CN204003076U - 一种直喷式阿特金森循环发动机燃烧室结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种直喷式阿特金森循环发动机燃烧室结构，包括缸体的内壁、直喷型活塞的顶部和高滚流缸盖的下面所包围的空间构成的直喷型燃烧室，设在所述高滚流缸盖上的排气凸轮轴、进气凸轮轴、进气道和整体式凸轮轴承盖；一高压油泵设在所述整体式凸轮轴承盖上，该高压油泵的入油口通过油管与油箱连通；一高压燃油分配器设在所述高滚流缸盖上，所述高压油泵的出油口通过高压出油管与所述高压燃油分配器连接相通；一高压喷嘴设在所述高滚流缸盖上，该高压喷嘴一端与所述高压燃油分配器相通、另一端与所述直喷型燃烧室相通。本实用新型能够适用于常规发动机，解决低速动力性将大幅度下降和汽车起步性能变差的问题，同时还能进一步降低油耗。

Description

一种直喷式阿特金森循环发动机燃烧室结构

技术领域

本实用新型涉及内燃机结构，具体涉及一种直喷式阿特金森循环发动机燃烧室结构。

背景技术

阿特金森循环是一种高压缩比、长膨胀行程的内燃机工作循环。阿特金森循环技术在混合动力发动机中是常用技术，通过进气晚关或早关的方式来实现的，具有低油耗的特点，但在低转速时，动力性会大幅度下降。目前，一般的阿特金森循环技术都是通过进气门晚关来实现的。由于进气门晚关在低速时会导致进气回流，混合气被推出燃烧室，充气效率下降，从而进一步导致动力性下降。如果在常规发动机上仍然运用此技术，低速动力性将大幅度下降，汽车起步性能变差，用户不能接受。常规发动机的缸内直喷汽油机燃烧室如CN 101144413 A公开的“一种缸内直喷汽油机燃烧室”，由气缸盖、缸体和活塞构造出的一个空间；活塞带有凸起，凸起一面为斜坡形，另一面为圆弧形；在凸起的斜坡面上，有一从下至上逐步加深的一个圆弧凹槽；凸起的斜坡面位于进气门一侧，凸起的圆弧面位于排气门一侧；喷油器位于进气门的下方，与活塞凸起的斜坡面上的圆弧凹槽相对应，二者中心轴线在同一平面内。在进气冲程，进气在燃烧室内形成较强的滚流；在压缩冲程，在火花塞周围形成较理想的紊流和较适宜的混合气。其气缸盖结构容易布置；保证了着火的稳定性和全面良好的性能；解决了燃油过多积聚于凹坑等问题。而要使阿特金森循环技术在常规发动机上运用，就必须采用技术措施解决低速时动力性大幅度下降的问题。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种直喷式阿特金森循环发动机燃烧室结构，其能够适用于常规发动机，解决低速动力性将大幅度下降和汽车起步性能变差的问题，同时还能进一步降低油耗。

本实用新型所述的一种直喷式阿特金森循环发动机燃烧室结构，包括设在阿特金森循环发动机缸体上的高滚流缸盖，与缸体配合的直喷型活塞，所述缸体的内壁、直喷型活塞的顶部和高滚流缸盖的下面所包围的空间构成直喷型燃烧室，还包括设在所述高滚流缸盖上的排气凸轮轴、进气凸轮轴、进气道和整体式凸轮轴承盖，所述进气道的一端为进气口、另一端与所述直喷型燃烧室相通，其特征是：

一高压油泵设在所述整体式凸轮轴承盖上，该高压油泵的入油口通过油管与油箱连通；

一高压燃油分配器设在所述高滚流缸盖上，所述高压油泵的出油口通过高压出油管与所述高压燃油分配器连接相通；

一高压喷嘴设在所述高滚流缸盖上，该高压喷嘴一端与所述高压燃油分配器相通、另一端与所述直喷型燃烧室相通。

进一步，所述高压油泵内设有油泵挺柱，在该油泵挺柱上套有压缩弹簧，所述油泵挺柱的端部与所述进气凸轮轴上的凸轮对应接触。

进一步，所述直喷型活塞的顶部设有第一凸起、第二凸起和第三凸起，该顶部使燃烧室容积减小，增大压缩比至12~14。

更进一步，所述喷嘴二次喷射时，按大于3:1（第一次喷射量与第二次喷射量之比）的喷射比例，即在压缩行程即将结束前曲轴转角90~150度范围内，在火花塞点火前80~130度向缸内进行二次喷射燃油。

本实用新型由于在阿特金森循环技术上采用了直喷技术，在进气行程过程中，活塞往下运动时，高压燃油轨开始第一次直接向燃烧室喷油，高压燃油轨喷出的燃油在燃烧室内呈现液状，而此时液状逐渐向雾状变化，根据热力学原理，会对周围环境产生燃油蒸发吸热想象，进而会对燃烧室进行冷却，使缸内温度下降，容积效率增加，充气效率增加，点火角会再提前，这样会大幅提升阿特金森循环的低端扭矩，改善油耗。

所述的直喷型活塞在保持缸体曲柄连杆机构不变及满足直喷型活塞设计要求的前提下，直喷型燃烧室的有效压缩比设计在12~14左右。直喷型活塞顶部的形状，特别活塞顶部凸起的布置，进一步提高了发动机燃烧压缩比，大大提高循环定容度，增加燃烧速度及缩短周期，可以改善发动机热效率及燃油经济性。与现有技术相比，原阿特金森循环发动机的有效压缩比在10.4左右，减缓了燃烧速度，延长了燃烧周期，动力性下降，燃油经济性没有得到进一步改善。

所述的高压油泵4,通过泵里面的压缩弹簧把燃油加压成高达1000Kpa以上的燃油压力，通过加压后的高压燃油才能在压缩行程结束前对缸内实施二次喷射，从而节省了由于阿特金森循环技术导致进气回流而损失的混合气，包括部分燃油，因而改善了发动机油耗，提高了动力性。与现有技术相比，原阿特金森循环发动机的燃油分配器没有对燃油进行加压的功能，燃油压力只有400Kpa，因而不能解决由于本身进气回流而损失掉的混合气，动力性会下降，油耗会恶化。

本实用新型能在常规车上搭载使用，既能解决阿特金森循环发动机动力性不足，又能更进一步改善阿特金森循环发动机油耗，是满足国家日益苛刻油耗法规的一种高效节能技术。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是图1的俯视图；

图3是图2的A－A剖视图；

图4是图2的B－B剖视图；

图5是本实用新型的直喷型活塞顶部的结构示意图。

图中：1－高滚流缸盖，2－高压出油管，3－整体式凸轮轴承盖，4－高压油泵，5－高压燃油分配器，6－入油口，7－直喷型活塞，8－排气凸轮轴，9－进气凸轮轴，10－进气道，11－高压喷嘴，12－直喷型燃烧室，13－进气口，14－油泵挺柱，15－压缩弹簧，16－第一凸起，17－第二凸起，18－第三凸起，19－缸体。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步的描述。

参见图1、图2、图3、图4和图5，所述的一种直喷式阿特金森循环发动机燃烧室结构，包括设在缸体19上的高滚流缸盖1，与缸体19配合的直喷型活塞7，所述缸体19的内壁、直喷型活塞的顶部和高滚流缸盖的下面所包围的空间构成直喷型燃烧室12，还包括设在所述高滚流缸盖上的排气凸轮轴8、进气凸轮轴9、进气道10和整体式凸轮轴承盖3，所述进气道的一端为进气口13、另一端与所述直喷型燃烧室相通，其结构特点是：

一高压油泵4设在所述整体式凸轮轴承盖3上，该高压油泵的入油口6通过油管与油箱连通；

一高压燃油分配器5设在所述高滚流缸盖1上，所述高压油泵的出油口通过高压出油管2与所述高压燃油分配器5连接相通；所述的高压燃油分配器5通过螺栓连接固定于高滚流缸盖1上；高压出油管2的两端通过螺母固定于高压燃油分配器5和高压油泵4上，用于输送高压燃油。

一高压喷嘴11设在所述高滚流缸盖1上，该高压喷嘴一端与所述高压燃油分配器5相通、另一端与所述直喷型燃烧室12相通。所述高压喷嘴11与高滚流缸盖1为间隙配合，直通燃烧室12。

进一步，所述高压油泵4内设有油泵挺柱14，在该油泵挺柱上套有压缩弹簧15，所述油泵挺柱的端部与所述进气凸轮轴9上的凸轮对应接触。 所述高压油泵4通过螺栓安装于整体式凸轮轴承盖3上，且油泵挺柱14间隙装配于整体式凸轮轴承盖3上。燃油通过入油口6进入高压油泵4经压缩弹簧15加压后形成高压燃油，通过进气凸轮轴9的转动来推动油泵挺柱14往复运动，从而压缩高压油泵4里面的压缩弹簧15形成高压燃油，高压燃油经高压出油管2、高压燃油分配器5从高压喷嘴11喷入直喷型燃烧室12进行喷油雾化。

进一步，所述直喷型活塞7的顶部设有第一凸起16、第二凸起17和第三凸起18。由于直喷型活塞7顶部的三边设有第一凸起16、第二凸起17和第三凸起18，使直喷型燃烧室的容积减小，压缩比增大；第一凸起16和第三凸起18避免了与进排气门运动时的干涉，而第二凸起17阻挡了高压喷嘴11喷出的燃油直接进入缸壁，从而避免了机油稀释的风险。

Claims (3)

1.一种直喷式阿特金森循环发动机燃烧室结构，包括设在缸体（19）上的高滚流缸盖（1），与缸体（19）配合的直喷型活塞（7），所述缸体（19）的内壁、直喷型活塞的顶部和高滚流缸盖的下面所包围的空间构成直喷型燃烧室（12），还包括设在所述高滚流缸盖上的排气凸轮轴（8）、进气凸轮轴（9）、进气道（10）和整体式凸轮轴承盖（3），所述进气道的一端为进气口（13）、另一端与所述直喷型燃烧室相通，其特征是：

一高压油泵（4）设在所述整体式凸轮轴承盖（3）上，该高压油泵的入油口（6）通过油管与油箱连通；

一高压燃油分配器（5）设在所述高滚流缸盖（1）上，所述高压油泵的出油口通过高压出油管（2）与所述高压燃油分配器连接相通；

一高压喷嘴（11）设在所述高滚流缸盖（1）上，该高压喷嘴一端与所述高压燃油分配器（5）相通、另一端与所述直喷型燃烧室（12）相通。

2.根据权利要求1所述的一种直喷式阿特金森循环发动机燃烧室结构，其特征是：所述高压油泵（4）内设有油泵挺柱（14），在该油泵挺柱上套有压缩弹簧（15），所述油泵挺柱的端部与所述进气凸轮轴（9）上的凸轮对应接触。

3.根据权利要求1或2所述的一种直喷式阿特金森循环发动机燃烧室结构，其特征是：所述直喷型活塞（7）的顶部设有第一凸起（16）、第二凸起（17）和第三凸起（18）。