CN115217619B - 扫气装置及其控制方法、汽车 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种扫气装置及其控制方法、汽车。扫气装置至少包括主体、活塞组件以及气门组件。主体内形成有与吸气口以及出气口连通的气体压缩腔；活塞组件安装于气体压缩腔内；活塞组件包括活塞，活塞能够沿气体压缩腔内移动，以使吸气口所在的空间内形成负压状态，从而吸入外部气体；活塞通过移动以封堵出气口，并压缩气体压缩腔内的气体；气门组件用于在气体压缩腔内的气压满足设定压力条件后打开出气口，以输出高压气体扫除预燃室内的废气。本申请能提升预燃室内废气的扫除效率。

Description

扫气装置及其控制方法、汽车

技术领域

本申请涉及发动机技术领域，特别涉及一种扫气装置、一种扫气装置的控制方法以及一种汽车。

背景技术

燃烧室作为汽车发动机的一部分，是供燃料或推进剂在内燃烧产生高温燃气的装置，是一种用耐高温合金材料制作的燃烧设备。它是燃气涡轮发动机、冲压发动机、火箭发动机的重要部件。

发动机至少包括主燃烧室，一些发动机还具有预燃室。采用预燃室射流点火模式的发动机，在预燃室内的混合气燃烧后经预燃室的小孔传播到主燃烧室时可形成高速射流火焰及强和热的自由基射流，同时，形成的射流火焰可作为分散式的能量源点燃主燃烧室内的混合气，并有效提高湍流强度和燃烧速率，有利于减缓爆震倾向，提升压缩比。

然而，由于可燃混合气在预燃室内燃烧后产生的废气会对燃烧稳定性产生影响，进而影响热效率和排放。但是现有技术中的燃烧室废气排放不均匀、不充分，影响燃烧的稳定性以及热效率。

因此，提供一种新的扫气方式来扫除预燃室内的废气已至关重要。

在所述背景技术部分公开的上述信息仅用于加强对本申请的背景的理解，因此它可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

发明内容

本申请的一个目的在于提供能够高效扫除燃烧室内废气的扫气装置。

本申请的另一个目的在于提供一种高效扫除燃烧室内废气的扫气装置的控制方法。

本申请的另一个目的在于提供一种能够高效扫除燃烧室内废气汽车。

为解决上述技术问题，本申请采用如下技术方案：

根据本申请的一个方面，本申请提供了一种扫气装置，扫气装置设置于预燃室的进气管道上，扫气装置至少包括主体、活塞组件以及气门组件。主体上开设有吸气口以及出气口；且主体内形成有与吸气口以及出气口连通的气体压缩腔；出气口与进气管道连通；活塞组件安装于气体压缩腔内；活塞组件包括活塞，活塞能够沿气体压缩腔内移动，以使吸气口所在的空间内形成负压状态，从而吸入外部气体；活塞通过移动以封堵出气口，并压缩气体压缩腔内的气体；气门组件设置在出气口处，以封堵出气口；气门组件用于在气体压缩腔内的气压满足设定压力条件后打开出气口，以输出高压气体扫除预燃室内的废气。

在一些实施例中，活塞将气体压缩腔分隔成第一活动腔室以及第二活动腔室；出气口与第一活动腔室相连，吸气口设于腔壁上；活塞以第一方向沿腔壁移动以使吸气口与第一活动腔室连通，且使第一活动腔室的体积增大以形成负压状态，从而能够通过吸气口吸入外部气体；活塞以第一方向的反方向沿腔壁移动以封堵吸气口且使第一活动腔室密闭，且压缩第一活动腔室内的气体。

在一些实施例中，气体压缩腔包括互相连通的第一腔室以及第二腔室；吸气口贯通第一腔室的腔壁，活塞沿第一腔室的腔壁移动。

在一些实施例中，出气口贯通第二腔室的腔壁；气门组件位于第二腔室内，且封堵于出气口。

在一些实施例中，主体向外延伸形成第一压缩部以及第二压缩部；第一压缩部以及第二压缩部内分别具有一空腔；两个空腔通过一通道连通，以形成气体压缩腔；活塞位于其中一空腔内；活塞具有活塞底座以及活塞杆；在活塞朝向通道移动，且压缩气体压缩腔的情况下，活塞杆位于通道内。

在一些实施例中，活塞组件还包括旋转曲轴以及活动连杆；旋转曲轴的第一端固定于主体上，旋转曲轴的第二端连接活动连杆的第一端，活动连杆的另一端连接活塞；扫气装置还包括控制器，控制器与旋转曲轴以及气门组件控制连接，以根据旋转曲轴的旋转角度和/或位移控制气门组件打开出气口。

在一些实施例中，气体压缩腔内设有第一气压传感器；控制器与第一气压传感器电连接，用于根据第一气压传感器所检测的气压控制气门组件打开出气口。

在一些实施例中，气门组件包括控制阀以及气门；出气口的周向表面设有弹性密封垫；在控制阀控制气门关闭的情况下，弹性密封垫夹设于气门以及出气口之间，以密封气体压缩腔。

在一些实施例中，扫气装置还包括预混合室，预混合室通过吸气管路与吸气口连通；预混合室内设有燃料喷射装置，用于喷射燃料，以在预混合室内混合形成可燃混合气；吸气管路上设有单向气体阀，在气体压缩腔内气压低于预混合室的情况下，单向气体阀导通。

根据本申请的另一方面，还提供了一种扫气装置的控制方法，扫气装置为如前所描述的任一项的扫气装置，控制方法包括：接收扫气指令，控制活塞沿所述气体压缩腔内移动，以使所述吸气口所在的空间内形成负压状态，从而吸入外部气体；控制所述活塞移动以封堵所述出气口，并压缩所述气体压缩腔内的气体；在所述气体压缩腔内的气压满足设定压力条件后，控制所述气门组件打开所述出气口，以输出高压气体扫除预燃室内的废气。

根据本申请的又一方面，还提供了一种汽车，汽车包括主燃烧室、预燃室以及如前所描述的任一项扫气装置；主燃烧室具有排气组件；扫气装置安装于预燃烧室的进气口，用于将预燃烧室内的废气输出至主燃烧室，并通过排气组件排出汽车外部。

由上述技术方案可知，本申请的有益效果为：本申请中，通过活塞的往复移动实现外部气体的引入及对气体压缩腔的增压，从而扩宽扫气装置的可应用气压范围，使预燃室在各气压范围内均能实现稳定扫气，保证燃烧室在各气压范围内的稳定燃烧。另一方面，通过控制气门组件的开启时间点以及开启时长，可使在任意需求时段扫气，能够提升扫气的灵活性，实现扫气效率的提升。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性的，并不能限制本申请。

附图说明

通过参照附图详细描述其示例实施例，本申请的上述和其它目标、特征及优点将变得更加显而易见。

图1是根据本申请一实施例所示的扫气装置的结构示意图。

图2是根据本申请一实施例的第一腔室以及第二腔室的结构示意图。

图3是根据本申请一实施例的扫气装置及预燃室的结构示意图。

图4是根据本申请一实施例提供的扫气装置的结构示意图。

图5是根据本申请一实施例提供扫气装置结合预燃室与发动机装配的示意图。

图6是根据本申请一实施例所示的扫气装置的控制方法的流程图。

图7是根据本申请另一实施例所示的扫气装置的控制方法的流程图。

附图标记说明如下：

10、主体；20、气体压缩腔；30、活塞；50、气门组件；60、预混合室；100、预燃室、400、主燃烧室；

11、吸气口；12、出气口；13、第一压缩部；14、第二压缩部；

111、单向气体阀；112、吸气管路；

201、第一活动腔室；202、第二活动腔室；203、第一腔室；204、第二腔室；

31、活塞底座；32、活塞杆；33、旋转曲轴；34、活动连杆；

51、衔铁；52、弹性件；53、控制阀；54、气门；55、弹性密封垫；

61、燃料喷射装置；62、进气口；

101、进气管道；102、火花塞；103、喷气口；

402、进气道；403、进气门；404、排气道；405、排气门；406、进气道喷油器；407、主燃烧室喷油器。

具体实施方式

尽管本申请可以容易地表现为不同形式的实施方式，但在附图中示出并且在本说明书中将详细说明的仅仅是其中一些具体实施方式，同时可以理解的是本说明书应视为是本申请原理的示范性说明，而并非旨在将本申请限制到在此所说明的那样。

由此，本说明书中所指出的一个特征将用于说明本申请的一个实施方式的其中一个特征，而不是暗示本申请的每个实施方式必须具有所说明的特征。此外，应当注意的是本说明书描述了许多特征。尽管某些特征可以组合在一起以示出可能的系统设计，但是这些特征也可用于其他的未明确说明的组合。由此，除非另有说明，所说明的组合并非旨在限制。

在附图所示的实施方式中，方向的指示(诸如上、下、左、右、前和后)用于解释本申请的各种元件的结构和运动不是绝对的而是相对的。当这些元件处于附图所示的位置时，这些说明是合适的。如果这些元件的位置的说明发生改变时，则这些方向的指示也相应地改变。

现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的范例；相反，提供这些示例实施方式使得本申请的描述将更加全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。附图仅为本申请的示意性图解，并非一定是按比例绘制。图中相同的附图标记表示相同或类似的部分，因而将省略对它们的重复描述。

以下结合本说明书的附图，对本申请的较佳实施方式予以进一步地详尽阐述。

图1是根据本申请一实施例所示的扫气装置的结构示意图。如图1所示，扫气装置至少包括主体10、活塞组件以及气门组件50。主体上开设有吸气口11以及出气口12，且主体内形成有与吸气口11以及出气口12连通的气体压缩腔20。扫气装置设置于预燃室的进气管道上，用于扫除预燃室内的废气。

其中，主体10由耐火刚性材质构成，主体10的各边可使用连接件联结，以形成盒状结构，从而提升结构强度。主体10可包括内、外壳体，气体压缩腔20可于内壳体内形成。

开设于壳体的上出气口12与预燃室的进气管道连接，以能够输出高压气体至预燃室，从而扫除预燃室内的废气。

活塞组件安装于气体压缩腔20内。活塞组件至少包括活塞30，活塞30由热膨胀系数小，比重小，具有较好的减磨性和热强度的材质制成。

活塞能够沿气体压缩腔内移动，以使吸气口所在的空间内形成负压状态，从而可便于吸入外部气体，且活塞通过移动以封堵出气口，并压缩气体压缩腔内的气体；气门组件设置在出气口处，以封堵出气口，气门组件还用于在气体压缩腔内的气压满足设定压力条件后打开出气口，以输出高压气体扫除预燃室内的废气。

由此，在本申请中，通过活塞的往复移动实现外部气体的引入及对气体压缩腔的增压，从而扩宽扫气装置的可应用气压范围，使预燃室在各气压范围内均能实现稳定扫气，保证燃烧室在各气压范围内的稳定燃烧。另一方面，通过控制气门组件50的开启时间点以及开启时长，可使在任意需求时段的扫气，能够提升扫气的灵活性，实现扫气效率的提升。

在一个实施例中，如图1所示，活塞30是能够沿气体压缩腔20的腔壁做往复运动的机件。以活塞30为界，将气体压缩腔20分为第一活动腔室201以及第二活动腔室202。容易理解的，第一活动腔室201以及第二活动腔室202的体积随活塞的移动而变化。具体的，在活塞30运动压缩第一活动腔室201的情况下，第二活动腔室202的体积增大，反之，在活塞30运动压缩第二活动腔室202的情况下，第一活动腔室201的体积将增大。

在该实施例中，通过活塞30的移动实现外部气体的引入以及对第一活动腔室201内气体的压缩。具体的，出气口12被保持于第一活动腔室201中，也就是说，出气口12所在的空间被称为第一活动腔室201，活塞30的移动范围不包含出气口12所在的位置。吸气口11设于腔壁上，且被包含于活塞30的移动范围之内。

第一方向为活塞30远离出气口12的方向。容易理解的，当活塞30远离出气口12运动时，第一活动腔室201的面积增大，气压降低。具体的，活塞30以第一方向沿腔壁移动时，吸气口11被纳入第一活动腔室201中，可使第一活动腔室201的体积继续增大直至形成负压状态，负压状态是指第一活动腔室201内的气压低于外部气压，在气体压力作用下，第一活动腔室201可通过吸气口11主动吸入外部气体。第一方向的反方向即朝向出气口12的方向。在活塞30朝向出气口12移动的过程中，活塞30封堵吸气口11，且第一活动腔室201的体积减少，气压升高。且若活塞30持续朝向出气口12移动，可使第一活动腔室201内的气压持续升高。

气门组件50设置在出气口12处，用于封堵出气口12。气门组件50用于在第一活动腔室201内的气压满足设定压力条件后打开出气口12，以输出高压气体扫除预燃室内的废气。

由此，在该实施例中，一方面，通过活塞30的往复移动实现外部气体的引入及对第一活动腔室201的增压，从而扩宽扫气装置的可应用气压范围，使预燃室在各气压范围内均能实现稳定扫气，保证燃烧室在各气压范围内的稳定燃烧。另一方面，通过控制气门组件50的开启时间点以及开启时长，可使在任意需求时段的扫气，能够提升扫气的灵活性，实现扫气效率的提升。

另外，在发动机处于小负荷工况的情况下，发动机缸内气流运动较弱，主燃烧室废气进入预燃室之后不易排出，导致着火和燃烧稳定性恶化，限制了预燃室在小负荷的应用。因预燃室内部废气无法顺利排出，将导致预燃室内部着火稳定性和燃烧稳定性的恶化，因此也限制了废气再循环(Exhaust Gas Return、EGR)技术在预燃室发动机上的应用。具体的，EGR技术是指把发动机排出的部分废气回送到进气管，并与新鲜混合空气一起再次进入气缸的技术。EGR系统是降低废气中的氮氧化物(NOx)的主要措施。但预燃室内部空间狭小，限制了其废气排放的能力。由此，在废气无法顺利排出时，EGR技术也将受限。

再者，稀薄燃烧被普遍认为是改善发动机热效率和排放的有效手段，且在一定范围内随稀释比率增大，发动机热效率逐渐升高。当采用预燃室发动机的主燃烧室内混合气稀释比较大时，由于汽油燃料需求的点火能量较大，无法在混合气稀释比较大的条件下稳定燃烧，会导致循环波动变大，发动机燃烧性能恶化，这限制了预燃室稀薄燃烧大空燃比条件下的应用。

本申请所提供的扫气装置有利于提升预燃室的燃烧稳定性，进而影响热效率和排放，有利于针对性解决以上种种预燃室在小负荷工况、采用EGR和稀薄燃烧等技术应用时面临的问题，拓宽了预燃室运用的小负荷极限，保证了EGR技术在预燃室上的应用，可进一步拓宽预燃室技术发动机的稀薄燃烧极限。

图2是根据本申请一实施例的第一腔室以及第二腔室的结构示意图。如图2所示，气体压缩腔20可包括互相连通的第一腔室203以及第二腔室204。吸气口贯通第一腔室的腔壁，活塞沿第一腔室的腔壁移动。

具体的，吸气口11和活塞30均设置于第一腔室203中，从而便于活塞30让出或封堵吸气口，便于实现外部气体的引入以及对第一活动腔室的增压，且能够提升压缩组件的工作稳定性。需要说明的是，在该实施例中，活塞30用于压缩第一腔室203内的气体来使第一腔室203和第二腔室204内的气压升高，因此，第一腔室203的体积不可过小，以免影响压缩效果。

出气口12可设置于第一腔室中，示意性的，可位于第一腔室203的底部，以避让活塞30的活动轨迹。在一些实施例中，出气口12也可以贯通于第二腔室204的腔壁，以确保与活塞30活动轨迹分割，气门组件可位于第二腔室204内，且封堵于出气口12，从而使活塞组件与气门组件的活动轨迹即使在扫气装置强烈震动过程中也互不影响，从而提升扫气装置的工作稳定性。

在一些实施例中，吸气口11还可以与吸气管路112连通，吸气管路112内可设有单向气体阀111，从而避免气体压缩腔内的气体流出，从而可进一步提升气体压缩腔的密封性。

图3是根据本申请一实施例的扫气装置及预燃室的结构示意图。如图3所示，主体10向外延伸形成第一压缩部13以及第二压缩部14。第一压缩部13以及第二压缩部14内分别具有一空腔，两个空腔可通过一通道连通，以形成气体压缩腔20。空腔可以为规整的圆柱形或长方体的结构，以提升结构刚度，且易于计算体积和计算压缩率。

在该实施例中，如图3所示，第一活动腔室201为203a以及203b组成的部分。活塞于第二压缩部14内形成的空腔中移动。

在一个实施例中，活塞可具有活塞底座31以及活塞杆32，在活塞朝向通道移动，且压缩气体压缩腔的情况下，活塞杆32位于通道内，从而可使活塞杆占用通道内的体积，从而可使压缩后所形成的气体压缩腔的体积规整，使压缩率的计算和实际实现更为准确。活塞杆32可以与活塞底座31垂直，从而辅助活塞沿该通道移动。

在一些实施例中，活塞可通过旋转曲轴驱动，也就是说，活塞组件还可以包括旋转曲轴33以及活动连杆34。其中，旋转曲轴33的第一端固定于主体10上，旋转曲轴33的第二端连接活动连杆34的第一端，活动连杆34的另一端连接活塞30或活塞底座31，从而可通过控制旋转曲轴33转动来使活动连杆34带动活塞做往复运动。由于旋转曲轴33的旋转位移或旋转角度易于根据控制器的控制信号得知，因此，可根据旋转曲轴的旋转角度和/或旋转位移来获知活塞的位置，进而得到气体压缩腔内的气体的压缩程度，进而控制气门组件打开出气口。

由此，控制器可在多个时刻，示意性的，可在压缩过程中或者压缩进程结束后控制气门组件打开，控制器还可以在旋转曲轴任意设定旋转角度或旋转角度控制气门组件打开出气口，以将高压气体输出至预燃室扫气，实现扫气灵活度的提升。

在一些实施例中，气体压缩腔内设有第一气压传感器，控制器还可以与第一气压传感器电连接，用于根据第一气压传感器所检测的气压控制气门组件打开出气口。由此，可输出至少具有设定压力高压气体来扫除废气。进一步地，在另一个实施例中，预燃室内也可以设有第二气压传感器，第二气压传感器也与控制器连接，在气体压缩腔内的气压大于预燃室内的气压，且预燃室未燃烧的情况下，即可打开出气口扫气，从而进一步提升扫气灵活性以及扫气效率。

在一些实施例中，气门组件可以包括控制阀53以及气门54，出气口的周向表面设有弹性密封垫55，在控制阀53控制气门关闭的情况下，弹性密封垫55夹设于气门54以及出气口之间，以密封第一活动腔室203或气体压缩腔20。具体的，如图3所示，气门组件还包括弹性件52以及衔铁51。气门54包括气门杆，气门杆的一端固定连接衔铁51，另一端固定连接气门堵头。弹性件52可绕设于气门杆上，且两端分别作用于衔铁51和主体。控制阀53可以是电磁阀。在电磁阀通电的情况下，吸引衔铁51下压气门54，使出气口打开。在电磁阀断电的情况下，弹性件52使气门54上提，从而使弹性密封垫55夹设于气门54以及出气口之间，从而提升第一活动腔室203或气体压缩腔20的密封性，保证压缩效果。

在一个实施例中，控制器可以是ECU，ECU与气门组件、活塞组件以及传感器等部件连接，以对扫气装置进行综合控制。

图4是根据本申请一实施例提供的扫气装置的结构示意图。如图4所示，扫气装置还包括预混合室60，预混合室60可通过吸气管路112与吸气口连通，预混合室60用于提供混合燃气至气体压缩腔中压缩，从而使高压混合燃气不但能够扫除废气，还能够用于预燃室燃烧。

具体的，预混合室60内可设有燃料喷射装置61。预混合室内还具有空气进气口62，燃料喷射装置61将燃料喷射至预混合室60中，以在预混合室60内形成回流从而充分与空气混合形成可燃性混合气。其中，燃料喷射装置61所喷入的燃料的量可控，从而可形成浓度合适的可燃混合气。预混合室60可以特意设置的混合室，也可以是空气进气通道中的部分区段，需要说明的是，该进气通道需具备气体喷射能力，从而可使燃料和外部气体混合均匀。吸气管路112内可设有单向气体阀，以避免可燃性混合气回流，且能够提升气体压缩腔的密封性。

预燃室100包括火花塞102、进气管道101以及喷气口103。喷气口用于与主燃烧室连通。

在实际工作过程中，外部控制器或者ECU根据发动机的工况，控制预混合腔内的喷油器喷入一定数量的燃油，在预混合腔内与空气形成浓度可控的可燃混合气，通过曲轴连杆机构控制压缩活塞运动使压缩腔形成一定的真空度，通过真空度将预混合腔内的可燃混合气吸入压缩腔，之后压缩活塞下行运动依靠结构封堵住与压缩腔连通的气道，使压缩腔成为一个密闭空间，压缩活塞继续下行运动压缩压缩腔内的可燃混合气，使压缩腔内的气体压力升高到30～50bar甚至更高，将增压后的可燃混合气体喷入预燃室内时，气门组件由电磁阀控制开启和关闭，喷入气体的时刻可控，可灵活应对实际发动机多种工况的需求，且可在压缩冲程或者压缩上止点将增压后的气体喷入预燃室100内，在火花塞102跳火之前，在火花塞102附近及预燃室100的腔内形成浓度合适、浓度可控的可燃混合气，保证预燃室内着火的稳定性，且可将预燃室内的废气完全扫除。

图5是根据本申请一实施例提供扫气装置结合预燃室与发动机装配的示意图。如图5所示，预燃室通过喷气口主燃烧室连通。

其中，发动机主要包括主燃烧室400，沿主燃烧室400的腔壁移动的主活塞401，设置于主燃烧室400上的进气道402、进气门403、排气道404、排气门405。设置于进气道402上的进气道喷油器406以及设置于主燃烧室400上的主燃烧室喷油器407。

预燃室可通多个环设的喷气口与主燃烧室400连通，自预燃室内扫除的废气自喷气孔进入主燃烧室后，可从排气门405排出。

由此，可实现预燃室和主燃烧室内的废气的扫除。

图6是根据本申请一实施例所示的扫气装置的控制方法的流程图。如图6所示，扫气装置控制方法至少包括以下步骤S601至步数S603。

步骤S601、接收扫气指令，控制活塞沿气体压缩腔内移动，以使吸气口所在的空间内形成负压状态，从而吸入外部气体；

步骤S602、控制活塞移动以封堵出气口，并压缩气体压缩腔内的气体；

步骤S603、在气体压缩腔内的气压满足设定压力条件后，控制气门组件打开出气口，以输出高压气体扫除预燃室内的废气。

由此，通过活塞的往复移动实现外部气体的引入及对气体压缩腔的增压，从而扩宽扫气装置的可应用气压范围，使预燃室在各气压范围内均能实现稳定扫气，保证燃烧室在各气压范围内的稳定燃烧。另一方面，通过控制气门组件的开启时间点以及开启时长，可使在任意需求时段的扫气，能够提升扫气的灵活性，实现扫气效率的提升。

图7是根据本申请另一实施例所示的扫气装置的控制方法的流程图。如图7所示，扫气装置控制方法至少包括以下步骤S701至步数S703。

步骤S701、接收扫气指令，控制活塞以第一方向沿腔壁移动以使吸气口与第一活动腔室连通，且使第一活动腔室的体积增大以形成负压状态，从而能够通过吸气口吸入外部气体。

步骤S702、控制活塞以第一方向的反方向沿腔壁移动以封堵吸气口且使第一活动腔室密闭，以压缩第一活动腔室内的气体。

步骤S703、在第一活动腔室内的气压满足设定压力条件后，控制气门组件打开出气口，以输出高压气体扫除预燃室内的废气。

具体的，扫气指令可通过监测预燃室内的气体状况发出，也可以在设定燃烧进程开始前发出，还可以根据发动机的工况发出。在外部控制器或ECU接收到扫气指令后，通过活塞的驱动机构控制活塞运动使第一活动腔室内形成一定的真空度，通过真空度将预混合腔内或外部的可燃混合气吸入第一活动腔室，之后活塞下行运动依靠活塞结构封堵住与吸气口，使第一活动腔室成为一个密闭空间，活塞继续下行运动压缩压缩腔内的可燃混合气，使压缩腔内的气体压力升高到30～50bar甚至更高，通过外部控制器或ECU判别此时发动机活塞的位置，可以在上止点附近，控制电磁阀工作使出气口开启，输出高压混合气体扫除预燃室内残余废气，并在火花塞附近形成浓度合适的可燃混合气，之后在火花塞跳火之前通过电磁阀控制气门组件关闭，预燃室内开始燃烧。由此，可实现预燃室内的废气扫除，提升扫气效率，可极大的提升预燃室技术下发动机的着火稳定性和稀薄燃烧极限，有效改善预燃室结构限制下发动机的小负荷和EGR技术应用时的着火稳定性,且同时适用于主动预燃室和被动预燃室技术的应用。

根据本申请的又一方面，还提供了一种汽车，汽车包括燃烧室、预燃室以及如前所描述的任一项扫气装置。主燃烧室具有排气组件；扫气装置安装于预燃烧室的进气口，用于将预燃烧室内的废气输出至主燃烧室，并通过排气组件排出汽车外部。由此，通过改善汽车发动机燃烧室的扫气效率可有效改善发动机燃烧室的着火稳定性，进而提升汽车的工作稳定性。

虽然已参照几个典型实施方式描述了本申请，但应当理解，所用的术语是说明和示例性、而非限制性的术语。由于本申请能够以多种形式具体实施而不脱离发明的精神或实质，所以应当理解，上述实施方式不限于任何前述的细节，而应在随附权利要求所限定的精神和范围内广泛地解释，因此落入权利要求或其等效范围内的全部变化和改型都应为随附权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.一种扫气装置，其特征在于，所述扫气装置设置于预燃室的进气管道上，所述扫气装置包括：

主体，所述主体上开设有吸气口以及出气口；且所述主体内形成有与所述吸气口以及所述出气口连通的气体压缩腔；所述出气口与所述进气管道连通；

活塞组件，所述活塞组件安装于所述气体压缩腔内；所述活塞组件包括活塞，所述活塞能够沿所述气体压缩腔内移动，以使所述吸气口所在的空间内形成负压状态，从而吸入外部气体，且所述活塞通过移动以封堵所述出气口，并压缩所述气体压缩腔内的气体；

气门组件，设置在所述出气口处，以封堵所述出气口；所述气门组件用于在所述气体压缩腔内的气压满足设定压力条件后打开所述出气口，以输出高压气体扫除预燃室内的废气。

2.根据权利要求1所述的扫气装置，其特征在于，所述活塞将所述气体压缩腔分隔成第一活动腔室以及第二活动腔室；所述出气口与所述第一活动腔室相连，所述吸气口设置于所述气体压缩腔的腔壁上；所述活塞以第一方向沿所述腔壁移动以使所述吸气口与所述第一活动腔室连通，且使所述第一活动腔室的体积增大以形成负压状态，从而能够通过所述吸气口吸入外部气体；所述活塞以所述第一方向的反方向沿所述腔壁移动以封堵所述吸气口且使所述第一活动腔室密闭，且压缩所述第一活动腔室内的气体。

3.根据权利要求1所述的扫气装置，其特征在于，所述气体压缩腔包括互相连通的第一腔室以及第二腔室；所述吸气口贯通所述第一腔室的腔壁，所述活塞沿所述第一腔室的腔壁移动。

4.根据权利要求1所述的扫气装置，其特征在于，所述主体向外延伸形成第一压缩部以及第二压缩部；所述第一压缩部以及所述第二压缩部内分别具有一空腔；两个所述空腔通过一通道连通，以形成所述气体压缩腔；所述活塞位于其中一所述空腔内；所述活塞具有活塞底座以及活塞杆；在所述活塞朝向所述通道移动，且压缩所述气体压缩腔的情况下，所述活塞杆位于所述通道内。

5.根据权利要求1所述的扫气装置，其特征在于，所述活塞组件还包括旋转曲轴以及活动连杆；所述旋转曲轴的第一端固定于所述主体上，所述旋转曲轴的第二端连接所述活动连杆的第一端，所述活动连杆的另一端连接所述活塞；

所述扫气装置还包括控制器，所述控制器与所述旋转曲轴以及所述气门组件控制连接，以根据所述旋转曲轴的旋转角度和/或位移控制所述气门组件打开所述出气口。

6.根据权利要求1所述的扫气装置，其特征在于，所述气体压缩腔内设有第一气压传感器；控制器与所述第一气压传感器电连接，用于根据所述第一气压传感器所检测的气压控制所述气门组件打开所述出气口。

7.根据权利要求1所述的扫气装置，其特征在于，所述气门组件包括控制阀以及气门；所述出气口的周向表面设有弹性密封垫；在所述控制阀控制所述气门关闭的情况下，所述弹性密封垫夹设于所述气门以及所述出气口之间，以密封所述气体压缩腔。

8.根据权利要求1至7任一项所述的扫气装置，其特征在于，所述扫气装置还包括预混合室，所述预混合室通过吸气管路与所述吸气口连通；所述预混合室内设有燃料喷射装置，用于喷射燃料，以在所述预混合室内混合形成可燃混合气；

所述吸气管路上设有单向气体阀，在所述气体压缩腔内气压低于所述预混合室的气压的情况下，所述单向气体阀导通。

9.一种扫气装置的控制方法，其特征在于，所述扫气装置为如权利要求1至8中任一项所述的扫气装置，所述方法包括：

接收扫气指令，控制所述活塞沿所述气体压缩腔内移动，以使所述吸气口所在的空间内形成负压状态，从而吸入外部气体；

控制所述活塞移动以封堵所述出气口，并压缩所述气体压缩腔内的气体；

在所述气体压缩腔内的气压满足设定压力条件后，控制所述气门组件打开所述出气口，以输出高压气体扫除预燃室内的废气。

10.一种汽车，其特征在于，所述汽车包括主燃烧室、预燃室以及如权利要求1至8中任一项所述的扫气装置；所述主燃烧室具有排气组件；

所述扫气装置安装于所述预燃室的进气口，用于将所述预燃室内的废气输出至所述主燃烧室，并通过所述排气组件排出所述汽车外部。