最靠近所述活塞的所述环体与所述活塞固定连接。

可选地，相邻两所述环体之间通过弹性件相连，且所述弹性件处于拉伸状态。

可选地，所述磁力部件安装于所述发动机的缸盖。

可选地，所述磁力部件为电磁铁，在所述活塞处于相对远离上止点的位置时，所述电磁铁断电。

可选地，还包括驱动部件，所述驱动部件与所述点火部件传动连接；在所述活塞处于相对靠近上止点的位置时，所述驱动部件能够驱使所述点火部件进行位移，以增加所述点火部件在所述腔室内的伸出量，在所述活塞处于相对远离上止点的位置时，所述驱动部件能够驱使所述点火部件进行位移，以减小所述点火部件在所述腔室内的伸出量。

可选地，所述驱动部件为电机，所述电机通过齿轮齿条机构带动所述点火部件进行位移。

本发明还提供一种发动机，包括汽缸构件，所述汽缸构件为上述的汽缸构件。

由于上述的汽缸构件已经具备如上的技术效果，那么，具有该汽缸构件的发动机亦当具备相类似的技术效果，故在此不作赘述。

本发明还提供一种汽车，包括发动机，所述发动机为上述的发动机。

由于上述的发动机已经具备如上的技术效果，那么，具有该发动机的汽车亦当具备相类似的技术效果，故在此不作赘述。

附图说明

图1为本发明所提供发动机的汽缸构件的一种具体实施方式在活塞处于相对远离上止点的位置时的结构示意图；

图2为图1中活塞处于相对靠近上止点的位置时的结构示意图；

图3为图1、图2中活塞的结构示意图；

图4为本发明所提供发动机的汽缸构件的另一种具体实施方式在活塞处于相对靠近上止点的位置时的结构示意图。

图1-图4中的附图标记说明如下：

1活塞、2点火部件、3预燃室、31上环体、32下环体、33第一弹性件、34第二弹性件、4磁力部件、A腔室。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。

本文中所述“第一”、“第二”等词，仅是为了便于描述结构相同或者相类似的两个以上的结构或者部件，并不表示对于顺序和/或重要性的某种特殊限定。

请参考图1-图4，图1为本发明所提供发动机的汽缸构件的一种具体实施方式在活塞处于相对远离上止点的位置时的结构示意图，图2为图1中活塞处于相对靠近上止点的位置时的结构示意图，图3为图1、图2中活塞的结构示意图，图4为本发明所提供发动机的汽缸构件的另一种具体实施方式在活塞处于相对靠近上止点的位置时的结构示意图。

如图1-图3所示，本发明提供一种发动机的汽缸构件，包括腔室A和位于腔室A内部的活塞1，活塞1与曲轴相连，能够在腔室A内进行动作，腔室A的顶部还设有点火部件2，该点火部件2一般是指火花塞，活塞1的上表面还设有预燃室3，预燃室3与点火部件2相对应。

这里的相对应可以包括数量和位置的对应，即预燃室3与点火部件2的数量可以相同，且二者的设置位置可以一一对应，使得活塞1在处于靠近上止点的位置时、点火部件2可以位于相应的预燃室3内部进行点火，以便在点火初期能够形成稳定的火核。一般而言，一个腔室A内可以仅设置一个点火部件2，且该点火部件2可以大致处于腔室A顶部的中心区域，相应地，预燃室3的数量也可以为一个，且该预燃室3可以大致处于活塞1的中心区域，以与点火部件2的位置相对应。

区别于背景技术，在本发明实施例中，预燃室3包括至少一个环体，环体的数量为多个时，各环体同轴设置，至少一个环体能够相对位移，以在至少两个相邻的环体之间和/或环体与活塞1之间形成可调出火间隙；还包括磁力部件4，在活塞1处于相对靠近上止点的位置时，磁力部件4能够驱使至少一个环体进行位移，以使可调出火间隙形成或者扩大，在活塞1处于相对远离上止点的位置时，磁力部件4的作用力减弱或者消失，可调出火间隙缩小或者消失。

采用这种结构，至少一个环体能够相对位移，在磁力部件4的作用下，当活塞1处于相对靠近上止点的位置时，该可调出火间隙可以逐渐形成或者增大，以便形成稳定的火焰传播通道，而当活塞1处于相对远离上止点的位置时，磁力部件4的作用力会相对减弱或者消失，该可调出火间隙可以缩小或者消失，预燃室3的体积可以大幅缩减，又能够尽量地减轻预燃室3的设置对于活塞1表面形状的影响，进而可以降低对于进气冲程气流流动的影响，以缓解或者克服稀薄燃烧技术应用时所存在的燃烧不稳定、排放变差等缺陷，有利于稀薄燃烧技术的推广应用。

这里，本发明实施例并不限定上述的“相对靠近上止点的位置”和“相对远离上止点的位置”具体是处于什么位置，在具体实施时，本领域技术人员可以根据需要调整磁力部件4的启动时机和磁力部件4所产生的磁力大小，只要保证点火时、点火部件2是处在预燃室3内即可。

在第一种方案中，上述的可调出火间隙可以形成在环体与活塞1之间。具体而言，可以通过弹性件来连接环体和活塞1，且该弹性件可以处于拉伸状态，以对环体1产生朝向活塞1的作用力，这样，在磁力部件4的作用力消失时，弹性件可以驱使环体朝向活塞1进行位移，以缩小或者消弭前述的可调出火间隙。

需要说明，这种方案不仅适用于环体的数量为一个时，同时还适用于环体的数量为多个时，且在环体的数量为多个时，上述方案并不排除相邻两环体之间也形成可调出火间隙的情形，具体可以参见图4，图4实施例中的环体的数量可以为两个，为便于描述，可以分别称之为上环体31和下环体32，上环体31和下环体32之间可以通过第一弹性件33相连，下环体32与活塞1之间可以通过第二弹性件34相连，在上环体31和下环体32之间、下环体32和活塞1之间均可以形成前述的可调出火间隙；当然，由于环体和活塞1之间已经形成一处可调出火间隙，相邻两环体之间所形成的出火间隙也可以设置为尺寸不可调的固定间隙。

而且，当环体的数量为多个时，磁力部件4所能够作用的环体可以为最靠近活塞1的环体(与活塞1形成可调出火间隙的环体)，也可以为其他环体，仍如图4所示，磁力部件4可以作用于上环体31，也可以作用于下环体32，这具体与上环体31、下环体32的材质有关，例如，当磁力部件4仅作用于上环体31时，上环体31可以采用铁系金属或者合金制备。

上述的描述中，是通过处于拉伸状态的弹性件来对环体产生朝向活塞1的作用力，实际上，除此之外，也可以依靠环体自身的重力和/或磁力等来驱使环体进行位移，此时，还可以为相应环体设置导向结构，以导引环体的位移方向。以驱动力为磁力为例，可以在活塞1内预置电磁铁或者永磁体，以对相应环体产生磁力；需要指出的是，这种磁力应小于当活塞1处于相对靠近上止点的位置时、磁力部件4所产生的磁力，进而保证活塞1处于相对靠近上止点的位置时、可调出火间隙是处于形成或者增大的状态。

在第二种方案中，上述环体的数量可以为多个，最靠近活塞1的环体与活塞1可以为固定连接，这种固定连接可以为形成固定间隙(也可以作为火焰传播通道)的连接，也可以为不存在间隙的连接，如图1-图3所示出的实施例，即为不存在间隙的连接。

此时，上述的可调出火间隙可以在至少两个相邻的环体之间形成，相邻两环体之间可以通过弹性件相连，且弹性件可以处于拉伸状态，该弹性件的作用与第一种方案中弹性件的作用相类似，在此不做重复性的描述。具体可以参见图1-图3，环体的数量可以为两个，分别为上环体31和下环体32，其中，下环体32可以与活塞1固定连接，且下环体32与活塞1之间可以不存在间隙，上环体31和下环体32之间可以通过第一弹性件33相连，在上环体31和下环体32之间可以形成可调出火间隙。

与第一种方案相类似地，驱使相邻两环体相互靠近的力除了弹性件的弹性力外，还可以为重力、磁力等，以驱动力为磁力为例，相邻两环体中位于下方的环体可以为永磁体，以直接为相邻的上方环体产生磁吸力，或者，也可以在活塞1内预置永磁体或者电磁铁。

在上述的各实施方式中，出火间隙主要形成在相邻两环体之间和/或环体与活塞1之间，除此之外，各环体本身也可以形成有出火间隙，例如，各环体的周壁可以设有孔型的出火间隙，这同样能够形成火焰传播通道，但需要注意的是，这种形式的出火间隙多为固定间隙。

前述的磁力部件4可以安装于发动机的缸盖中，即可以位于腔室A的上方，其可以采用永磁体，也可以采用电磁铁，且在采用电磁铁的方案中，当活塞1处于相对远离上止点的位置时，电磁铁可以断电，以消除磁力部件4所产生的磁力，并能够节省电力消耗。

而且，在磁力部件4采用电磁铁时，还可以通过调整通过电流的大小，以改变电磁铁所产生的电磁力，进而改变处于靠近上止点的位置时所形成可调出火间隙的大小，并由此控制火焰传播喷射出预燃室3的火焰量，以满足点火的需求。

实际上，磁力部件4也可以设置在活塞1内，此时，需要对环体的材质进行调整，以图1、图2为例，可以将上环体31设置为永磁体，且上环体31与磁力部件4相邻两端的磁极可以相同，这样，在磁力部件4启动后，可以驱使上环体31相对地远离下环体32。

这里，本发明实施例并不限定第一弹性件33、第二弹性件34的种类，具体实施时，本领域技术人员可以根据相应弹性件在使用时的状态、使用环境等诸多因素进行确定，只要能够满足前述的使用需求即可，例如，上述的两弹性件可以为弹簧、拉力绳等。

进一步地，还可以包括驱动部件，驱动部件可以与点火部件2传动连接；在活塞1处于相对靠近上止点的位置时，驱动部件能够驱使点火部件2进行位移，以增加点火部件2在腔室A内的伸出量，进而延长点火部件2在预燃室3内的点火时间，可更为充分地点燃预燃室内的稀薄混合气，有利于实现稳定点火，并降低循环变动。

在活塞1处于相对远离上止点的位置时，驱动部件能够驱使点火部件2进行位移，以减小点火部件2在腔室A内的伸出量，这又能够减轻点火部件2对于腔室A顶部形状的影响，并能够减轻对于进气冲程气流流动的影响，以更大程度地保证燃烧的稳定。

点火部件2在缸盖内的动作为直线位移，因此，驱动部件可以直接采用气缸、油缸等能够产生直线位移的驱动元件，或者，驱动部件也可以为电机，电机可以通过齿轮齿条机构、丝杆与丝杆螺母的配合机构等形式的传动机构来带动点火部件2进行直线位移。

本发明还提供一种发动机，包括汽缸构件，其中，该汽缸构件为上述各实施方式所涉及的汽缸构件。

由于上述的发动机的汽缸构件已经具备如上的技术效果，那么，具备该汽缸构件的发动机亦当具备相类似的技术效果，故在此不作赘述。

本发明还提供一种汽车，包括发动机，其中，该发动机为上述各实施方式所涉及的发动机。

由于上述的发动机已经具备如上的技术效果，那么，具备该发动机的汽车亦当具备相类似的技术效果，故在此不作赘述。

以上仅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润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种发动机的汽缸构件，包括腔室(A)和位于所述腔室(A)内部的活塞(1)，所述腔室(A)的顶部还设有点火部件(2)，其特征在于，所述活塞(1)的上表面还设有预燃室(3)，所述预燃室(3)与所述点火部件(2)相对应，所述预燃室(3)包括至少一个环体，所述环体的数量为多个时，各所述环体同轴设置，至少一个所述环体能够相对位移，以在至少两个相邻的所述环体之间和/或所述环体与所述活塞(1)之间形成可调出火间隙；

还包括磁力部件(4)，在所述活塞(1)处于相对靠近上止点的位置时，所述磁力部件(4)能够驱使至少一个所述环体进行位移，以使所述可调出火间隙形成或者扩大，在所述活塞(1)处于相对远离上止点的位置时，所述可调出火间隙缩小或者消失。

2.根据权利要求1所述发动机的汽缸构件，其特征在于，所述环体与所述活塞(1)之间通过弹性件相连，且所述弹性件处于拉伸状态。

3.根据权利要求1所述发动机的汽缸构件，其特征在于，所述环体的数量为多个时，最靠近所述活塞(1)的所述环体与所述活塞(1)固定连接。

4.根据权利要求3所述发动机的汽缸构件，其特征在于，相邻两所述环体之间通过弹性件相连，且所述弹性件处于拉伸状态。

5.根据权利要求1-4中任一项所述发动机的汽缸构件，其特征在于，所述磁力部件(4)安装于所述发动机的缸盖。

6.根据权利要求5所述发动机的汽缸构件，其特征在于，所述磁力部件(4)为电磁铁，在所述活塞(1)处于相对远离上止点的位置时，所述电磁铁断电。

7.根据权利要求1-4中任一项所述发动机的汽缸构件，其特征在于，还包括驱动部件，所述驱动部件与所述点火部件(2)传动连接；

在所述活塞(1)处于相对靠近上止点的位置时，所述驱动部件能够驱使所述点火部件(2)进行位移，以增加所述点火部件(2)在所述腔室(A)内的伸出量，在所述活塞(1)处于相对远离上止点的位置时，所述驱动部件能够驱使所述点火部件(2)进行位移，以减小所述点火部件(2)在所述腔室(A)内的伸出量。

8.根据权利要求7所述发动机的汽缸构件，其特征在于，所述驱动部件为电机，所述电机通过齿轮齿条机构带动所述点火部件(2)进行位移。

9.一种发动机，包括汽缸构件，其特征在于，所述汽缸构件为权利要求1-8中任一项所述汽缸构件。

10.一种汽车，包括发动机，其特征在于，所述发动机为权利要求9所述发动机。

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