CN202578933U - 一种汽油发动机缸内直喷燃烧系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种汽油发动机缸内直喷燃烧系统，属于汽车技术领域。它解决了现有汽车发动机燃烧系统容易出现“湿壁现象”，燃料无法充分燃烧、油耗较高等技术问题。本汽油发动机缸内直喷燃烧系统，包括缸体和设置在缸体上的缸盖，在缸体上设有活塞，该活塞在缸体上做往复直线运动，所述活塞的顶部与所述的缸盖形成燃烧室，在缸盖上进气道的一侧设有对燃烧室进行喷油的喷油器，所述的活塞顶部设有一能对喷油器喷射的油束形成导流作用的凹槽。本实用新型能防止发动机“湿壁现象”的发生同时能增加油气混合效率，使发动机燃烧系统的燃烧效率大幅度提升。

Description

一种汽油发动机缸内直喷燃烧系统

技术领域

本实用新型属于汽车技术领域，涉及一种汽油发动机缸内直喷燃烧系统。

背景技术

随着科学技术的发展和人们生活水平的提高，汽车已经走进千家万户，成为人们日常出行最主要的交通工具。现代汽车所使用的引擎，都属于传统内燃机引擎一类，即燃油与新鲜空气在气缸外形成混合气，进入气缸后点燃，将燃料化学能转化为压力，推动活塞做功，藉以推动汽车。在这样的过程之中，如何能让燃油与空气之间获得最佳的空燃比及燃烧效果，将直接决定引擎动力性能和燃油经济性。

传统的汽油发动机是通过喷油器将汽油喷入进气道，燃油直接喷射至进气门背部，利用气门温度及气门打开时从燃烧室回流的气体温度将液态燃油雾化，与新鲜空气均匀混合后进入燃烧室。由于直接喷入进气道，汽油同空气的混合情况受进气气流和气门开闭时间、升程大小的影响较大，并且微小的油颗粒会吸附在气道壁上，在怠速及部分负荷工况泵气损失大，燃油效率低、排放性差、起动性差；且车载发动机在工况循环变动情况下，喷油器响应慢，难以形成理想空燃比混合气，燃油经济性差、排放差。

为此，工程师研究出了一种燃油缸内直喷技术，通过高压油泵输出高压燃油，高压油经油轨分配后，由直接安装于燃烧室内的喷油器将燃油喷入汽缸。供油系统采用缸内直喷设计的最大优势，就在于燃油是以极高压力直接注入燃烧室中，油束直径小，缸内温度高，油气的雾化效果和燃烧效率更为优异。加上近来车上各项电子系统的控制技术大幅度进步，ECU对于进气量与喷油喷射时机的判读与控制也愈加精准，因此缸内直喷技术得以实现，发动机的燃烧效率可大幅提升，提升了动力性、燃油经济性和排放性。

但是，在现有缸内直喷技术中，其发动机燃烧系统还存在一些不足，喷油器喷射的油雾会直接喷射到低温的汽缸套上，使出现湿壁，湿壁会对燃油造成浪费，而且液态燃油会破坏汽缸套的润滑油膜，同时燃油被活塞环刮入油底壳，会稀释机油，影响发动机润滑效果，降低发动机使用寿命；二是发动机在进气行程中吸入的空气难以形成有组织的滚流，导致油气混合不均匀，无法充分燃烧，因此油耗较高。以上种种原因造成了现有汽车发动机燃烧系统的燃烧效率和燃油经济性降低。

发明内容

本实用新型的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种能防止发动机湿壁发生同时能提高油气混合效果，继而提升发动机燃烧系统的燃烧效率和燃油经济性的汽油发动机缸内直喷燃烧系统。

本实用新型的目的可通过下列技术方案来实现：一种汽油发动机缸内直喷燃烧系统，包括缸体和设置在缸体上的缸盖，在缸体上设有活塞，该活塞在缸体上做往复直线运动，所述活塞的顶部与所述的缸盖形成燃烧室，在缸盖上进气道的一侧设有对燃烧室进行喷油的喷油器，所述的活塞顶部设有一能对喷油器喷射的油束形成导流作用的凹槽。

高压油泵安装于气缸盖罩上，经高压油泵泵出的高压燃油供给高压油轨，然后把燃油分配给各缸，喷油器再根据ECU命令，执行燃油喷射时刻和持续时间，精确的把燃油喷入燃烧室。由于喷油器设置在缸盖上进气道的一侧，喷油时油束可带动空气进一步形成滚流，加速油气混合，迅速达到当量空燃比，使燃烧充分、油耗降低。由于活塞顶部设有凹槽，该凹槽能阻挡油束喷射到温度较低的汽缸套上，因此能避免湿壁现象的发生，另外，凹槽对喷油器喷射的油雾具有导向作用使油束向火花塞方向运动，保证各工况下点火稳定。

在上述的汽油发动机缸内直喷燃烧系统中，所述的凹槽槽底为一弧形底，上述的喷油器的喷嘴口与所述弧形底相对。凹槽对油束的作用为-阻挡导向。

在上述的汽油发动机缸内直喷燃烧系统中，所述的喷油器固设在所述的缸盖上并与缸盖底平面形成倾斜角。

在上述的汽油发动机缸内直喷燃烧系统中，所述的喷油器与缸盖底平面形成倾斜角的角度为20°～30°。喷油器倾斜活塞顶部设置能增加油气混合效果。作为优选，喷油器与活塞顶部倾斜的角度为25°。

在上述的汽油发动机缸内直喷燃烧系统中，所述的活塞的顶部形成燃烧室的缸盖上设有一圆锥形状的凹腔，所述的火花塞位于凹腔的中部。缸体通过这样的设计，使形成一篷形燃烧室，火花塞布置在燃烧室中央，有利于燃烧，提升燃烧效率。

在上述的汽油发动机缸内直喷燃烧系统中，所述的缸盖上设有两道进气道，上述的喷油器位于两道进气道的一侧并处于两道进气道的中部位置。进气道为对称进气道，通过这样的设计，能进一步促使油束带动空气形成滚流，加速油气混合。

与现有技术相比，本汽油发动机缸内直喷燃烧系统具有以下优点：

1、本汽油发动机缸内直喷燃烧系统在活塞顶部设计出一弧形底凹槽，凹槽能阻挡油束，避免湿壁，且油束撞击到燃烧凹槽后朝火花塞方向运动，保证各工况下点火稳定，有助于在火化塞附近能形成利于点火的混合气。

2、本汽油发动机缸内直喷燃烧系统中气缸盖采用对称进气道形成强滚流，且喷油器布置于温度较低的进气侧两气道中间，喷油时油束可带动空气进一步形成滚流，加速油气混合，迅速达到当量空燃比，且喷油器不易堵塞和结焦，延长使用寿命。

3、本汽油发动机缸内直喷燃烧系统具有设计合理、结构简单等优点，并能很大程度上提高汽车发动机的燃烧效率和燃油经济性。

附图说明

图1是本汽油发动机缸内直喷燃烧系统的主视结构示意图。

图2是本汽油发动机缸内直喷燃烧系统的剖视结构示意图。

图中，1、缸盖；2、活塞；3、燃烧室；4、喷油器；5、凹槽；6、凹腔；7、进气道；8、高压油泵。

具体实施方式

以下是本实用新型的具体实施例并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步的描述，但本实用新型并不限于这些实施例。

如图1所示，本汽油发动机缸内直喷燃烧系统，包括缸体1和设置在缸体上的缸盖1，在缸体上设有活塞2，在缸盖1上设有高压油泵8、两道进气道7，活塞2在缸体上做往复直线运动，该活塞2的顶部与缸盖1形成燃烧室3，在缸盖1上进气道7的一侧还设有对燃烧室3进行喷油的喷油器4。高压油泵8泵出的高压油液通过高压油轨供给喷油器4，喷油器4再把燃油送入燃烧室3。如图2所示，本喷油器4位于两道进气道7的一侧并处于两道进气道7的中部位置，同时喷油器4固设在缸盖1上呈倾斜于缸盖1底平面，其倾斜的角度为20°～30°，优选为25°。另外，本汽油发动机缸内直喷燃烧系统在与活塞2的顶部形成燃烧室3的缸盖1上设有一圆锥形状的凹腔6，缸体上的火花塞位于凹腔6的中部。

为了防止“湿壁现象”的发生，保证发动机点火稳定，如图2所示，本汽油发动机缸内直喷燃烧系统在活塞2顶部设有一能使喷油器4喷射的油束形成导流作用的凹槽5。通常该凹槽5槽底为一弧形底，喷油器4的喷嘴口与弧形底相对。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本实用新型精神作举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

尽管本文较多地使用了缸体、活塞2、燃烧室3、喷油器4、凹槽5、凹腔6等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本实用新型的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本实用新型精神相违背的。

Claims (6)

1.一种汽油发动机缸内直喷燃烧系统，包括缸体和设置在缸体上的缸盖(1)，在缸体上设有活塞(2)，该活塞(2)在缸体上做往复直线运动，所述活塞(2)的顶部与所述的缸盖(1)形成燃烧室(3)，在缸盖(1)上进气道(7)的一侧设有对燃烧室(3)进行喷油的喷油器(4)，所述的活塞(2)顶部设有一能对喷油器(4)喷射的油束形成导流作用的凹槽(5)。

2.根据权利要求1所述的汽油发动机缸内直喷燃烧系统，其特征在于，所述的凹槽(5)槽底为一弧形底，上述的喷油器(4)的喷嘴口与所述弧形底相对。

3.根据权利要求1所述的汽油发动机缸内直喷燃烧系统，其特征在于，所述的喷油器(4)固设在所述的缸盖(1)上并与缸盖(1)底平面形成倾斜角。

4.根据权利要求3所述的汽油发动机缸内直喷燃烧系统，其特征在于，所述的喷油器(4)与缸盖(1)底平面形成倾斜角的角度为20°～30°。

5.根据权利要求1或2或3或4所述的汽油发动机缸内直喷燃烧系统，其特征在于，所述活塞(2)的顶部形成燃烧室(3)的缸盖(1)上设有一圆锥形状的凹腔(6)，所述的火花塞位于凹腔(6)的中部。

6.根据权利要求1或2或3或4所述的汽油发动机缸内直喷燃烧系统，其特征在于，所述的缸盖(1)上设有两道进气道(7)，上述的喷油器(4)位于两道进气道(7)的一侧并处于两道进气道(7)的中部位置。

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