CN1267628C - 内燃机燃烧系统 - Google Patents

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Abstract

一种减小缸内压力升高率，降低最大爆发压力的内燃机燃烧系统，属于发动机燃烧领域。该燃烧系统在气缸盖上设有一个蓄压室，通过阀的开闭控制蓄压室的工作状态。在燃烧室中的气缸爆发压力剧增时，蓄压室的及时开启有效地遏制了气缸的最大爆发压力，在活塞下行气缸压力下降过程中，蓄压室内的燃气同样能参与作功。采用这种燃烧系统可以大幅度提高发动机的压缩比，提高燃烧效率，同时可降低油耗和提高发动机的最大输出功率，发动机的振动和噪声也能得到明显改善。

Description

内燃机燃烧系统
技术领域
本发明涉及一种减小缸内压力升高率、降低最大爆发压力的内燃机燃烧系统，属于发动机燃烧领域。
背景技术
目前，往复式内燃机主要有汽油机和柴油机二种，一般都认为进一步提高压缩比，可以提高发动机的工作效率。对于汽油机而言，压缩比都比较低，压缩比超过10易发生爆燃等不正常燃烧，使发动机工作不稳定，性能下降。而柴油机的压缩比较高，但随着发动机的进一步强化，高转速、高增压机的出现，发动机的机械负荷和热负荷增加，也限制了压缩比的进一步提高，甚至为保证发动机工作的可靠性只能采用较抵的压缩比工作。
发明内容
为了解决现有汽油机和柴油机压缩比不能进一步提高、循环工作效率低的问题，本发明提供一种减少缸内压力升高率、降低最大爆发压力的内燃机燃烧系统，该燃烧系统不仅能保证内燃机工作可靠，而且性能指标也有显著提高。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种内燃机燃烧系统，它主要包括一个由气缸盖、气缸套和活塞组成的燃烧室，活塞在燃烧室中的高温高压燃气作用下向下运动通过曲轴对外输出动力。在气缸盖上设置一个蓄压室，在蓄压室和燃烧室之间设有可控制其开闭的阀组。
在蓄压室和燃烧室之间设有二个阀组。阀组V1是向蓄压室内开启，该阀组由阀、弹簧座、弹簧、弹簧罩、导向套和衬套组成，衬套、导向套和弹簧罩用螺栓紧固在气缸盖上，由燃烧室中的压力作用在阀上的力大于弹簧力时，阀就向上开启，使燃烧室中的压力上升得到缓解。阀组V2是向燃烧室内开启，该阀组由阀、弹簧、弹簧座和锥形卡块组成，在活塞下行过程中，由于燃烧室的压力降到低于蓄压室内的压力一定值时，阀所受压差力会克服弹簧力而向下开启，使蓄压室内的气体进入然烧室帮助活塞下行作功。
在蓄压室与燃烧室之间设有一个阀组。该阀组可以内燃烧室开启，或向蓄压室开启。控制阀组开启的方法有二种。一种是利用电磁阀，另一种是采用曲轴驱动的气门摇臂机构。这二种方法都设定阀开启始点位于缸内最高压力值对应的曲柄转角前5°左右，直至进气行程终结时关闭。这样可以有效地降低缸内爆发压力的最大值。
本发明的有益效果是：由于用阀适时地控制蓄压室的开闭，使发动机在压缩冲程上止点后5～15度曲柄转角范围内，正时气缸压力处于峰值阶段，蓄压室的开启，突然增大了燃烧室的容积，使气缸压力峰值明显降低。在492汽油机上试验时，压缩比从7提高到14，燃用90号汽油，没有发生爆燃等不正常燃烧，发动机油耗下降了9.6％，输出功率增加了14.5％，气缸最高爆发压力没有明显增加。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
图1是内燃机燃烧系统第一个实施例的纵剖面构造图。
图2是图1的A放大视图。
图3是图1的B放大视图。
图4是图1的C放大视图。
图5是图1的D放大视图。
图6是内燃机燃烧系统第二个实施例的纵剖面构造图。
图7是图6的E放大视图。
图8是内燃机燃烧系统第三个实施例的纵剖面构造图。
图9是图8的F放大视图。
图中：1、气缸盖，2、气缸套，3、活塞，4、燃烧室，5、蓄压室，6、第一阀，7、第一弹簧座，8、第一弹簧，9、弹簧罩，10、导向套，11、衬套，12、螺栓，13、第二阀，14、第二弹簧，15、第二弹簧座，16、锥形卡块，17、底座，18、衔铁，19、线圈。
具体实施方式
在图1所示的实施例中，气缸盖1、气缸套2和活塞3组成了一个燃烧室4，蓄压室5设置在气缸盖1上。在蓄压室5和燃烧室4之间设有由阀组V1、V2开闭的二个通道，第一阀组V1向蓄压室方向开启，第二阀组V2向燃烧室方向开启。阀组V1、V2的开启时刻完成取决于二室的压力差，只有当压力差作用在阀盘上的合力大于弹簧预紧力时，阀就会自动开启。在发动机的燃烧初始阶段，爆发压力迅猛上升时，第一阀组V1的开启，增加了燃烧室的总容积，遏制了爆发压力的剧增，在活塞下行过程中，当蓄压室5的压力远大于燃烧室4的压力时，第二阀组V2就会开启，使积蓄在蓄压室内的燃气参与作功。
图2、3、4、5是阀组V1、V2的局部放大视图。在图2、3中，衬套11是压装在气缸盖1中，衬套11的下部设有阀座，第一阀6穿过导向套10，依次装上了第一弹簧座7、第一弹簧8和弹簧罩9后用螺栓12紧固在气缸盖1上组成第一阀组V1。在图4、5中，阀座就直接设在气缸盖1上，第二阀13穿过气缸盖1后，依次装上第二弹簧14、第二弹簧座15和锥形卡块16组成第二阀组V2。
在图6所示的另一个实施例中，在气缸盖1上只设阀组V2，采用电磁阀方式控制第二阀13的开闭。也就是说，只在燃烧室4内的压力过高时让第二阀13打开，直到发动机进气行程终结时才关闭。这样同样可以有效遏制最高爆发压力的剧增。图7示出由衔铁18和线圈19组成的电磁阀安装在固定于气缸盖1上的底座17的结构。
在图8所示的再一个实施例中，在气缸盖1上只设阀组V1，采用电磁阀方式控制第一阀6的开闭。同样，只在燃烧室4内的压力过高时让第一阀6打开，直到发动机进气行程终结时才关闭。同样可以有效遏制最高爆发压力的剧增。图9示出与第一阀6一体的衔铁18和线圈19组成的电磁阀固定在弹簧罩9上的结构。

Claims (3)

1.一种内燃机燃烧系统，在气缸盖(1)上设置一个蓄压室(5)，其特征是：在蓄压室(5)与燃烧室(4)之间设有二个阀组，第一阀组是向蓄压室(5)内开启，第二阀组是向燃烧室(4)内开启。
2.据权利要求1所述的内燃机燃烧系统，其特征是：第一阀组由第一阀(6)、第一弹簧座(7)、第一弹簧(8)、弹簧罩(9)、导向套(10)和衬套(11)组成，衬套(11)、导向套(10)和弹簧罩(9)用螺栓(12)紧固在气缸盖(1)上，第一阀(6)在克服弹簧力时可向上开启。
3.据权利要求2所述的内燃机燃烧系统，其特征是：第二阀组由第二阀(13)、第二弹簧(14)、第二弹簧座(15)和锥形卡块(16)组成，第二阀(13)在克服弹簧力时可向下开启。
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