CN114856796B - 燃烧结构及具有其的发动机 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种燃烧结构及具有其的发动机，燃烧结构包括缸体，缸体上设置有燃烧室和与燃烧室连通的进气道；预燃室，预燃室设置在缸体上，预燃室的侧壁上设置有与进气道连通的第一扫气孔；座圈，座圈设置在进气道内，座圈与预燃室连接，座圈上设置有与第一扫气孔连通的第二扫气孔；进气门部件，进气门部件在座圈内可移动地设置，以封堵或释放第二扫气孔,本发明提的燃烧结构解决了带扫气的预燃室结构复杂的问题。

Description

燃烧结构及具有其的发动机

技术领域

本发明涉及发动机领域，具体而言，涉及一种燃烧结构及具有其的发动机。

背景技术

发动机的预燃室相较于主燃室体积更小，结构较为复杂，内部燃烧过后会产生高温废气，因连通预燃室与主燃室的喷孔狭小，预燃室点燃后的残余废气不能在排气冲程及下一次燃烧的进气冲程全部排出到主燃室，导致预燃室内的残余废气系数较大。较大的残余废气系数会导致预燃室点火能量下降，下一循环失火。燃油在体积较小的预燃室中需经过雾化与蒸发过程，这就易存在燃油碰壁的问题，导致燃烧变差和积碳。这些问题都会降低燃烧的稳定性，进而影响热效率和排放。因此，对预燃室进行扫气是十分必要的，

然而，现有技术中，带扫气的预燃室需要高压气瓶或提前制备混合气，提前制备混合气需要加热装置或喷射器或混合腔等，加热装置的安装、操作复杂，且带扫气的预燃室体积较大，缸径较小的汽油机缸盖空间较小，带扫气的预燃室难以在小缸径的发动机上安装。另一方面，添加的高压气瓶、喷射器、管路等装置，使得预燃室的价格较高。并且复杂的带扫气的预燃室装置零件较多，减少了系统的可靠性和可维护性。因此，现有的带扫气的预燃室存在结构复杂的问题。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种燃烧结构及具有其的发动机，以解决现有技术中的带扫气的预燃室结构复杂的问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种燃烧结构，包括：缸体，缸体上设置有燃烧室和与燃烧室连通的进气道；预燃室，预燃室设置在缸体上，预燃室的侧壁上设置有与进气道连通的第一扫气孔；座圈，座圈设置在进气道内，座圈与预燃室连接，座圈上设置有与第一扫气孔连通的第二扫气孔；进气门部件，进气门部件在座圈内可移动地设置，以封堵或释放第二扫气孔。

进一步地，座圈内具有连通通道，连通通道为圆柱体结构，进气门部件包括与连通通道相配合的密封部。

进一步地，进气门部件包括推杆部件，推杆部件与缸体相对可移动地连接，推杆部件的延伸方向与预燃室的延伸方向相互平行地设置。

进一步地，缸体上设置有安装槽，预燃室设置在安装槽内，预燃室的至少部分位于安装槽的外部，第一扫气孔设置在位于安装槽外部的预燃室的侧壁上。

进一步地，安装槽的底部设置有第一安装孔，第一安装孔内设置有预燃室喷油器，以通过预燃室喷油器向预燃室内喷射燃料；安装槽的底部设置有第二安装孔，第二安装孔内设置有预燃室点火装置，预燃室点火装置上设置有用于引燃燃料的火花塞；其中，第一安装孔和第二安装孔的延伸方向相互平行。

进一步地，缸体上设置有第三安装孔，第三安装孔位于第一安装孔远离安装槽的一侧，第三安装孔内设置有气体浓度传感器。

进一步地，预燃室包括：容纳壳体，容纳壳体插设在安装槽内，容纳壳体为圆柱形结构；出气头，出气头与容纳壳体连接，出气头为部分的球形结构，出气头上设置有多个喷孔，多个喷孔相间隔地设置。

进一步地，第一扫气孔和第二扫气孔均为长方形通孔；和/或，第一扫气孔为多个，多个第一扫气孔相间隔地设置，第二扫气孔为多个，多个第二扫气孔与多个第一扫气孔一一对应地设置。

进一步地，燃烧结构还包括：喷油器，喷油器设置在缸体上，喷油器的喷油嘴位于进气道内；和/或，排气道和排气门部件，排气道设置在缸体上，排气道与燃烧室连通；排气门部件可移动地设置在缸体上，以打开或关闭排气道。

根据本发明的另一方面，提供了一种发动机，包括燃烧结构，燃烧结构为上述的燃烧结构。

应用本发明的技术方案，本发明的燃烧结构包括缸体，缸体上设置有燃烧室和与燃烧室连通的进气道；预燃室，预燃室设置在缸体上，预燃室的侧壁上设置有与进气道连通的第一扫气孔；座圈，座圈设置在进气道内，座圈与预燃室连接，座圈上设置有与第一扫气孔连通的第二扫气孔；进气门部件，进气门部件在座圈内可移动地设置，以封堵或释放第二扫气孔。采用上述设置，当需要对预燃室进行扫气时，通过向进气道内通入气流，气流经过第二扫气孔和第一扫气孔后就能够进入预燃室内，无需设置气流的通道，简化了扫气的结构，提升了扫气效率，解决了带扫气的预燃室结构复杂的问题。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1示出了根据本发明的燃烧结构的实施例的结构示意图；

图2示出了图1中的燃烧结构的局部放大图；

图3示出了本发明的燃烧结构的进气门部件的结构示意图；

图4示出了本发明的燃烧结构的座圈的结构示意图；

图5示出了本发明的燃烧结构的第二扫气孔的结构示意图；

图6示出了本发明的燃烧结构的气体浓度传感器的结构示意图；

图7示出了本发明的燃烧结构的预燃室的结构示意图；

图8示出了本发明的燃烧结构的预燃室的出气头的结构示意图；

图9示出了本发明的燃烧结构的实施例二的结构示意图；

图10示出了本发明的燃烧结构的实施例三的结构示意图；

图11示出了本发明的燃烧结构的实施例四的结构示意图；

图12示出了本发明的燃烧结构的实施例六的结构示意图；

图13示出了本发明的燃烧结构的实施例七的结构示意图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

100、缸体；102、第一安装孔；103、第二安装孔；6、气体浓度传感器；7、第三安装孔；8、预燃室喷油器；9、预燃室点火装置；10、槽底；11、排气门部件；12、排气门导管；13、排气道；14、排气门座圈；

1、进气道；2、喷油器；3、喷油器安装孔；4、进气门部件；41、密封部；42、推杆部件；5、进气门导管；15、预燃室；18、第一扫气孔；19、燃烧室；191、容纳壳体；192、出气头；17、喷孔；20、座圈；201、第二扫气孔；202、连通通道；21、活塞。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

参见图1至图13，本实施例的燃烧结构包括：缸体100，缸体100上设置有燃烧室19和与燃烧室19连通的进气道1；预燃室15，预燃室15设置在缸体100上，预燃室15的侧壁上设置有与进气道1连通的第一扫气孔18；座圈20，座圈20设置在进气道1内，座圈20与预燃室15连接，座圈20上设置有与第一扫气孔18连通的第二扫气孔201；进气门部件4，进气门部件4在座圈20内可移动地设置，以封堵或释放第二扫气孔201。采用上述设置，当需要对预燃室15进行扫气时，通过向进气道1内通入气流，气流经过第二扫气孔201和第一扫气孔18后就能够进入预燃室15内，无需设置气流的通道，简化了扫气的结构，提升了扫气效率，解决了带扫气的预燃室结构复杂的问题。

在本实施例的燃烧结构中，参见图1、图4，座圈20内具有连通通道202，连通通道202为圆柱体结构，进气门部件4包括与连通通道202相配合的密封部41。

参见图1至图4，在本实施例的燃烧结构中，进气门部件4包括推杆部件42，推杆部件42与缸体100相对可移动地连接，推杆部件42的延伸方向与预燃室15的延伸方向相互平行地设置。

在本实施例的燃烧结构中，参见图1，缸体100上设置有安装槽，预燃室15设置在安装槽内，预燃室15的至少部分位于安装槽的外部，第一扫气孔18设置在位于安装槽外部的预燃室15的侧壁上。

参见图1、图6，在本实施例的燃烧结构中，安装槽的底部设置有第一安装孔102，第一安装孔102内设置有预燃室喷油器8，以通过预燃室喷油器8向预燃室15内喷射燃料；安装槽的底部设置有第二安装孔103，第二安装孔103内设置有预燃室点火装置9，预燃室点火装置9上设置有用于引燃燃料的火花塞；其中，第一安装孔102和第二安装孔103的延伸方向相互平行。

在本实施例的燃烧结构中，参见图1、图6，缸体100上设置有第三安装孔7，第三安装孔7位于第一安装孔102远离安装槽的一侧，第三安装孔7内设置有气体浓度传感器6。

参见图7，在本实施例的燃烧结构中，预燃室15包括：容纳壳体191，容纳壳体191插设在安装槽内，容纳壳体191为圆柱形结构；出气头192，出气头192与容纳壳体191连接，出气头192为部分的球形结构，出气头192上设置有多个喷孔17，多个喷孔17相间隔地设置。

在本实施例的燃烧结构中，参见图1、图4，第一扫气孔18和第二扫气孔201均为长方形通孔；和/或，第一扫气孔18为多个，多个第一扫气孔18相间隔地设置，第二扫气孔201为多个，多个第二扫气孔201与多个第一扫气孔18一一对应地设置。

参见图1，在本实施例的燃烧结构中，燃烧结构还包括：喷油器2，喷油器2设置在缸体100上，喷油器2的喷油嘴位于进气道1内；和/或，排气道13和排气门部件11，排气道13设置在缸体100上，排气道13与燃烧室19连通；排气门部件11可移动地设置在缸体100上，以打开或关闭排气道13。

本实施例的发动机，包括燃烧结构，燃烧结构为上述的燃烧结构。

对本发明的一个实施方式的说明如下：

本实施例的燃烧结构，利用进气道内进气时气体对预燃室进行扫气，将预燃室内的废气扫入到燃烧室中，保证在点火时不会因预燃室内残余废气过多导致点火能量下降甚至失火。也可使燃油在预燃室中雾化、蒸发的更完全，减少燃油碰壁导致的燃烧变差和积碳的问题，进而提高燃烧的稳定性，提高热效率，降低排放。

本实施例的燃烧结构包括混合气体浓度传感器6、预燃室喷油器8、预燃室点火装置9、预燃室15、喷孔17、第一扫气孔18和进气门座圈20。如图1和图2所示。

预燃室15和进气门座圈20直接连接，在进气时，将进气道1内的气体直接经由进气门座圈20，通过第一扫气孔18输送至预燃室15中，将预燃室15中的废气通过喷孔17，扫入道燃烧室19中。

通过进气门部件4的开和关，控制进气道1内的气体对预燃室15扫气的开始和结束。

混合气体浓度传感器6监测在预燃室15内的火花塞附近的混合气浓度，混合气体浓度传感器6位于第三安装孔7中，火花塞位于预燃室点火装置9的下方，进而判断通过预燃室喷油器8向预燃室15中喷入的燃料量，以达到最易点燃的混合气浓度，预燃室喷油器8和预燃室点火装置9位于安装槽的槽底10中。

气门的开启状态见图1中进气门部件4与进气门座圈20之间的位置关系，气门的关闭状态见图1中排气门部件11与排气门座圈14之间的位置关系。

发动机处于进气冲程时，进气门部件4沿进气门导管5向下移动，进气门部件4打开，进气门座圈20和预燃室15直接连通，进气道1内的气体沿进气道1，第一扫气孔18、进气门座圈20、进入到预燃室15中，预燃室15内的废气通过喷孔17进入到燃烧室19中，进气道1内的气体开始对预燃室15进行扫气。位于喷油器安装孔3中的喷油器2将燃油喷入到进气道1中。

发动机处于压缩冲程时，燃烧室19内的油气混合物被压入预燃室15内腔中。此时，进气门部件4处于关闭状态，进气门座圈20和预燃室15断开，进气道1内的气体对预燃室15的扫气结束。预燃室喷油器8向预燃室15内腔喷入少量的燃料，混合气体浓度传感器6监测在点火时刻附近，预燃室15内的火花塞附近的混合气浓度，混合气体浓度传感器6位于第三安装孔7中，火花塞位于预燃室点火装置9的下方，进而判断通过预燃室喷油器8向预燃室15中喷入的燃料量，以在预燃室15内形成最佳浓度的可燃混合气，预燃室喷油器8和点火装置9位于安装槽的槽底10中。

压缩冲程末端，预燃室点火装置9中的火花塞引燃预燃室15内腔的油气混合物。预燃室15内腔的压力上升，预燃室15内被点燃的高温混合气体能通过喷孔17喷进燃烧室19，并点燃燃烧室19内的被压缩的高温高压混合气体。

发动机处于做功冲程时，燃烧室19内的高温高压混合气体被从预燃室15喷射孔喷出的高温混合气体点燃，快速燃烧，压力和温度快速增加，推动活塞21向下运功。

发动机处于排气冲程时，排气门部件11沿排气门导管12向下运动，排气门部件11开启，活塞21向上运动，已经燃烧过的废气从燃烧室19经排气门部件11进入排气道13，从而排出燃烧室19。

实施例一：

参见图8，在本实施例中，预燃室15内被点燃的高温混合气体能通过喷孔17喷进燃烧室19，喷孔17为两个，两个喷孔17沿第一预设方向间隔布置，这样能够使预燃室15内的气体均匀地喷射到燃烧室19中。

实施例二：

参见图9，在本实施例中，预燃室15内被点燃的高温混合气体能通过喷孔17喷进燃烧室19，喷孔17为四个，其中，两个喷孔17沿第一预设方向间隔布置，另外两个喷孔17沿第二预设方向间隔布置，这样能够使预燃室15内的气体均匀地喷射到燃烧室19中。

实施例三：

参见图10，在本实施例中，预燃室15内被点燃的高温混合气体能通过喷孔17喷进燃烧室19，喷孔17为三个，两个喷孔17沿第一预设方向间隔布置，第三个喷孔17位于其他两个喷孔17之间，这样能够使预燃室15内的气体喷射到燃烧室19中受到的阻力减小。

实施例四：

参见图11，在本实施例中，预燃室15内被点燃的高温混合气体能通过喷孔17喷进燃烧室19，喷孔17为五个，其中，两个喷孔17沿第一预设方向间隔布置，另外两个喷孔17沿第二预设方向间隔布置，第三个喷孔17位于其他四个喷孔17之间。

实施例五：

参见图4，在本实施例中，第一扫气孔18为长条形孔。

实施例六：

参见图12，在本实施例中，第一扫气孔18为多个长条形孔。

实施例七：

参见图13，在本实施例中，第一扫气孔18为圆形孔。

需要说明的是，第一扫气孔18的数量和形状可以依据需求进行适应性地调整。

从以上的描述中，可以看出，本发明上述的实施例实现了如下技术效果：

本发明的燃烧结构包括缸体100，缸体100上设置有燃烧室19和与燃烧室19连通的进气道1；预燃室15，预燃室15设置在缸体100上，预燃室15的侧壁上设置有与进气道1连通的第一扫气孔18；座圈20，座圈20设置在进气道1内，座圈20与预燃室15连接，座圈20上设置有与第一扫气孔18连通的第二扫气孔201；进气门部件4，进气门部件4在座圈20内可移动地设置，以封堵或释放第二扫气孔201。采用上述设置，当需要对预燃室15进行扫气时，通过向进气道1内通入气流，气流经过第二扫气孔201和第一扫气孔18后就能够进入预燃室15内，无需设置气流的通道，简化了扫气的结构，提升了扫气效率，解决了带扫气的预燃室结构复杂的问题。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本申请的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：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讨论。

在本申请的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本申请保护范围的限制。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种燃烧结构，其特征在于，包括：

缸体(100)，所述缸体(100)上设置有燃烧室(19)和与所述燃烧室(19)连通的进气道(1)；

预燃室(15)，所述预燃室(15)设置在所述缸体(100)上，所述预燃室(15)的侧壁上设置有与所述进气道(1)连通的第一扫气孔(18)；

座圈(20)，所述座圈(20)设置在所述进气道(1)内，所述座圈(20)与所述预燃室(15)连接，所述座圈(20)上设置有与所述第一扫气孔(18)连通的第二扫气孔(201)；

进气门部件(4)，所述进气门部件(4)在所述座圈(20)内可移动地设置，以封堵或释放所述第二扫气孔(201)；

所述座圈(20)内具有连通通道(202)，所述连通通道(202)为圆柱体结构，所述进气门部件(4)包括与所述连通通道(202)相配合的密封部(41)；其中，所述密封部(41)为圆柱体结构；

其中，所述第一扫气孔(18)和所述第二扫气孔(201)均为长条形孔，所述长条形孔沿所述进气门部件(4)的移动方向延伸。

2.根据权利要求1所述的燃烧结构，其特征在于，所述进气门部件(4)包括推杆部件(42)，所述推杆部件(42)与所述缸体(100)相对可移动地连接，所述推杆部件(42)的延伸方向与所述预燃室(15)的延伸方向相互平行地设置。

3.根据权利要求1所述的燃烧结构，其特征在于，所述缸体(100)上设置有安装槽，所述预燃室(15)设置在所述安装槽内，所述预燃室(15)的至少部分位于所述安装槽的外部，所述第一扫气孔(18)设置在位于所述安装槽外部的预燃室(15)的侧壁上。

4.根据权利要求3所述的燃烧结构，其特征在于，

所述安装槽的底部设置有第一安装孔(102)，所述第一安装孔(102)内设置有预燃室喷油器(8)，以通过所述预燃室喷油器(8)向所述预燃室(15)内喷射燃料；

所述安装槽的底部设置有第二安装孔(103)，所述第二安装孔(103)内设置有预燃室点火装置(9)，所述预燃室点火装置(9)上设置有用于引燃所述燃料的火花塞；

其中，所述第一安装孔(102)和所述第二安装孔(103)的延伸方向相互平行。

5.根据权利要求4所述的燃烧结构，其特征在于，所述缸体(100)上设置有第三安装孔(7)，所述第三安装孔(7)位于所述第一安装孔(102)远离所述安装槽的一侧，所述第三安装孔(7)内设置有气体浓度传感器(6)。

6.根据权利要求3所述的燃烧结构，其特征在于，所述预燃室(15)包括：

容纳壳体(191)，所述容纳壳体(191)插设在所述安装槽内，所述容纳壳体(191)为圆柱形结构；

出气头(192)，所述出气头(192)与所述容纳壳体(191)连接，所述出气头(192)为部分的球形结构，所述出气头(192)上设置有多个喷孔(17)，多个所述喷孔(17)相间隔地设置。

7.根据权利要求1所述的燃烧结构，其特征在于，

所述第一扫气孔(18)和所述第二扫气孔(201)均为长方形通孔；和/或，

所述第一扫气孔(18)为多个，多个所述第一扫气孔(18)相间隔地设置，所述第二扫气孔(201)为多个，多个所述第二扫气孔(201)与多个所述第一扫气孔(18)一一对应地设置。

8.根据权利要求1所述的燃烧结构，其特征在于，所述燃烧结构还包括：

喷油器(2)，所述喷油器(2)设置在所述缸体(100)上，所述喷油器(2)的喷油嘴位于所述进气道(1)内；和/或，

排气道(13)和排气门部件(11)，所述排气道(13)设置在所述缸体(100)上，所述排气道(13)与所述燃烧室(19)连通；所述排气门部件(11)可移动地设置在所述缸体(100)上，以打开或关闭所述排气道(13)。

9.一种发动机，包括燃烧结构，其特征在于，所述燃烧结构为权利要求1至8中任一项所述的燃烧结构。