CN201297214Y - 一种缸盖燃烧室燃气发动机 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种缸盖燃烧室燃气发动机，其包括缸体、缸盖、活塞、曲柄连杆机构、配气机构、润滑系统、冷却系统、燃料供给系统和控制系统，而所述燃气发动机还包括点火系统，所述缸盖的下表面上形成有盆形燃烧室，且缸盖上形成有斜向的、开口于盆形燃烧室的侧壁上的火花塞安装孔；所述活塞的顶端为平面形状。本实用新型缸盖燃烧室燃气发动机对于天然气类的燃气燃料，具有高的燃烧效率、强大的发动机动力、优良的节能效果、稳定的排放性能和高的工作可靠性。

Description

一种缸盖燃烧室燃气发动机

技术领域

本实用新型涉及一种内燃式发动机设备，更具体地说，本实用新型涉及一种以燃气作为能源的内燃发动机。

背景技术

汽车在国家工业化发展的进程中起着不可替代的重要作用，汽车工业的迅猛发展，促进了社会发展，给社会带来了巨大的财富。

但传统的汽车动力，主要是以柴油和汽油为燃料，随之而来的是严重的环境污染和不合理的资源耗用，环境污染包括空气污染、水污染、噪声污染、生活和工业垃圾等污染，其中燃油发动机的废气和噪声污染已成为城市的主要污染源。随着城市汽车不断增加，汽车尾气对大气污染也将日益加剧，汽车尾气中CO、CH、NO、PB等对市民健康有严重危害，它对人体伤害及环境污染近几年内是有目共睹的，汽车尾气作为城市污染源的重点治理对象，在世界各个国家引起了十分广泛的重视。世界上污染严重的前10名城市中，中国就有7个城市，解决环境污染成为当务之急。统计资料表明，城区70％以上环境污染来源于汽车，北京、上海、广州等大城市的汽车保有量几乎每年以15％速率在增长，其中的一些地区，特别是一些主要道路上污染已达到相当严重程度。根据中国环保部门提供的数据，在北京、上海、广州等大城市，机动车对CO、HC、NO_X的影响率已经超过50％，有的甚至达到90％以上。这意味着机动车已经成为中国大城市大气污染的主要污染源。控制汽车排气污染已经成为十分急迫的问题。

怎样解决汽车工业的促进作用与环境危害和能源结构之间的矛盾显得尤为重要。未来，利用电能、风能、太阳能和氢能等新的能量资源为主要汽车动力，将会成为可能，但是，在目前相当长的一段时间内，发动机燃用气体燃料(如天然气、液化石油气)仍将是最为现实和比较成熟的。由于天然气和液化石油气低污染排放的环保功效、低燃料费用和资源的合理配置功效，以致近年来在国际上日益受到重视。现在世界已探明的气体燃料，按照全世界发展对燃料的需求可用70年，而已探明的石油只能使用20年，气体燃料将有可能为21世纪主导能源之一。

天然气是一种清洁的能源，天然气用于汽车动力，可望大幅度降低汽车尾气排放。但现在国内使用的燃气发动机，多仍以两用燃料和混合燃料为主，推出的部份单燃料燃气发动机，是在现有的柴油机或汽油机上改造，因改进不甚合理、燃气燃料与空气的混合效果、燃烧效率、乃至动力性能等均不甚理想，结果是不能充分发挥燃气燃料的优点，浪费了清洁能源，还导致发动机动力下降、低污染排放也不理想。

发明内容

针对现有技术的上述缺点，本实用新型的目的是要提供一种缸盖燃烧室燃气发动机，该燃气发动机具有如下优点：对于天然气类的燃气燃料，具有高的燃烧效率、强大的发动机动力、优良的节能效果、稳定的排放性能和高的工作可靠性。

为此，本实用新型的技术解决方案是一种缸盖燃烧室燃气发动机，其包括缸体、缸盖、活塞、曲柄连杆机构、配气机构、润滑系统、冷却系统、燃料供给系统和控制系统，，而所述燃气发动机还包括点火系统，所述缸盖的下表面上形成有盆形燃烧室，且缸盖上形成有斜向的、开口于盆形燃烧室的侧壁上的火花塞安装孔；所述活塞的顶端为平面形状。

本实用新型的燃气发动机，采用在缸盖下表面上形成的盆形燃烧室，而在缸盖上形成斜向的、开口于盆形燃烧室的侧壁上的火花塞安装孔，以及平面顶端的活塞，这样的综合效果，使得使燃气和空气混合得到进一步改善，燃气的分布更趋合理、火花塞孔位置使得燃烧充分、能耗比也得到提高，燃烧温度也更低一些。

使用证明：本实用新型的技术可广泛快捷地用于KPY(KE)493Q型(日本五十铃的4JB1型系统柴油机)系列柴油机的改造上，主要改进缸盖(发动机燃烧室放在缸盖上)、活塞零部件的结构设计，就能在较低的开发改造成本下，使得传统柴油机改造成为性能良好的燃气发动机。

本实用新型还包括如下进一步改进：

为能更好适应KPY(KE)493Q型系列柴油机的改造、获得较好的燃气和空气混合效果，所述盆形燃烧室的横截面为圆形或准圆形，其直径为60—400mm、高度为5～23mm。

为能更好适应KPY(KE)493Q型系列柴油机的改造、获得较好的动力性能，所述缸体的缸孔直径为60—400毫米；盆形燃烧室的顶面与侧面间的过渡圆角的直径为6—18mm，弧度为1.57度。所述燃气发动机的活塞行程为60—450毫米。所述燃气发动机为直列结构。所述缸体、缸盖上都形成有冷却水道。所述燃气发动机为四冲程燃气发动机。

为获得较好的点火性能，所述火花塞安装孔相对于所述缸盖的下表面的倾角为30°—90°。所述点火系统为电控高能点火系统。所述燃料供给系统为电控喷射燃料供给系统。

以下结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明。

附图说明

图1为传统柴油机发动机的结构示意图。

图2为本实用新型燃气发动机实施例1的结构示意图。

图3、4分别为图1、2中的活塞的俯视示意图。

如图1、3，所示为传统柴油机发动机的结构示意图。该柴油机发动机包括缸体(未示出)、缸盖10、活塞20、曲柄连杆机构(未示出)、配气机构(大部分未示出)、润滑系统(未示出)、冷却系统(大部分未示出)、燃料供给系统(未示出)和控制系统(未示出)，所述缸盖10上形成有气门导管孔11、推杆孔12、冷却水道13，但没有火花塞孔，所述活塞20的顶端21形成双半球凹面的燃烧室22，活塞20中加工有连杆销孔31。

传统柴油机发动机的性能指标参数如下表1：

表1

KPY(KE)493Q柴油机主要技术参数

 

型号	KPY(KE)493Q
		型式	直列、水冷、四冲程、顶置式气门
燃烧类型	直接喷射式
		缸数-缸径×行程(mm)	4-93×102
总排量(L)	2.771
		压缩比	18.2：1
额定功率(kW/r/min)	57/3600
		最大扭矩(N.m/r/min)	174/2000
怠速转速(r/min)	750～790
		最低燃料消耗率	224g/kW.h
机油燃油消耗比(％)	≤0.3
		排放指标	EUROII
喷油提前角(上止点前)	12°

 

燃油喷射顺序	1-3-4-2
		燃油类型	0号轻柴油(北方冬季—10号轻柴油)
曲轴转向	逆时针(从飞轮端看)
		机油压力(kPa)	98(怠速)215～441(正常转速)

具体实施方式

实施例1：

如图2、4，所示为本实用新型燃气发动机实施例1的结构示意图。所述燃气发动机为四冲程、直列结构，其包括缸体(未示出)、缸盖10、活塞20、曲柄连杆机构(未示出)、配气机构(未示出)、润滑系统(未示出)、冷却系统(大部分未示出)、电控高能点火系统(大部分未示出)、电控喷射燃料供给系统(大部分未示出)和控制系统(未示出)，所述缸盖1上形成有气门导管孔11、推杆孔12、冷却水道13，活塞20及连杆销孔31。而所述缸盖10的下表面上形成有盆形燃烧室14，且缸盖10上形成有斜向的、开口于盆形燃烧室14的侧壁上的火花塞安装孔15；所述活塞20的顶端21为平面形状。所述燃气发动机的活塞行程为75—130毫米。

所述盆形燃烧室14的横截面为圆形或准圆形，其直径d1为90～93mm、高度h1为6～14mm。

所述火花塞安装孔15相对于所述缸盖10的下表面的倾角e为39-45°。

所述发动机的缸径为60—120毫米；盆形燃烧室14的顶面与侧面间的过渡圆角的直径d3为6—16mm，弧度为1.57度。

为本实用新型燃气发动机实施例1的性能指标参数如下表2：

表2

实施例1 发动机技术参数

 

型号	KPY(KE)493ZLQ/CNG
		型式	直列、水冷、四冲程、增压中冷、电控喷射进气、电控高能点火、三元催化后处理
缸数	4
		缸径×行程	93×102
总排量(L)	2.771
		压缩比	10:1
额定功率(kW)	75
		额定转速(r/min)	3600
最大扭矩(N.m)	240
		最大扭矩时转速(r/min)	1600～2000
怠速转速	700±50(r/min)
		最低燃料消耗率	215g/kW.h
排放指标	国III
		机油燃油消耗比(％)	≤0.3
使用润滑油	推荐使用长城燃气发动机专用机油
		发火顺序及方式	1-3-4-2(从自由端看)分组点火：(1、4)，(2、3)
曲轴转向	逆时针(从飞轮端看)
		机油压力(kPa)	98(怠速)215～441(正常转速)

实施例2：

其特征结构相似于本实用新型燃气发动机实施例1的结构示意图。

本实用新型燃气发动机实施例2性能指标参数如下表3：

表3

实施例2 发动机技术参数

 

型号	KPY(KE)493Q/CNG

 

型式	直列、水冷、四冲程、自然吸气预混合闭环电控进气、电控高能点火、三元催化后处理
		缸数-缸径×行程(mm)	4-93×102
总排量(L)	2.771
		压缩比	12：1
额定功率(kW/r/min)	57/3600
		最大扭矩(N.m/r/min)	174/1600～2000
怠速转速(r/min)	700±50
		最低燃料消耗率	220g/k W.h
排放指标	国II
		机油燃油消耗比(％)	≤0.3
使用润滑油	推荐使用长城燃气发动机专用机油
		发火顺序及方式	1-3-4-2(从自由端看)分组点火：(1、4)，(2、3)
曲轴转向	逆时针(从飞轮端看)
		机油压力(kPa)	98(怠速)215～441(正常转速)

实施例3：

其特征结构相似于本实用新型燃气发动机实施例1的结构示意图。

本实用新型燃气发动机实施例3性能指标参数如下表4：

表4

实施例3 发动机技术参数

 

型号	KPY(KE)493ZLQ/LPG
		型式	直列、水冷、四冲程、增压中冷、电控喷射进气、电控高能点火、三元催化后处理

 

缸数	4
		缸径×行程	93×102
总排量(L)	2.771
		压缩比	9:1
额定功率(kW)	75
		额定转速(r/min)	3600
最大扭矩(N.m)	240
		最大扭矩时转速(r/min)	1600～2000
怠速转速	700±50(r/min)
		最低燃料消耗率	215g/kW.h
排放指标	国III
		机油燃油消耗比(％)	≤0.3
使用润滑油	推荐使用长城燃气发动机专用机油
		发火顺序及方式	1-3-4-2(从自由端看)分组点火：(1、4)，(2、3)
曲轴转向	逆时针(从飞轮端看)
		机油压力(kPa)	98(怠速)215～441(正常转速)

由上可见：本实用新型燃气发动机与传统柴油机相比具有如下优点：更适合天然气类的燃气燃料，具有更高的燃烧效率、更大的发动机动力、更好的节能效果、更稳定的排放性能和较高的工作可靠性。

Claims (10)

1、一种缸盖燃烧室燃气发动机，其包括缸体、缸盖、活塞、曲柄连杆机构、配气机构、润滑系统、冷却系统、燃料供给系统和控制系统，其特征在于：所述燃气发动机还包括点火系统，所述缸盖的下表面上形成有盆形燃烧室，且缸盖上形成有斜向的、开口于盆形燃烧室的侧壁上的火花塞安装孔；所述活塞的顶端为平面形状。

2、如权利要求1所述的缸盖燃烧室燃气发动机，其特征在于：所述盆形燃烧室的横截面为圆形或准圆形，其直径为60—400mm、高度为5～23mm。

3、如权利要求1或2所述的缸盖燃烧室燃气发动机，其特征在于：所述火花塞安装孔相对于所述缸盖的下表面的倾角为30°—90°。

4、如权利要求1或2所述的缸盖燃烧室燃气发动机，其特征在于：所述缸体的缸孔直径为60—400毫米；盆形燃烧室的顶面与侧面间的过渡圆角的直径为6—18mm，弧度为1.57度。

5、如权利要求1或2所述的缸盖燃烧室燃气发动机，其特征在于：所述燃气发动机的活塞行程为60—450毫米。

6、如权利要求1或2所述的缸盖燃烧室燃气发动机，其特征在于：所述点火系统为电控高能点火系统。

7、如权利要求1或2所述的缸盖燃烧室燃气发动机，其特征在于：所述燃料供给系统为电控喷射燃料供给系统。

8、如权利要求1或2所述的缸盖燃烧室燃气发动机，其特征在于：所述燃气发动机为直列结构。

9、如权利要求1或2所述的缸盖燃烧室燃气发动机，其特征在于：所述缸体、缸盖上都形成有冷却水道。

10、如权利要求1或2所述的缸盖燃烧室燃气发动机，其特征在于：所述燃气发动机为四冲程燃气发动机。

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