CN114439602A - 一种发动机的汽缸构件及发动机 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种发动机的汽缸构件及发动机，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，预燃室呈环形，活塞还设置有环槽；还包括驱动组件，在活塞处于相对远离上止点的位置时，预燃室能够自行或者在驱动组件的作用下至少部分缩入环槽内，在活塞处于相对靠近上止点的位置时，预燃室在驱动组件的作用下能够相对活塞向外位移，预燃室的周壁设置有出火间隙，或者，预燃室与活塞之间能够形成出火间隙。上述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。

Description

一种发动机的汽缸构件及发动机

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及发动机。

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及发动机，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，所述预燃室呈环形，所述活塞还设置有环槽；还包括驱动组件，在所述活塞处于相对远离上止点的位置时，所述预燃室能够自行或者在所述驱动组件的作用下至少部分缩入所述环槽内，在所述活塞处于相对靠近上止点的位置时，所述预燃室在所述驱动组件的作用下能够相对所述活塞向外位移，所述预燃室的周壁设置有出火间隙，或者，所述预燃室与所述活塞之间能够形成出火间隙。

采用这种结构，活塞设置有环槽，在活塞处于相对远离上止点的位置时，预燃室能够自行或者在驱动组件的作用下至少部分的缩入环槽内，以减少预燃室伸出活塞的部分的尺寸，进而能够尽量地减轻预燃室对于活塞表面形状的影响，并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，所述驱动组件包括磁力部件，所述磁力部件能够作用于所述预燃室，以在所述活塞处于相对靠近上止点的位置时、驱使所述预燃室进行位移。

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，所述驱动组件还包括第一弹性件，所述第一弹性件处于拉伸状态，在所述活塞处于相对远离上止点的位置时，所述第一弹性件能够将所述预燃室的至少部分拉入所述环槽内；或者，所述驱动组件还包括第一弹性件，所述第一弹性件处于压缩状态，在所述活塞处于相对靠近上止点的位置时，所述第一弹性件能够驱使所述预燃室相对所述活塞向外位移。

可选地，所述预燃室包括若干环体，各所述环体同轴设置；各所述环体之间形成固定出火间隙，或者，至少相邻的两所述环体能够相对位移，以形成可调出火间隙。

可选地，相邻两所述环体之间通过第二弹性件相连。

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发动机的汽缸构件。

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。

附图说明

图1为本发明所提供发动机的汽缸构件在活塞处于相对远离上止点的位置时的结构示意图；

图2为本发明所提供发动机的汽缸构件在活塞处于相对靠近上止点的位置时的结构示意图；

图3为本发明所提供发动机的汽缸构件在点火部件伸出时的结构示意图。

图1-图3中的附图标记说明如下：

1活塞、11环槽、2点火部件、3预燃室、31上环体、32下环体、33第二弹性件、4磁力部件、5第一弹性件。

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和/或功能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1-3，图1为本发明所提供发动机的汽缸构件在活塞处于相对远离上止点的位置时的结构示意图，图2为本发明所提供发动机的汽缸构件在活塞处于相对靠近上止点的位置时的结构示意图，图3为本发明所提供发动机的汽缸构件在点火部件伸出时的结构示意图。

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，上述的预燃室3呈环形，且活塞1还设置有环槽11；还包括驱动组件，在活塞1处于相对远离上止点的位置时，预燃室3能够自行或者在驱动组件的作用下至少部分缩入环槽11内，在活塞1处于相对靠近上止点的位置时，预燃室3在驱动组件的作用下能够相对活塞1向外位移，预燃室3的周壁设置有出火间隙，或者，预燃室3与活塞1之间能够形成出火间隙。

采用这种结构，活塞1设置有环槽11，在活塞1处于相对远离上止点的位置时，预燃室3能够自行或者在驱动组件的作用下至少部分的缩入环槽11内，以减少预燃室3伸出活塞1的部分的尺寸，进而能够尽量地减轻预燃室3对于活塞1表面形状的影响，并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进行控制，只要保证点火时、点火部件2是处在预燃室3内即可。

需要说明，本发明实施例并不限定上述驱动组件的结构，只要能够实现上述的技术效果即可。

在一种方案中，上述驱动组件可以包括磁力部件4，磁力部件4能够作用于预燃室3，以在活塞1处于相对靠近上止点的位置时、驱使预燃室3进行位移，具体的位移形式如前所述，即驱使预燃室3朝向远离活塞1的方向进行位移。

这里，本发明实施例并不限定预燃室3的位移量，具体实施时，可以根据实际需要进行设置。预燃室3可以全部脱离环槽11，此时，预燃室3与活塞1的上表面之间可以形成出火间隙，且该出火间隙的大小与磁力部件4所产生作用力的大小有关，通过控制磁力部件4所产生作用力的大小，还能够对该出火间隙进行调节；预燃室3也可以部分脱离环槽11，此时，预燃室3的底部与活塞1的上表面之间无法形成出火间隙，需要在预燃室3的周壁设置出火间隙，出火间隙的形状在此也不做限定，具体可以为圆孔型、方孔型等。

这种形式的磁力部件4可以安装于发动机的缸盖，缸盖与活塞相对设置，在活塞1处于相对靠近上止点的位置时，磁力部件4能够对预燃室3产生吸力，以将预燃室3吸出。当然，磁力部件4也可以设置于活塞1，此时，如果要实现上述的技术目的，则需要将预燃室3的至少部分设置为永磁体，且该永磁体与磁力部件4相邻的两端的磁极可以相同，以在磁力部件4启动时，将预燃室3自活塞1中推出。

具体实践中，上述的磁力部件4可以为电磁铁，在活塞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，进而可以改变处于相对靠近上止点的位置时预燃室3的伸出量，使得预燃室3的体积可调、且预燃室3和活塞1之间的出火间隙可调，进而可以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，对于驱动组件包括磁力部件4的方案，该磁力部件4并不一定是在活塞1处于相对靠近上止点的位置时才产生驱动力，其也可以是在活塞1处于相对远离上止点的位置时产生驱动力，即磁力部件4还可用于预燃室3相对活塞1的缩回，此时，磁力部件4可以设置在活塞1内，以在活塞1处于相对远离上止点的位置时对预燃室3产生朝向活塞1动作的吸力；如前所述，磁力部件4也可以安装在缸盖内，此时，磁力部件4可以对预燃室产生朝向活塞1动作的推力。

在另一种方案中，驱动组件还可以包括第一弹性件5，第一弹性件5可以处于拉伸状态，以在活塞1处于相对远离上止点的位置时、能够将预燃室3至少部分的拉入环槽11内，从而可以减少预燃室3的设置对于活塞1上表面形状的影响。

事实上，预燃室3也可以依靠自身的重力自行滑入环槽11内，此时，还可以设置导向结构，以导引预燃室3的滑动方向，从而保证预燃室3能够准确地滑入环槽11。当然，如果活塞1在处于相对靠近上止点的位置时未曾全部脱离环槽11，也可以不设置导向结构，预燃室3与环槽11之间的滑动配合本身就可以具备导向的功能。

或者，上述的第一弹性件5还可以处于压缩状态，在活塞1处于相对靠近上止点的位置时，第一弹性件5能够驱使预燃室3相对活塞1向外位移，以将预燃室3至少部分的从环槽11内推出。

请继续参考图1-图3，预燃室3可以包括若干环体，各环体可以同轴设置；各环体之间可以形成固定出火间隙，或者，至少相邻的两环体能够相对位移，以形成可调出火间隙，相对位移的驱动力可以来自前述的驱动组件，如磁力部件4。

在能够产生相对位移的两环体之间通过第二弹性件33相连，这一方面可以构建相邻两环体之间的机械连接，另一方面，第二弹性件33本身也可以产生驱动力，以驱使相邻的两个环体分离或者靠近，从而调整相邻两个环体之间的出火间隙，以满足出火的要求。

以附图中的方案为例，预燃室3可以包括两个环体，可以分别称之为上环体31和下环体32，其中，下环体32与活塞1之间可以通过第一弹性件5相连，上环体31和下环体32之间可以通过第二弹性件33相连，第一弹性件5、第二弹性件33均可以处于拉伸状态，磁力部件4可以设置在缸盖内。

这样，在活塞1处于相对靠近上止点的位置时，磁力部件4可以对预燃室3产生吸力，以将预燃室3至少部分地自环槽11内拉出，上环体31和下环体32可以相对分离；而在活塞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(采用电磁铁的方案时，可以断电)，第一弹性件5、第二弹性件33所蓄积的能量可以释放，又能够将预燃室3至少部分地拉回活塞1内。

这里，本发明实施例并不限定第一弹性件5、第二弹性件33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发动机的汽缸构件。

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。

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)呈环形，所述活塞(1)还设置有环槽(11)；

还包括驱动组件，在所述活塞(1)处于相对远离上止点的位置时，所述预燃室(3)能够自行或者在所述驱动组件的作用下至少部分缩入所述环槽(11)内，在所述活塞(1)处于相对靠近上止点的位置时，所述预燃室(3)在所述驱动组件的作用下能够相对所述活塞(1)向外位移，所述预燃室(3)的周壁设置有出火间隙，或者，所述预燃室(3)与所述活塞(1)之间能够形成出火间隙。

2.根据权利要求1所述发动机的汽缸构件，其特征在于，所述驱动组件包括磁力部件(4)，所述磁力部件(4)能够作用于所述预燃室(3)，以在所述活塞(1)处于相对靠近上止点的位置时、驱使所述预燃室(3)进行位移。

3.根据权利要求2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。

4.根据权利要求3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。

5.根据权利要求1所述发动机的汽缸构件，其特征在于，所述驱动组件还包括第一弹性件(5)，所述第一弹性件(5)处于拉伸状态，在所述活塞(1)处于相对远离上止点的位置时，所述第一弹性件(5)能够将所述预燃室(3)的至少部分拉入所述环槽(11)内；或者，

所述驱动组件还包括第一弹性件(5)，所述第一弹性件(5)处于压缩状态，在所述活塞(1)处于相对靠近上止点的位置时，所述第一弹性件(5)能够驱使所述预燃室(3)相对所述活塞(1)向外位移。

6.根据权利要求1-5中任一项所述发动机的汽缸构件，其特征在于，所述预燃室(3)包括若干环体，各所述环体同轴设置；

各所述环体之间形成固定出火间隙，或者，至少相邻的两所述环体能够相对位移，以形成可调出火间隙。

7.根据权利要求6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第二弹性件(33)相连。

8.根据权利要求1-5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。

9.根据权利要求8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。

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

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