CN114575990B - 汽油机预燃室组件及汽油机总成 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种汽油机预燃室组件及汽油机总成，汽油机预燃室组件包括缸体和积碳清除组件，缸体包括预燃室、以及设置于预燃室的一侧，连通预燃室与外部的换气通道。其中，预燃室的一端间隔设置有火花塞安装部和喷油器安装部，另一端间隔设置有与汽油机的主燃室连通的进气喷孔和排气喷孔。积碳清除组件可转动地设置于换气通道靠近预燃室的开口位置。可以通过其换气通道中设置的积碳清除组件的转动，对预燃室进行扫气并排出废气，减少由废气排出不顺畅加剧不完全燃烧导致的大量碳烟的产生，进而大大减少了预燃室的积碳量，可避免汽油机预燃室存在积碳的问题，进而能够提高汽油机总成的工作性能。

Description

汽油机预燃室组件及汽油机总成

技术领域

本发明涉及汽车尾气处理技术领域，尤其涉及一种汽油机预燃室组件及汽油机总成。

背景技术

随着排放法规的严格化和新能源技术的冲击，传统内燃机需要进一步提高燃烧效率。采用稀薄燃烧技术能够降低油耗、提高热效率。但是稀薄燃烧环变动大、燃烧容易失火。为了提高稀燃极限和燃烧稳定性，采用预燃室技术，在预燃室内形成稳定的火焰传播，火焰通过预燃室的喷孔射入主燃室内，引燃末端混合气，实现燃烧稳定。预燃室内空间狭小，喷油器喷射燃油撞击壁面产生湿壁现象，燃烧过程产生大量碳烟，在壁面容易形成积碳。而且传统预燃室内废气较多，废气排出不顺畅加剧不完全燃烧，导致大量碳烟产生，碳烟的生成不仅恶化燃烧，还会堵塞预燃室的喷孔。

因此，现有的汽油机预燃室存在容易积碳的问题。

发明内容

本发明的目的在于解决现有技术中预燃室燃烧装置的预燃室积碳的问题。

为解决上述技术问题，本发明的一种实施方式提供了一种汽油机预燃室组件，包括缸体，缸体包括预燃室、以及设置于预燃室的一侧，连通预燃室与外部的换气通道。预燃室的一端间隔设置有火花塞安装部和喷油器安装部，另一端间隔设置有与汽油机的主燃室连通的进气喷孔和排气喷孔。汽油机预燃室组件还包括积碳清除组件，积碳清除组件可转动地设置于换气通道靠近预燃室的开口位置。其中，当汽油机处于压缩做功冲程时，积碳清除组件至少部分地阻挡换气通道的开口、且积碳清除组件的一侧表面与喷油器安装部相对。并且，当汽油机处于排气或进气冲程时，积碳清除组件向预燃室内旋转，并且积碳清除组件的一侧表面与换气通道远离火花塞安装部的内壁面抵接。

采用上述技术方案，本实施方式中的汽油机预燃室组件可以通过其换气通道中设置的积碳清除组件的转动，对预燃室进行扫气并排出废气，减少由废气排出不顺畅加剧不完全燃烧导致的大量碳烟的产生，进而大大减少了预燃室的积碳量。另外，积碳清除组件与喷油器安装部相对应，使得喷油器向火花塞喷油时正好打在积碳清除组件的侧壁上，燃油沾壁后因为燃烧而产生的碳烟会附着于积碳清除组件上，积碳清除组件能够与换气通道的下侧壁摩擦，以将附着于积碳清除组件上的积碳进行清理，可进一步避免汽油机预燃室存在积碳的问题。

进一步地，本发明的另一种实施方式提供了一种汽油机预燃室组件，积碳清除组件包括凸轮构件、转轴和弹性施压部件。其中，转轴设置于换气通道内，凸轮构件与转轴传动连接，并且能够随着转轴在换气通道内转动。弹性施压部件设置于转轴与凸轮构件之间，推动凸轮构件相对于转轴平移。

采用上述技术方案，本实施方式中的积碳清除组件是通过转轴旋转带动凸轮构件旋转完成扫气并排出废气的过程。弹性施压部件通过向凸轮构件施加弹性力使得凸轮在旋转过程相对转轴平移，能够使得凸轮构件与换气通道的下侧壁接触并摩擦，以将附着于积碳清除组件上的积碳进行清理。

进一步地，本发明的另一种实施方式提供了一种汽油机预燃室组件，弹性施压部件包括弹簧和滑块，凸轮构件上设置有导向槽。其中，滑块固定连接于转轴上，且滑块可平移地设置于导向槽内。并且，弹簧设置于导向槽内、靠近凸轮构件的大径端的一侧，且弹簧的一端与滑块抵接，另一端与导向槽的相应一端的内壁抵接。

采用上述技术方案，通过弹簧推动滑块在凸轮构件上的导向槽上的移动，使得凸轮构件相对于转轴平移。弹性施压部件设置为弹簧和滑块，可以使其结构更加简单。另外，相比较其他弹性构件，弹簧具有弹性大、易变形等优势；而且，弹簧在其弹性限度内能够快速回复。

进一步地，本发明的另一种实施方式提供了一种汽油机预燃室组件，积碳清除组件包括凸轮构件、转轴、弹簧和滑块。并且，换气通道的内壁上设置有导向槽。其中，滑块固定连接于转轴上、并可平移地设置于导向槽内。弹簧设置于导向槽内、位于换气通道内更靠近火花塞安装部的一侧，且弹簧的一端与滑块抵接，另一端与导向槽的内壁端部抵接。

采用上述技术方案，本实施方式中的积碳清除组件的导向槽是设置在换气通道上的。转轴的一端与凸轮构件固定连接，另一端与滑块固定连接。通过弹簧推动滑块在换气通道的导向槽上的移动，使得转轴在旋转的同时相对于换气通道平移，进而带动凸轮构件相对于换气通道的旋转和平移，使得凸轮构件完成扫气并排出废气的过程。

进一步地，本发明的另一种实施方式提供了一种汽油机预燃室组件，当汽油机处于压缩做功冲程时，凸轮构件位于换气通道内、至少部分地阻挡换气通道的开口、且凸轮构件的一侧表面与喷油器安装部相对。并且，当汽油机处于排气或进气冲程时，凸轮构件的小径侧朝向预燃室内旋转，并且通过弹簧的预紧力使得凸轮构件的大径侧表面与换气通道远离火花塞安装部的内壁面抵接。

采用上述技术方案，当汽油机处于压缩做功冲程时，转轴还未发生旋转，弹簧处于压缩状态，弹簧的预紧力使得凸轮构件的大径侧表面与换气通道远离火花塞安装部的内壁面抵接。喷油器向火花塞喷油时由于湿壁而产生的积碳会附着在凸轮构件的大径侧表面上，进而避免了由于湿壁而产生的积碳附着在预燃室内壁上。

进一步地，本发明的另一种实施方式提供了一种汽油机预燃室组件，在垂直于转轴的延伸方向截取的缸体的截面图中，换气通道靠近预燃室的开口处尺寸增大，并且换气通道远离火花塞安装部的内壁面呈阶梯面。

采用上述技术方案，换气通道靠近预燃室的开口处尺寸增大可以更好的使空气进入预燃室以及更好地使废气排出。换气通道远离火花塞安装部的内壁面呈阶梯面可以使得凸轮构件的部分侧壁与换气通道的内壁抵接，进而使得弹簧更好地向凸轮构件提供弹性推力。

进一步地，本发明的另一种实施方式提供了一种汽油机预燃室组件，阶梯面的相邻两个阶梯之间平滑过渡。

采用上述技术方案，平滑过渡的两阶梯面可以使得凸轮构件更好地与换气通道接触旋转，以及避免两阶梯面之间的夹角尖与凸轮构件的碰撞而对凸轮构件带来的损伤。

进一步地，本发明的另一种实施方式提供了一种汽油机预燃室组件，喷油器安装部和火花塞安装部均设置为孔状结构，且火花塞安装部相比于喷油器安装部更加靠近换气通道。

采用上述技术方案，喷油器安装部和火花塞安装部均设置为孔状结构能够与喷油器和火花塞外壁适配，火花塞安装部相比于喷油器安装部更加靠近换气通道，通过这种设置方式可使得喷油器在安装于喷油器安装部上时，能够将油喷射于换气通道内的凸轮构件上，可避免由于湿壁而产生的积碳附着在预燃室内壁这一问题的发生。

进一步地，本发明的另一种实施方式提供了一种汽油机预燃室组件，进气喷孔相比于排气喷孔更加靠近换气通道，且进气喷孔的孔径大于排气喷孔的孔径。

采用上述技术方案，进气喷孔相比于排气喷孔更加靠近换气通道是为了使得换气通道内的空气更好的进入主燃室内，同时也便于凸轮构件与换气通道内侧壁摩擦刮落的积碳能够落入主燃室。进气喷孔的孔径大于排气喷孔的孔径是因为进气侧温度相对排气侧的较低，需要更大的喷孔喷出更多的火焰引燃混合气，由此使得进排气侧的火焰传播均匀，减少主燃室内进排气侧混合气不对称导致的燃烧时混合气对活塞的侧向力，进而降低活塞与缸体的摩擦力。另外，进气喷孔的孔径较大便于凸轮构件与换气通道内侧壁摩擦刮落的积碳更多的进入主燃室内，使得清除积碳更为顺畅

本发明的另一种实施方式提供了一种汽油机总成，包括火花塞和喷油嘴，还包括上述结构中的汽油机预燃室组件。其中，缸体还具有主燃室，主燃室位于预燃室靠近进气喷孔和排气喷孔的一端，主燃室与预燃室通过进气喷孔和排气喷孔连通。喷油嘴安装于喷油嘴安装部上，火花塞安装于火花塞安装部上，且喷油嘴的喷油口朝向所述换气通道。

采用上述技术方案，使用了汽油机预燃室组件的汽油机总成可通过其积碳清灰组件的转动，对预燃室进行扫气并排出废气，减少由废气排出不顺畅加剧不完全燃烧导致的大量碳烟的产生，进而大大减少了预燃室的积碳量。另外，积碳清除组件与喷油器安装部相对应，使得喷油器向火花塞喷油时正好打在积碳清除组件的侧壁上，燃油沾壁后因为燃烧而产生的碳烟会附着于积碳清除组件上，积碳清除组件能够与换气通道的下侧壁摩擦，以将附着于积碳清除组件上的积碳进行清理，进一步避免了汽油机预燃室存在积碳的问题，保证了主燃室燃烧的充分性。另外，积碳清灰组件的转动可加快预燃室的冷却速度，进而提高气缸的安全性能。该汽油机总成可以在其预燃室内进行预燃烧，产生稳定的火焰后再传递至主燃室中进行燃烧，提高了汽油机的燃烧效率。

本发明的有益效果是：

本发明提供的汽油机预燃室组件，可以通过其换气通道中设置的积碳清除组件的转动，对预燃室进行扫气并排出废气，减少由废气排出不顺畅加剧不完全燃烧导致的大量碳烟的产生，进而大大减少了预燃室的积碳量。另外，积碳清除组件与喷油器安装部相对应，使得喷油器向火花塞喷油时正好打在积碳清除组件的侧壁上，燃油沾壁后因为燃烧而产生的碳烟会附着于积碳清除组件上，积碳清除组件能够与换气通道的下侧壁摩擦，以将附着于积碳清除组件上的积碳刮落，并通过主燃室的进气喷孔掉入主燃室中，进一步避免了汽油机预燃室存在积碳的问题。本发明还提供了一种汽油机总成，该汽油机预燃室组件的汽油机总成可以解决预燃室积碳问题、改善预燃室冷却状况，进而提高汽油机的燃烧效率。

本发明其他特征和相应的有益效果在说明书的后面部分进行阐述说明，且应当理解，至少部分有益效果从本发明说明书中的记载变的显而易见。

附图说明

图1为本发明实施例1中的汽油机预燃室组件在初始状态下的结构示意图；

图2为本发明实施例1中的汽油机预燃室组件在进气或排气下第一状态的结构示意图；

图3为本发明实施例1中的汽油机预燃室组件在进气或排气下第二状态的结构示意图；

图4为本发明实施例1中的汽油机预燃室组件在进气或排气下第三状态的结构示意图；

图5为本发明实施例1中的汽油机预燃室组件在进气或排气下第四状态的结构示意图；

图6为本发明实施例1中的汽油机预燃室组件在进气或排气下第五状态的结构示意图；

图7为本发明实施例1中的汽油机预燃室组件中的积碳清除组件的结构示意图。

附图标记说明：

100：预燃室；

110：火花塞安装部；

120：喷油器安装部；

130：进气喷孔；

140：排气喷孔；

200：换气通道；

300：积碳清除组件；

310：凸轮构件；

320：转轴；

330：导向槽；

340：弹簧；

350：滑块；

400：火花塞；

500：喷油器；

600：主燃室。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。虽然本发明的描述将结合较佳实施例一起介绍，但这并不代表此发明的特征仅限于该实施方式。恰恰相反，结合实施方式作发明介绍的目的是为了覆盖基于本发明的权利要求而有可能延伸出的其它选择或改造。为了提供对本发明的深度了解，以下描述中将包含许多具体地细节。本发明也可以不使用这些细节实施。此外，为了避免混乱或模糊本发明的重点，有些具体细节将在描述中被省略。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

应注意的是，在本说明书中，相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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做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。

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。虽然本发明的描述将结合较佳实施例一起介绍，但这并不代表此发明的特征仅限于该实施方式。恰恰相反，结合实施方式作发明介绍的目的是为了覆盖基于本发明的权利要求而有可能延伸出的其它选择或改造。为了提供对本发明的深度了解，以下描述中将包含许多具体地细节。本发明也可以不使用这些细节实施。此外，为了避免混乱或模糊本发明的重点，有些具体细节将在描述中被省略。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

应注意的是，在本说明书中，相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本实施例的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实施例的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实施例中的具体含义。

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的实施方式作进一步地详细描述。

实施例1：

本实施例提供了一种汽油机预燃室组件，如图1-图7所示，包括缸体10，缸体10包括预燃室100、以及设置于预燃室100的一侧，连通预燃室100与外部的换气通道200。其中，预燃室100的一端间隔设置有火花塞安装部110和喷油器安装部120，另一端间隔设置有与汽油机的主燃室600连通的进气喷孔130和排气喷孔140。汽油机预燃室组件还包括积碳清除组件300，积碳清除组件300可转动地设置于换气通道200靠近预燃室100的开口位置。

具体的，在本实施例中，当汽油机处于压缩做功冲程时，积碳清除组件300至少部分地阻挡换气通道200的开口、且积碳清除组件300的一侧表面与喷油器安装部120相对。并且，当汽油机处于排气或进气冲程时，积碳清除组件300向预燃室100内旋转，并且积碳清除组件300的一侧表面与换气通道200远离火花塞安装部110的内壁面抵接。

具体地，在本实施例中，当汽油机处于压缩做功冲程时，积碳清除组件300为如图1所示的状态保持不动，喷油器500通过喷油器安装部120朝向积碳清除组件300的侧壁。喷油器500向火花塞400喷射燃油，燃油燃烧后产生的积碳附着在积碳清除组件300的侧壁上。当汽油机处于排气或进气冲程时，预燃室100内混合气已经燃烧并喷射进入主燃室600。此时积碳清除组件300向预燃室100内旋转(如图2所示的状态)，将预燃室100内残余废气压入主燃室600。而换气通道200内的新鲜空气也通过积碳清除组件300上表面进入预燃室100。积碳清除组件300侧壁面上残留的积碳，通过积碳清除组件300的旋转，与换气通道200下表面摩擦清除，由此积碳剥落并随着空气通过预燃室100进气喷孔130进入主燃室600。积碳清除组件300继续旋转，整个积碳清除组件300都进入换气通道200中(如图3和图4所示的状态)，将换气通道200内的空气泵入预燃室100中。然后，积碳清除组件300再次旋转进入预燃室100内(如图5所示的状态)，将预燃室100内气体通过预燃室100进气喷孔130泵入主燃室600中。整个积碳清除组件300再次进入换气通道200中(如图6所示的状态)，以便积碳清除组件300再次进入初始状态。

需要说明的是，本实施例中的汽油机预燃室组件是通过其积碳清除组件300300的转动，对预燃室100进行扫气，排出废气，减少由废气排出不顺畅加剧不完全燃烧导致的大量碳烟的产生，进而大大减少了预燃室100的积碳量。另外，积碳清除组件300与喷油器安装部120相对应，使得喷油器500向火花塞400喷油时正好打在积碳清除组件300的侧壁上，燃油沾壁后因为燃烧而产生的碳烟会附着于积碳清除组件300上，积碳清除组件300能够与换气通道200的下侧壁摩擦，以将附着于积碳清除组件300上的积碳进行清理，可进一步避免汽油机预燃室100存在积碳的问题。

进一步地，本实施例的一种实施方式提供了一种汽油机预燃室组件，如图1和图7所示，积碳清除组件300包括凸轮构件310、转轴320和弹性施压部件(弹簧340)。其中，转轴320设置于换气通道200内，凸轮构件310与转轴320传动连接，并且能够随着转轴320在换气通道200内转动。弹性施压部件(弹簧340)设置于转轴320与凸轮构件310之间，推动凸轮构件310相对于转轴320平移。

具体地，在本实施例的一种实施方式中，弹性施压部件(弹簧340)可以包括弹性橡胶、弹簧340、弹性塑料等具有弹性的构件。优选地，为使得弹性施压部件(弹簧340)具有较大的弹性和较好的回复性能，本实施例选用弹簧340作为弹性施压部件(弹簧340)的弹性构件。

需要说明的是，本实施方式的积碳清除组件300是通过转轴320旋转带动凸轮构件310旋转完成扫气并排出废气的过程。其中，弹性施压部件(弹簧340)通过向凸轮构件310施加弹性力使得凸轮构件310在旋转过程相对转轴320平移，避免旋转过程中换气通道200对凸轮构件310的阻挡，同时使得凸轮构件310与换气通道200的下侧壁摩擦，以将附着于积碳清除组件300上的积碳进行清理。

进一步地，本实施例还提供了一种汽油机预燃室组件，如图1和图7所示，弹性施压部件(弹簧340)包括弹簧340和滑块350，凸轮构件310上设置有导向槽330。其中，滑块350固定连接于转轴320上，且滑块350可平移地设置于导向槽330内。并且，弹簧340设置于导向槽330内、靠近凸轮构件310的大径端(如图7所示凸轮构件310的尖端)的一侧，且弹簧340的一端与滑块350抵接，另一端与导向槽330的相应一端的内壁抵接。

需要说明的是，通过弹簧340推动滑块350在凸轮构件310上的导向槽330上的移动，使得凸轮构件310相对于转轴320平移。弹性施压部件(弹簧340)设置为弹簧340和滑块350，可以使其结构更加简单。另外，相比较其他弹性构件，弹簧340具有弹性大、易变形等优势；而且，弹簧340在其弹性限度内能够快速回复。

进一步地，本实施例另一种实施方式提供了一种汽油机预燃室组件，如图1和图7所示，积碳清除组件300包括凸轮构件310、转轴320、弹簧340和滑块350。并且，换气通道200的内壁上设置有导向槽330(该结构图中未示出)。其中，滑块350固定连接于转轴320上、并可平移地设置于导向槽330内。弹簧340设置于导向槽330内、位于换气通道200内更靠近火花塞安装部110的一侧，且弹簧340的一端与滑块350抵接，另一端与导向槽330的内壁端部抵接。

具体地，在本实施例的另一种实施方式中，滑块350的形状可以为球状、正方体状，或其他形状等，相应地，导向槽330的形状可以为球形凹槽、矩形凹槽，或者其他形状等其具体可根据实际设计和使用需求设定，本发明对此不做限定。

需要说明的是，本实施方式的积碳清除组件300的导向槽330是设置在换气通道200上的。转轴320的一端与凸轮构件310固定连接，另一端与滑块350固定连接。通过弹簧340推动滑块350在换气通道200的导向槽330上的移动，使得转轴320在旋转的同时相对于换气通道200平移，进而带动凸轮构件310相对于换气通道200的旋转和平移，使得凸轮构件310完成扫气并排出废气的过程。

进一步地，本实施例还提供了一种汽油机预燃室组件，如图1所示，当汽油机处于压缩做功冲程时，凸轮构件310位于换气通道200内、至少部分地阻挡换气通道200的开口、且凸轮构件310的一侧表面与喷油器安装部120相对。并且，当汽油机处于排气或进气冲程时，凸轮构件310的小径侧朝向预燃室100内旋转，并且通过弹簧340的预紧力使得凸轮构件310的大径侧表面与换气通道200远离火花塞安装部110的内壁面抵接。

需要说明的是，当汽油机处于压缩做功冲程时，转轴320还未发生旋转，弹簧340处于压缩状态，弹簧340的预紧力使得凸轮构件310的大径侧表面与换气通道200远离火花塞安装部110的内壁面抵接。喷油器500向火花塞400喷油时由于湿壁而产生的积碳会附着在凸轮构件310的大径侧表面上，进而避免了由于湿壁而产生的积碳附着在预燃室100内壁上。

进一步地，本实施例还提供了一种汽油机预燃室组件，如图1所示，在垂直于转轴320的延伸方向截取的缸体10的截面图中，换气通道200靠近预燃室100的开口处尺寸增大，并且换气通道200远离火花塞安装部110的内壁面呈阶梯面。

具体的，在本实施例中，换气通道200靠近预燃室100的开口处尺寸增大可以更好的使空气进入预燃室100以及更好地使废气排出。换气通道200远离火花塞安装部110的内壁面呈阶梯面可以使得凸轮构件310的部分侧壁与换气通道200的内壁抵接，进而使得弹簧340更好地向凸轮构件310提供弹性推力。

更为具体的，在本实施例中，换气通道200靠近预燃室100的开口处尺寸可以是通过逐渐均匀递增的方式增大，例如，在图1所示的结构中，是以从左至右逐渐增大的方式增大，并形成“Z”形结构。

需要说明的是，由于不同型号的汽油器对换气通道200的尺寸要求不相同，本实施方式仅仅对换气通道200的形态做限定，对其具体尺寸不做相应的限定，其具体可根据汽油机的型号、实际设计和使用需求设定。

进一步地，本实施例还提供了一种汽油机预燃室组件，如图1所示，阶梯面的相邻两个阶梯之间平滑过渡。

具体的，在本实施例中，平滑过渡的两阶梯面可以使得凸轮构件310更好地与换气通道200接触旋转，避免两阶梯面之间的夹角尖与凸轮构件310的碰撞而对凸轮构件310带来的损伤。

更为具体的，在本实施例中，平滑过渡是指相邻两个台阶之间通过圆弧面连接，由此以避免凸轮构件310在转动过程中被台阶面卡持。

进一步地，本实施例还提供了一种汽油机预燃室组件，如图1所示，喷油器安装部120和火花塞安装部110均设置为孔状结构，且火花塞安装部110相比于喷油器安装部120更加靠近换气通道200。

需要说明的是，喷油器安装部120和火花塞安装部110均设置为孔状结构能够与喷油器500和火花塞400外壁适配，火花塞安装部110相比于喷油器安装部120更加靠近换气通道200是与喷油器500和火花塞400的位置相对应，通过这种设置方式可使得喷油器500在安装于喷油器安装部120上时，能够将油喷射于换气通道200内的凸轮构件310上，可避免由于湿壁而产生的积碳附着在预燃室100内壁这一问题的发生。

进一步地，本实施例还提供了一种汽油机预燃室组件，如图1所示，进气喷孔130相比于排气喷孔140更加靠近换气通道200，且进气喷孔130的孔径大于排气喷孔140的孔径。

具体地，进气喷孔130可以为1.2mm、1.3mm、1.4mm等，排气喷孔140可以为1.1mm、1.2mm、1.3mm等，进气喷孔130比排气喷孔140的孔径可以大0.1mm、0.2mm、0.3mmm等，其具体可根据实际设计和使用需求设定，本实施例对此不做限定。

更进一步，在本实施例中，为保证凸轮构件310与换气通道200的内壁面紧密配合，可以是将凸轮构件310设置成“水滴状”，具体可参见图1-图7所示的结构。

需要说明的是，进气喷孔130相比于排气喷孔140更加靠近换气通道200是为了使得换气通道200内的空气更好的进入主燃室600内，同时也便于凸轮构件310与换气通道200内侧壁摩擦刮落的积碳能够落入主燃室600。进气喷孔130的孔径大于排气喷孔140的孔径是因为进气侧温度相对排气侧的较低，需要更大的喷孔喷出更多的火焰引燃混合气，由此使得进排气侧的火焰传播均匀，减少主燃室600内进排气侧混合气不对称导致的燃烧时混合气对活塞的侧向力，进而降低活塞与缸体10的摩擦力。另外，进气喷孔130的孔径较大便于凸轮构件310与换气通道200内侧壁摩擦刮落的积碳更多的进入主燃室600内，使得清除积碳更为顺畅。

进一步地，本实施例中的汽油机预燃室组件还应设置驱动部件，该驱动部件与汽车的电子控制单元(ECU)电性连接，且在驱动部件的输出轴与转轴320传动连接，在使用过程中，通过电子控制单元(ECU)控制驱动部件联动转轴320并带动凸轮构件310相对于换气通道200的壁面转动，进而使得凸轮构件310对积碳的清除工作。

需要理解的是，本实施方式中的驱动部件可以是本领域技术人员常见的伺服电机、步进电机等各种电机中的任意一种，其具体可根据实际设计和使用需求设定，本实施方式对此不做限定。

本实施例提供了一种汽油机预燃室组件，如图1-图7所示，包括缸体10，缸体10包括预燃室100、以及设置于预燃室100的一侧，连通预燃室100与外部的换气通道200。其中，预燃室100的一端间隔设置有火花塞安装部110和喷油器安装部120，另一端间隔设置有与汽油机的主燃室600连通的进气喷孔130和排气喷孔140。汽油机预燃室组件还包括积碳清除组件300，积碳清除组件300可转动地设置于换气通道200靠近预燃室100的开口位置。可以通过其换气通道200中设置的积碳清除组件300的转动，对预燃室100进行扫气并排出废气，减少由废气排出不顺畅加剧不完全燃烧导致的大量碳烟的产生，进而大大减少了预燃室100的积碳量。另外，积碳清除组件300与喷油器安装部120相对应，使得喷油器500向火花塞400喷油时正好打在积碳清除组件300的侧壁上，燃油沾壁后因为燃烧而产生的碳烟会附着于积碳清除组件300上，积碳清除组件300能够与换气通道200的下侧壁摩擦，以将附着于积碳清除组件300上的积碳进行清理，可进一步避免汽油机预燃室100存在积碳的问题。

实施例2：

本发明的另一实施例提供了一种汽油机总成，请参见实施例1中的图1-图7，包括火花塞400和喷油嘴，还包括的汽油机预燃室组件。其中，缸体10还具有主燃室600，主燃室600位于预燃室100靠近进气喷孔130和排气喷孔140的一端，主燃室600与预燃室100通过进气喷孔130和排气喷孔140连通。喷油嘴安装于喷油嘴安装部上，火花塞400安装于火花塞安装部110上，且喷油嘴的喷油口朝向所述换气通道200。

具体地，本实施例中汽油机总成工作原理如下：

在汽油机的压缩和做功冲程，凸轮构件310始终如图1所示不动，凸轮构件310的下壁面面经过换气通道200下表面“Z”字形的下部阶段，并将换气通道200进行阻挡，此时弹簧340处于压缩状态，为最小位移位置，滑块350受弹簧340弹力作用，期间预燃室100内的喷油器500喷射燃油，撞击在凸轮构件310的壁面上，火花塞400将撞击在凸轮构件310的壁面上燃油进行点燃。

在汽油机排气和进气冲程中，电子控制单元(ECU)控制驱动部件联动凸轮构件310动作并具有以下几个阶段，请参见图2-图6所示的状态，在第一阶段中，预燃室100内混合气已经燃烧并喷射进入主燃室600。此时凸轮构件310向预燃室100内旋转(如图2所示的状态)，将预燃室100内残余废气压出预燃室100进入主燃室600。而换气通道200内的新鲜空气也通过凸轮构件310上表面进入预燃室100。

在第二阶段中，对于预燃室100的壁面残留积碳，通过凸轮构件310的旋转，与换气通道200下表面摩擦清除，由此积碳剥落并随着空气通过预燃室100喷孔进入主燃室600。凸轮构件310继续旋转，当凸轮构件310大径端(即图示中的圆形面)经过换气通道200下壁面“Z”字形的下部与上坡阶段的交界处时，弹簧340处于压缩状态(如图3所示的状态)，为最小位移位置，滑块350受弹簧340弹力作用。

在第三阶段中，凸轮构件310的圆形面经过换气通道200下表面“Z”字形的上坡阶段，凸轮构件310的圆形面脱离换气通道200下表面“Z”字形的上坡面，凸轮构件310受弹簧340作用，凸轮构件310的圆形面远离转轴320，此时弹簧340为最大位移位置。凸轮构件310的尖端旋转出预燃室100，而凸轮构件310的圆形面旋转并进入换气通道200(如图4所示的状态)。

在第四阶段中，如图6和图6所示，凸轮构件310的圆形面进入预燃室100内，凸轮构件310受弹簧340作用，凸轮构件310的圆形面远离转轴320，此时弹簧340为最大位移位置(如图5所示的状态)。此时凸轮构件310的小径端(即图示中凸轮构件310的尖端)在换气通道200内，而凸轮构件310的圆形面将预燃室100内气体通过预燃室100喷孔泵入主燃室600。凸轮构件310的圆形面和尖端均回归进入换气通道200内(如图6所示)，凸轮构件310的圆形面开始受换气通道200下表面“Z”字形的下部阶段作用力，弹簧340受凸轮构件310的圆形面底部和滑块350的共同挤压作用，弹簧340位移量逐渐减少。最后，凸轮构件310继续旋转，回归到初始状态。

需要说明的是，使用了汽油机预燃室组件的汽油机总成可通过其积碳清灰组件的转动，对预燃室100进行扫气并排出废气，减少由废气排出不顺畅加剧不完全燃烧导致的大量碳烟的产生，进而大大减少了预燃室100的积碳量。另外，凸轮构件310的侧面与喷油器安装部120相对应，使得喷油器500向火花塞400喷油时正好打在积碳清除组件300的侧壁上，燃油沾壁后因为燃烧而产生的碳烟会附着于积碳清除组件300上，积碳清除组件300能够与换气通道200的下侧壁摩擦，以将附着于积碳清除组件300上的积碳进行清理，进一步避免了汽油机预燃室100存在积碳的问题，保证了主燃室600燃烧的充分性。另外，积碳清灰组件的转动可加快预燃室100的冷却速度，进而提高气缸的安全性能。该汽油机总成可以在其预燃室100内进行预燃烧，产生稳定的火焰后再传递至主燃室600中进行燃烧，提高了汽油机的燃烧效率。

虽然通过参照本发明的某些优选实施方式，已经对本发明进行了图示和描述，但本领域的普通技术人员应该明白，以上内容是结合具体地实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。本领域技术人员可以在形式上和细节上对其作各种改变，包括做出若干简单推演或替换，而不偏离本发明的精神和范围。

Claims (14)

1.一种汽油机预燃室组件，包括缸体，所述缸体包括预燃室、以及设置于所述预燃室的一侧，连通所述预燃室与外部的换气通道；其中

所述预燃室的一端间隔设置有火花塞安装部和喷油器安装部，另一端间隔设置有与汽油机的主燃室连通的进气喷孔和排气喷孔；其特征在于，

还包括积碳清除组件，所述积碳清除组件可转动地设置于所述换气通道靠近所述预燃室的开口位置；其中

当所述汽油机处于压缩做功冲程时，所述积碳清除组件至少部分地阻挡所述换气通道的开口、且所述积碳清除组件的一侧表面与所述喷油器安装部相对；并且

当所述汽油机处于排气或进气冲程时，所述积碳清除组件向所述预燃室内旋转，并且所述积碳清除组件的所述一侧表面与所述换气通道远离所述火花塞安装部的内壁面抵接；

所述积碳清除组件包括凸轮构件、转轴和弹性施压部件；其中

所述转轴设置于所述换气通道内，所述凸轮构件与所述转轴传动连接，并且能够随着所述转轴在所述换气通道内转动；所述弹性施压部件设置于所述转轴与所述凸轮构件之间，推动所述凸轮构件相对于所述转轴平移；并且

所述弹性施压部件包括弹簧和滑块，所述凸轮构件上设置有导向槽；其中，

所述滑块固定连接于所述转轴上，且所述滑块可平移地设置于所述导向槽内；并且

所述弹簧设置于所述导向槽内、靠近所述凸轮构件的大径端的一侧，且所述弹簧的一端与所述滑块抵接，另一端与所述导向槽的相应一端的内壁抵接。

2.如权利要求1所述的汽油机预燃室组件，其特征在于，其中

当所述汽油机处于压缩做功冲程时，所述凸轮构件位于所述换气通道内、至少部分地阻挡所述换气通道的开口、且所述凸轮构件的一侧表面与所述喷油器安装部相对；并且

当所述汽油机处于排气或进气冲程时，所述凸轮构件的小径侧朝向所述预燃室内旋转，并且通过所述弹簧的预紧力使得所述凸轮构件的大径侧表面与所述换气通道远离所述火花塞安装部的内壁面抵接。

3.如权利要求2所述的汽油机预燃室组件，其特征在于，在垂直于所述转轴的延伸方向截取的所述缸体的截面图中，所述换气通道靠近所述预燃室的开口处尺寸增大，并且所述换气通道远离所述火花塞安装部的内壁面呈阶梯面。

4.如权利要求3所述的汽油机预燃室组件，其特征在于，所述阶梯面的相邻两个阶梯之间平滑过渡。

5.如权利要求2所述的汽油机预燃室组件，其特征在于，所述喷油器安装部和所述火花塞安装部均设置为孔状结构，且所述火花塞安装部相比于所述喷油器安装部更加靠近所述换气通道。

6.如权利要求2所述的汽油机预燃室组件，其特征在于，所述进气喷孔相比于所述排气喷孔更加靠近所述换气通道，且所述进气喷孔的孔径大于所述排气喷孔的孔径。

7.一种汽油机预燃室组件，包括缸体，所述缸体包括预燃室、以及设置于所述预燃室的一侧，连通所述预燃室与外部的换气通道；其中

所述预燃室的一端间隔设置有火花塞安装部和喷油器安装部，另一端间隔设置有与汽油机的主燃室连通的进气喷孔和排气喷孔；其特征在于，

还包括积碳清除组件，所述积碳清除组件可转动地设置于所述换气通道靠近所述预燃室的开口位置；其中

当所述汽油机处于压缩做功冲程时，所述积碳清除组件至少部分地阻挡所述换气通道的开口、且所述积碳清除组件的一侧表面与所述喷油器安装部相对；并且

当所述汽油机处于排气或进气冲程时，所述积碳清除组件向所述预燃室内旋转，并且所述积碳清除组件的所述一侧表面与所述换气通道远离所述火花塞安装部的内壁面抵接；

所述积碳清除组件包括凸轮构件、转轴、弹簧和滑块；并且

所述换气通道的内壁上设置有导向槽；其中，

所述转轴设置于所述换气通道内，所述凸轮构件与所述转轴传动连接，并且能够随着所述转轴在所述换气通道内转动；

所述滑块固定连接于所述转轴上、并可平移地设置于所述导向槽内；

所述弹簧设置于所述导向槽内、位于所述换气通道内更靠近所述火花塞安装部的一侧，且所述弹簧的一端与所述滑块抵接，另一端与所述导向槽的内壁端部抵接。

8.如权利要求7所述的汽油机预燃室组件，其特征在于，其中

当所述汽油机处于压缩做功冲程时，所述凸轮构件位于所述换气通道内、至少部分地阻挡所述换气通道的开口、且所述凸轮构件的一侧表面与所述喷油器安装部相对；并且

当所述汽油机处于排气或进气冲程时，所述凸轮构件的小径侧朝向所述预燃室内旋转，并且通过所述弹簧的预紧力使得所述凸轮构件的大径侧表面与所述换气通道远离所述火花塞安装部的内壁面抵接。

9.如权利要求8所述的汽油机预燃室组件，其特征在于，在垂直于所述转轴的延伸方向截取的所述缸体的截面图中，所述换气通道靠近所述预燃室的开口处尺寸增大，并且所述换气通道远离所述火花塞安装部的内壁面呈阶梯面。

10.如权利要求9所述的汽油机预燃室组件，其特征在于，所述阶梯面的相邻两个阶梯之间平滑过渡。

11.如权利要求8所述的汽油机预燃室组件，其特征在于，所述喷油器安装部和所述火花塞安装部均设置为孔状结构，且所述火花塞安装部相比于所述喷油器安装部更加靠近所述换气通道。

12.如权利要求8所述的汽油机预燃室组件，其特征在于，所述进气喷孔相比于所述排气喷孔更加靠近所述换气通道，且所述进气喷孔的孔径大于所述排气喷孔的孔径。

13.一种汽油机总成，包括火花塞和喷油器，其特征在于，还包括权利要求1-6任一项所述的汽油机预燃室组件；其中，

所述缸体还具有主燃室，所述主燃室位于所述预燃室靠近所述进气喷孔和所述排气喷孔的一端，所述主燃室与所述预燃室通过所述进气喷孔和所述排气喷孔连通；

所述喷油器安装于所述喷油器安装部上，所述火花塞安装于所述火花塞安装部上，且所述喷油器的喷油口朝向所述换气通道。

14.一种汽油机总成，包括火花塞和喷油器，其特征在于，还包括权利要求7-12任一项所述的汽油机预燃室组件；其中，

所述缸体还具有主燃室，所述主燃室位于所述预燃室靠近所述进气喷孔和所述排气喷孔的一端，所述主燃室与所述预燃室通过所述进气喷孔和所述排气喷孔连通；

所述喷油器安装于所述喷油器安装部上，所述火花塞安装于所述火花塞安装部上，且所述喷油器的喷油口朝向所述换气通道。

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