CN117889010A - 气缸及发动机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及工程机械技术领域，尤其涉及一种气缸及发动机。单向阀用于连接进气管与预燃室，单向阀的阀芯在进气冲程能够在自身重力作用下移动以使单向阀打开，在压缩冲程时因预燃室与进气管的压差作用克服阀芯自身重力移动以使单向阀关闭。单向阀结构简单，通过气缸的不同冲程实现关闭或者打开，与现有技术相比，无需通过弹簧控制阀芯动作即可实现可燃混合气进入到预燃室内参与点火燃烧。进气管能够为主燃烧室和预燃室提供可燃混合气，由于发动机当量控制进气管内的气体为燃气与空气的当量混合气，因此进入到预燃室内的气体也为当量混合气，与现有技术中通过电磁阀控制流量以调整进入预燃室内扫气量相比，结构简单，扫气介质更优，控制更容易。

Description

气缸及发动机

技术领域

本发明涉及工程机械技术领域，尤其涉及一种气缸及发动机。

背景技术

天然气发动机受燃料属性限制，整体燃烧速度慢，导致经济性不足以及排气温度高。采用预燃室点火方案可极大的改善燃烧速度，进而提高燃烧经济性和显著降低排气温度。预燃室分为主动预燃室和被动预燃室，其中被动预燃室的可燃混合气是从气缸内倒灌进入，被动预燃室点火方案结构简单，然而在急加速的过程中，容易扫气不充分导致失火引发动力不足。而主动预燃室的扫气气体是直接从外界进入其内，主动预燃室有辅助扫气装置，扫气充分，急加速过程不容易失火。

然而常规主动预燃室存在如下缺陷：主动预燃室扫气气体通常是空气或燃料或混合气，但几乎无当量混合气方案，并且这些都需要电磁阀控制进入其内的气体的流量，并主要用于稀燃发动机，整体结构和控制较为复杂，同时进气管与主动预燃室之间通过单向阀单向导通，单向阀的阀芯通过弹簧作用下实现闭合，打开时受到弹簧阻力，导致响应速度慢。

因此，亟需一种简单可靠的气缸和发动机，以解决上述当量比控制的技术问题。

发明内容

本发明的目的在于提出一种气缸及发动机，气缸结构简单可靠，能够实现取当量混合气进入预燃室。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

气缸，包括：

缸体、气缸盖和活塞，所述活塞设置于所述缸体内并能够相对于所述缸体往复移动，所述气缸盖设置于所述缸体的顶部，所述气缸盖的内壁与所述活塞的端面形成主燃烧室，所述气缸盖设置有进气门与排气门；

预燃主体，所述预燃主体的内腔形成预燃室，所述主燃烧室与所述预燃室相对设置，所述预燃主体开设有喷孔，所述喷孔连通所述预燃室与所述主燃烧室；

火花塞，与所述预燃主体固定连接，所述火花塞部分伸入所述预燃室内，所述火花塞能够点燃所述预燃室内的可燃混合气；

进气管，分别与所述进气门和所述预燃主体连通，所述进气管通过取气管与所述预燃主体连接，所述进气管能够为所述主燃烧室和所述预燃主体提供可燃混合气；

单向阀，用于连接所述进气管与所述预燃室，所述单向阀的阀芯在发动机进气冲程能够在所述进气管与所述预燃室压差以及阀芯自身重力作用下移动以使单向阀打开，所述单向阀的阀芯能够在压缩冲程时因预燃室与进气管的压差作用力克服所述阀芯自身重力移动以使所述单向阀关闭。

作为上述气缸的一种优选技术方案，所述预燃室体积与所述主燃烧室体积之比为K，所述取气管最小直径与所述进气管的最小直径之比为k，其中K与k呈正相关。

作为上述气缸的一种优选技术方案，所述预燃室的体积为所述主燃烧室的体积的0%-3%，不包括0；

所述取气管的最小流通截面积为所述进气管的最小流通截面积的0%-3%，不包括0。

作为上述气缸的一种优选技术方案，所述进气管具有空气入口、燃气入口、取气口和EGR入口，所述燃气入口位于所述空气入口的下游，所述EGR入口位于所述燃气入口的下游；

所述取气口位于所述燃气入口下游，且所述取气口位于EGR入口上游取无EGR混合气；

或，所述取气口位于所述EGR入口下游取含EGR混合气。

作为上述气缸的一种优选技术方案，所述取气口通过四通阀与所述取气管连接。

作为上述气缸的一种优选技术方案，所述气缸还包括衬套，所述单向阀还包括阀体和挡板，所述阀体设置有能够供所述阀芯穿过的阀孔，所述阀体与所述火花塞固定设置于所述衬套内，所述阀体与所述衬套过盈配合进行密封，所述衬套设置有限位结构用于防止所述阀体轴向窜动，所述衬套与所述预燃主体配合连接，所述阀芯一端穿过所述阀孔，且所述阀芯的一端设置有所述挡板，所述挡板与阀芯卡接，所述挡板能够与所述阀体相抵，所述阀芯的另一端能够封闭或打开所述阀孔。

作为上述气缸的一种优选技术方案，所述阀体设置有能够使所述取气管内可燃混合气进入预燃室内的多个进气孔，每个所述进气孔均与所述阀孔连通，多个所述进气孔的截面积之和大于等于所述取气管的最小截面积。

作为上述气缸的一种优选技术方案，所述阀孔由上到下包括间隙孔和导向孔，所述间隙孔的直径大于所述导向孔的直径。

作为上述气缸的一种优选技术方案，所述阀孔还包括连通孔，所述导向孔的两端分别与所述间隙孔和所述连通孔连通，所述进气孔与所述连通孔连通；

所述阀芯的另一端具有锥形封闭面，所述锥形封闭面位于所述连通孔内，所述连通孔的最大直径小于所述锥形封闭面的最大直径，所述锥形封闭面能够封闭或打开所述连通孔；

所述锥形封闭面与所述连通孔之间的最小流通面积大于等于取气管的最小截面积，所述最小流通面积由所述阀芯升程决定，所述升程由所述挡板与所述阀体的距离控制。

作为上述气缸的一种优选技术方案，所述阀体外周设置有防止导向孔和所述锥形封闭面挤压变形的间隙槽，所述间隙槽的长度沿所述导向孔延伸，且所述间隙槽的长度方向的槽底靠近所述导向孔的入口，所述间隙槽和所述导向孔均位于所述间隙孔的下方。

本发明还提供了一种发动机，包括涡轮增压器和上述任一方案所述的气缸，所述涡轮增压器包括压气机与涡轮机，所述压气机设置于所述进气管以为所述进气管通入空气，所述涡轮机设置于排气管。

本发明至少具有以下有益效果：

由于在进气冲程过程中，在进气管和预燃室压差以及阀芯重力的作用下，阀芯向下移动，取气管内的可燃混合气进入预燃室进行扫气。压缩冲程时，由于可燃混合气被压缩，主燃烧室和预燃室内的可燃混合气的压力增大，会克服阀芯重力和进气压力使阀芯向上移动，以将单向阀关闭，做功冲程时，进入预燃室内的可燃混合气在火花塞作用下点燃燃烧并喷射进入主燃烧室中，点燃主燃烧室的可燃混合气进行做功，在排气冲程时，主燃烧室和预燃室产生的气体从排气门排出，再进气冲程时，单向阀再次被打开，以此往复。

单向阀用于连接进气管与预燃室，单向阀的阀芯在发动机进气冲程能够在进气管和预燃室压差以及阀芯自身重力作用下移动以使单向阀打开，单向阀的阀芯能够在压缩冲程时因预燃室与进气管的压差作用力克服阀芯自身重力移动以使单向阀关闭。单向阀结构简单，通过气缸的不同冲程实现关闭或者打开，与现有技术相比，无需通过弹簧控制阀芯动作即可实现可燃混合气进入到预燃室内参与点火燃烧，密封要求以及瞬态响应要求高。

进气管能够为主燃烧室和预燃室提供可燃混合气，由于发动机当量控制，进气管内的气体为燃气与空气的当量混合气体，因此进入到预燃室内的气体也为当量混合气，与现有技术中通过电磁阀控制流量以调整进入预燃室内扫气量的方案相比，结构简单，扫气介质更优，控制更容易。

单向阀作为该技术方案的核心零部件，设计方案考虑了密封、变形泄漏、卡滞以及预燃室扫气流量控制等问题，结构简单、可靠性好、效果更优。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对本发明实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据本发明实施例的内容和这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的发动机的结构原理图；

图2为本发明实施例提供的预燃主体与衬套的连接示意图；

图3为本发明实施例提供的单向阀的结构示意图一；

图4为本发明实施例提供的单向阀的结构示意图二；

图5为本发明实施例提供的单向阀的剖视图。

图中：

1、预燃主体；2、火花塞；3、进气管；31、空气入口；32、燃气入口；33、EGR入口；4、取气管；5、单向阀；51、阀芯；511、锥形封闭面；52、阀体；521、间隙孔；522、导向孔；523、连通孔；524、间隙槽；525、进气孔；53、挡板；6、衬套；7、涡轮增压器；71、压气机；72、涡轮机；8、EGR中冷器；9、EGR阀；10、EGR管；11、三元催化器；12、排气管；13、缸体；14、分配器。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系。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发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“右”、等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，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。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。

由于现有技术中主动预燃室通常都需要电磁阀控制进入其内的扫气流量，结构和控制较为复杂，为此，本发明的实施例中提供了一种气缸，该气缸结构简单，能够实现取当量混合气进入预燃室。

如图1-5所示，该气缸包括缸体13、气缸盖、活塞、预燃主体1、火花塞2、进气管3和单向阀5，活塞设置于缸体13内并能够相对于缸体13往复移动，气缸盖设置于缸体13的顶部，气缸盖的内壁与活塞的端面形成主燃烧室，气缸盖设置有进气门与排气门，可燃混合气通过进气门进入主燃烧室内参与燃烧，而排气门则用于排出燃烧产生的尾气；预燃主体1的内腔形成预燃室，主燃烧室与预燃室相对设置，预燃主体1开设有喷孔，喷孔连通预燃室与主燃烧室，火花塞2与预燃主体1固定连接，举例地，火花塞2与预燃主体1螺纹连接。火花塞2部分伸入预燃室内，火花塞2能够点燃预燃室内的可燃混合气，预燃室内的可燃混合气经过火花塞2点燃后通过喷孔喷出进入到主燃烧室，进而将主燃烧室内的可燃混合气点燃。

为了实现进入预燃室内的气体为当量混合气，进气管3分别与进气门和预燃主体1连通，具体地，进气管3通过取气管4与预燃主体1连接，取气管4将进气管3内的可燃混合气引流至预燃主体1内，进气管3能够为主燃烧室和预燃主体1提供可燃混合气，由于发动机当量控制进气管3内的气体为燃气与空气的当量混合气，因此进入到预燃室内的气体也为当量混合气，与现有技术中通过电磁阀控制流量以调整进入预燃室内扫气量的方案相比，结构简单，扫气介质更优，控制更容易。

需要说明的是，排气门与排气管12连通。

单向阀5用于连接进气管3与预燃室，单向阀5的阀芯51在发动机进气冲程能够在进气管和预燃室压差以及身重力作用下移动以使单向阀5打开，单向阀5的阀芯51能够在压缩冲程时因预燃室与进气管3的压差作用下克服阀芯51的重力移动以使单向阀5关闭。单向阀5结构简单，通过气缸的不同冲程实现关闭或者打开，与现有技术相比，无需通过弹簧控制阀芯动作即可实现可燃混合气进入到预燃室内参与点火燃烧，密封要求以及瞬态响应要求高。

气缸具有四个冲程，四个冲程依次为进气冲程、压缩冲程、做功冲程和排气冲程。进气冲程下活塞向下运动，进气门打开；压缩冲程下活塞向上，进气门关闭，主燃烧室内的气体被压缩；做功冲程下活塞到达上止点，火花塞2点燃，气体膨胀，迫使活塞向下运动；排气冲程下活塞达到下止点，排气门打开，活塞向上将燃烧后的气体排出排气门。

进气冲程过程中，在进气管3和预燃室压差作用力以及阀芯51重力双重作用下，阀芯51向下移动，取气管4内的可燃混合气进入预燃室进行扫气。压缩冲程时，由于可燃混合气被压缩，主燃烧室和预燃室内的可燃混合气的压力增大，此时预燃室和进气管3压差作用力大于阀芯51的重力，会克服阀芯51重力使阀芯51向上移动，以将单向阀5关闭，做功冲程时，进入预燃室内的可燃混合气在火花塞2作用下点燃燃烧并喷射进入主燃烧室中，点燃主燃烧室的可燃混合气进行做功，在排气冲程时，主燃烧室和预燃室产生的气体从排气门排出，在进气冲程时，单向阀5再次被打开，以此往复。

由于取气位置为进气管3中有可燃混合气的位置，预燃室内进入的可燃混合气的流量主要由进气管3与预燃室的压差以及取气管4最小的直径决定。进气管3与预燃室的正压差主要在进气冲程产生，不同工况进气管3与预燃室的压差大小在0-100kPa范围内，由于压差小、密封要求和瞬态响应要求高，单向阀5采用无弹簧结构的提升阀，以满足要求。

在一些实施例中，预燃室体积与主燃烧室体积之比为K，取气管4最小直径与进气管3的最小直径之比为k，其中K与k呈正相关。

预燃室体积与主燃烧体积之比和取气管4最小直径与进气管3最小直径之比呈正相关，如此设置才能够保证预燃室有足够的扫气流量。

具体地，预燃室的体积为主燃烧室的体积的0%-3%，不包括0。如此设置可保证预燃室喷射能量足，贯穿距离大，延迟时间小，对燃烧的加速效果最佳。

取气管4的最小流通截面积为进气管3的最小流通截面积的0%-3%，不包括0。如此设置可保证预燃室有足够的扫气流量。

可选地，预燃室的体积为主燃烧室的体积的1%、2%或3%，取气管4的最小流通截面积为进气管3的最小流通截面积的1%、2%或3%。

在一些实施例中，如图1所示，进气管3开设有空气入口31、燃气入口32、取气口和EGR入口33，燃气入口32位于空气入口31的下游，EGR入口33位于燃气入口32的下游，这样经过空气入口31、燃气入口32和EGR入口33不同的入口通入不同的气体，三种气体在进气管3混合后进入到主燃烧室内。

可选地，取气口位于燃气入口32下游，且取气口位于EGR入口33上游取无EGR混合气；这样取气管4内进入的气体为燃气与空气的混合气体，由于取气口位于燃气入口32的下游，这样燃气与空气当量混合后才会进入到取气口内，如此可实现当量混合气进入到取气口内。

当然，在其他实施例中，取气口位于EGR入口33下游取含EGR混合气。也即进入到取气管4内的可燃混合气为燃气、空气与EGR三种气体的气体混合物。当然，取气管4还可以布置在靠近缸盖的附近的进气总管上，以调整取气口压力。

为了实现不同工况下取不同气体的可燃混合气，在一些实施例中，取气口通过四通阀与取气管4连接。当取气口分别设置在上述三个位置处时，四通阀与三个位置分别连接，四通阀的出气口与取气管4连接，四通阀可根据实际需要选择性将取气口设置于燃气入口32或EGR入口33的下游。

具体地，参考图2-图5，气缸还包括衬套6，单向阀5还包括阀体52和挡板53，阀体52设置有能够使阀芯51穿过的阀孔，阀体52与火花塞2固定设置于衬套6内，阀体52与衬套6过盈配合进行密封，衬套6设置有限位结构用于防止阀体52轴向窜动，衬套6与预燃主体1配合连接，举例地，衬套6与预燃主体1间隙配合加胶圈密封。阀芯51一端穿过阀孔，且阀芯51的一端设置有挡板53，挡板53与阀芯51卡接，挡板53能够与阀体52相抵，以防止阀芯51一端完全进入到阀孔内，阀芯51的另一端则能够封闭或打开阀孔。需要说明的是，阀芯51结构与气门结构相似。单向阀5结构相较于现有技术较为简单，无需弹簧即可实现可燃混合气进入预燃室。

阀芯51的升程由阀芯51完全落座时，挡板53与阀体52顶面的距离确定，当阀芯51下行至挡板53与阀体52顶面接触时停止，升程控制的流通截面积不小于取气管4的最小截面积。

具体地，阀体52设置有能够使取气管4内可燃混合气进入预燃室内的多个进气孔525，每个进气孔525均与阀孔连通，多个进气孔525的截面积之和大于等于取气管4的最小截面积。如此设置可保证预燃室内的扫气量。进气孔525的数量基于取气管4的最小截面积以及进气孔525的直径而确定，本实施例中不做具体限定。

在一些实施例中，阀孔由上到下包括间隙孔521和导向孔522，间隙孔521的直径大于导向孔522的直径。其中间隙孔521的设置可避免导向距离过长卡滞，而导向孔522则能够防止阀体52倾斜出现密封问题，导向孔522与阀体52之间存在最小间隙，该最小间隙由变形计算获得，理论上不小于0.01mm。

在一些实施例中，如图5所示，阀孔还包括连通孔523，导向孔522的两端分别与间隙孔521和连通孔523连通，进气孔525与连通孔523连通；连通孔523设置的目的是能够使各个进气孔525内可燃混合气汇流至同一位置并靠阀芯控制扫气的通断。

阀芯51的另一端具有锥形封闭面511，锥形封闭面511位于连通孔523内，连通孔523的最大直径小于锥形封闭面511的最大直径，连通孔523朝向锥形封闭面511的一端设置倒角，倒角的设置能够使连通孔523与锥形封闭面511贴合，锥形封闭面511能够封闭或打开连通孔523，锥形封闭面511的设置能够保证气密性。

锥形封闭面511与连通孔523之间的最小流通面积大于等于取气管4的最小截面积，这样可保证预燃室足够的扫气流量。

单向阀5的阀芯51的升程h1要保证单向阀5的连通孔523被完全打开时，锥形封闭面511与连通孔523之间的最小流通面积大于等于取气管4的最小截面积，该最小流通面积由阀芯51升程决定，升程由挡板53与阀体52的距离控制。

衬套6在高温环境下会发生变形，为此一些实施例中衬套6外围有冷却水套包围。衬套6与阀体52配合安装时会挤压阀体52而导致阀体52变形，阀体52变形则会导致导向孔522和锥形封闭面511产生变形，为此，在一些实施例中，阀体52外周设置有防止导向孔522和锥形封闭面511挤压变形的间隙槽524，间隙槽524的长度延伸至导向孔522入口附近，也即间隙槽524的长度沿导向孔522延伸，间隙槽524的长度方向的槽底靠近导向孔522的入口，间隙槽524和导向孔522均位于间隙孔521的下方。当阀体52被挤压后，由于间隙槽524与衬套6之间存在一定的间隙，这样阀体52设置有间隙槽524的部分受到的挤压会减小，进而间隙槽524部分挤压变形小，同时还能够防止阀芯51的锥形封闭面511被阀体52挤压而变形。

举例地，间隙槽524的高度应覆盖导向孔522和锥形封闭面511区域，这样可防止阀体52被挤压造成导向孔522被挤压变形出现阀芯51卡滞。

衬套6内设置有安装孔，火花塞2和单向阀5分别设置在不同的安装孔内，单向阀5与衬套6之间采用过盈配合的方式连接并采用高温胶强化密封。需要说明的是，衬套6与阀体52间的密封部分处于阀体52的上部且密封高度h2不能完全覆盖导向孔522区域，防止过盈挤压导致导向孔522变形过大引起阀芯51卡滞。另外间隙槽524的设置还能够防止连通孔523变形造成锥形封闭面511变形引发密封失效导致泄漏。

需要说明的是，该气缸还包括EGR中冷器8、EGR阀9和EGR管10，EGR阀9和EGR中冷器8设置在EGR管10，EGR阀9位于EGR中冷器8的下游，EGR管10的两端分别连接排气管12与进气管3，EGR中冷器8能够为EGR降温。

取气管4连接进气管3与预燃主体1，进而能够取当量可燃混合气，无需额外的当量比控制，控制简单，预燃室燃烧效果好。由于单向阀5的阀芯51在发动机进气冲程能够在进气管3和预燃室压差以及阀芯51自身重力双重作用下移动以使单向阀5打开，在压缩冲程时预燃室与进气管3的压差作用力大于阀芯51的重力，这样单向阀5的阀芯51能够因预燃室与进气管3的压差作用力克服阀芯自身重力向上移动以使单向阀5关闭，这可实现预燃室主动扫气效果。取气管4全程最小截面积控制，确保扫气流量。单向阀5由于间隙槽524的存在，则能够保证阀体52受挤压变形小且无卡滞，单向阀5的阀芯51具有锥形封闭面511，单向阀5开启关闭可靠，密封有效无泄漏。单向阀5的阀芯51利用预燃室与进气管3的压差和阀芯51重力的关系，实现单向阀5开启和关闭，结构简单可靠。

本发明的实施例中还提供了一种发动机，如图1所示，包括涡轮增压器7与本实施例提供的气缸，其中涡轮增压器7的压气机71与进气管3连接，涡轮增压器7的涡轮机72与排气管12连接。排气管12还设置有三元催化器11用于处理尾气。

需要说明的是，气缸的数量为多个，对应的气缸盖和活塞的数量相同，取气管4设置有分配器14用于与不同的气缸盖的预燃主体1连通。

由于包括上述的气缸，故本发明实施例的发动机有上述实施例的所有优点和有益效果，此处不再赘述。

此外，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (11)

1.气缸，其特征在于，包括：

缸体(13)、气缸盖和活塞，所述活塞设置于所述缸体(13)内并能够相对于所述缸体(13)往复移动，所述气缸盖设置于所述缸体(13)的顶部，所述气缸盖的内壁与所述活塞的端面形成主燃烧室，所述气缸盖设置有进气门与排气门；

预燃主体(1)，所述预燃主体(1)的内腔形成预燃室，所述主燃烧室与所述预燃室相对设置，所述预燃主体(1)开设有喷孔，所述喷孔连通所述预燃室与所述主燃烧室；

火花塞(2)，与所述预燃主体(1)固定连接，所述火花塞(2)部分伸入所述预燃室内，所述火花塞(2)能够点燃所述预燃室内的可燃混合气；

进气管(3)，分别与所述进气门和所述预燃主体(1)连通，所述进气管(3)通过取气管(4)与所述预燃主体(1)连接，所述进气管(3)能够为所述主燃烧室和所述预燃主体(1)提供可燃混合气；

单向阀(5)，用于连接所述进气管(3)与所述预燃室，所述单向阀(5)的阀芯(51)在发动机进气冲程能够在所述进气管(3)与所述预燃室压差以及阀芯(51)自身重力作用下移动以使单向阀(5)打开，所述单向阀(5)的阀芯(51)能够在压缩冲程时因预燃室与进气管(3)的压差作用力克服所述阀芯(51)自身重力移动以使所述单向阀(5)关闭。

2.根据权利要求1所述的气缸，其特征在于，所述预燃室体积与所述主燃烧室体积之比为K，所述取气管(4)最小直径与所述进气管(3)的最小直径之比为k，其中K与k呈正相关。

3.根据权利要求2所述的气缸，其特征在于，所述预燃室的体积为所述主燃烧室的体积的0%-3%，不包括0；

所述取气管(4)的最小流通截面积为所述进气管(3)的最小流通截面积的0%-3%，不包括0。

4.根据权利要求1所述的气缸，其特征在于，所述进气管(3)具有空气入口(31)、燃气入口(32)、取气口和EGR入口(33)，所述燃气入口(32)位于所述空气入口(31)的下游，所述EGR入口(33)位于所述燃气入口(32)的下游；

所述取气口位于所述燃气入口(32)下游，且所述取气口位于EGR入口(33)上游取无EGR混合气；

或，所述取气口位于所述EGR入口(33)下游取含EGR混合气。

5.根据权利要求4所述的气缸，其特征在于，所述取气口通过四通阀与所述取气管(4)连接。

6.根据权利要求1所述的气缸，其特征在于，所述气缸还包括衬套(6)，所述单向阀(5)还包括阀体(52)和挡板(53)，所述阀体(52)设置有能够供所述阀芯(51)穿过的阀孔，所述阀体(52)与所述火花塞(2)固定设置于所述衬套(6)内，所述阀体（52）与所述衬套（6）过盈配合进行密封，所述衬套（6）设置有限位结构用于防止所述阀体（52）轴向窜动，所述衬套(6)与所述预燃主体(1)配合连接，所述阀芯(51)一端穿过所述阀孔，且所述阀芯(51)的一端设置有所述挡板(53)，所述挡板（53）与阀芯（51）卡接，所述挡板(53)能够与所述阀体(52)相抵，所述阀芯(51)的另一端能够封闭或打开所述阀孔。

7.根据权利要求6所述的气缸，其特征在于，所述阀体(52)设置有能够使所述取气管(4)内可燃混合气进入预燃室内的多个进气孔(525)，每个所述进气孔(525)均与所述阀孔连通，多个所述进气孔(525)的截面积之和大于等于所述取气管(4)的最小截面积。

8.根据权利要求7所述的气缸，其特征在于，所述阀孔由上到下包括间隙孔(521)和导向孔(522)，所述间隙孔(521)的直径大于所述导向孔(522)的直径。

9.根据权利要求8所述的气缸，其特征在于，所述阀孔还包括连通孔(523)，所述导向孔(522)的两端分别与所述间隙孔(521)和所述连通孔(523)连通，所述进气孔(525)与所述连通孔(523)连通；

所述阀芯(51)的另一端具有锥形封闭面(511)，所述锥形封闭面(511)位于所述连通孔(523)内，所述连通孔(523)的最大直径小于所述锥形封闭面(511)的最大直径，所述锥形封闭面(511)能够封闭或打开所述连通孔(523)；

所述锥形封闭面(511)与所述连通孔(523)之间的最小流通面积大于等于取气管(4)的最小截面积，所述最小流通面积由所述阀芯（51）升程决定，所述升程由所述挡板（53）与所述阀体（52）的距离控制。

10.根据权利要求9所述的气缸，其特征在于，所述阀体(52)外周设置有防止导向孔(522)和所述锥形封闭面(511)挤压变形的间隙槽(524)，所述间隙槽(524)的长度沿所述导向孔（522）延伸，且所述间隙槽(524)的长度方向的槽底靠近所述导向孔（522）的入口，所述间隙槽(524)和所述导向孔(522)均位于所述间隙孔(521)的下方。

11.发动机，其特征在于，包括涡轮增压器(7)和权利要求1-10任一项所述的气缸，所述涡轮增压器(7)包括压气机(71)与涡轮机(72)，所述压气机(71)设置于所述进气管(3)以为所述进气管(3)通入空气，所述涡轮机(72)设置于排气管(12)。