CN211144632U - 一种用于发动机的燃烧室、发动机及车辆 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于发动机的燃烧室、发动机及车辆，该用于发动机的燃烧室包括缸体、缸盖、进气道、排气道和活塞；所述缸盖盖合于所述缸体上，所述缸盖上开设有进气口，所述进气道通过所述进气口与所述缸体连通；所述缸体的侧壁上开设有排气口，所述排气口靠近所述缸体的下部，所述排气道通过所述排气口与所述缸体连通；所述活塞设于所述缸体内，所述活塞与所述缸体滑动配合。本实用新型相对于现有技术，由于采用反直流扫气方式，可以有效控制过量空气系数，实现当量空燃比燃烧及阿特金森循环，从而达到低油耗以及低排放的目标。

Description

一种用于发动机的燃烧室、发动机及车辆

技术领域

本实用新型涉及车辆制造技术领域，尤其涉及一种用于发动机的燃烧室、具有该用于发动机的燃烧室的发动机及具有该发动机的车辆。

背景技术

随着全球汽车行业油耗及排放法规的日益严苛，2025年百公里油耗目标为4L，2030年百公里油耗目标为3.2L，因此汽车发展趋势必然是电动化、智能化。但是，纯电动汽车面临着电池包成本导致车价昂贵、基础充电设施匮乏引起的充电焦虑及用户里程焦虑问题。国际主要OEM(Original Equipment Manufacturer，原始设备生产商)主机厂一致认为，未来很长一段时间内，汽车行业仍以混动模式为主要发展方向。从发布的《汽车产业投资管理规定》来看，纯电动汽车投资项目中包括EV(Electric Vehicle，电动汽车)和REEV(RangeExtend Electric Vehicle，增程式电动汽车)，而HEV(Hybrid Electric Vehicle，混合动力汽车)和PHEV(Plug-in Hybrid Electric Vehicle，插电式混合动力汽车)属于燃油汽车投资项目，国家政策全面支持向增程式技术路线进行引导和推动。

目前市场上增程式电动车多采用四冲程发动机作为增程器发动机，四冲程发动机功率密度低，并且价格高，由于体积大，成本高，不利于后期产品的竞争力。二冲程发动机是靠气缸壁上的进气口、排气口完成进、排气过程，具有构造简单、体积小、重量轻、成本低的优点。若采用二冲程发动机，由于油耗高并且排放差，而且，目前二冲程发动机还存在以下问题：(1)扫气过程难以控制，易导致未燃混合气排出排气口，增加油耗；(2)因排气系统氧含量高而导致三元催化器的氮氧化物NO_x转换效率低，氮氧化物NO_x排放不达标；(3)因机油与燃油预混合而导致的机油耗高。

因此，有必要提出一种用于发动机的燃烧室、发动机及车辆，以解决上述技术问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种用于发动机的燃烧室、发动机及车辆，以解决背景技术中的二冲程发动机存在的技术问题。

本实用新型是通过以下技术方案实现的：

本实用新型提供一种用于发动机的燃烧室，包括缸体、缸盖、进气道、排气道和活塞；所述缸盖盖合于所述缸体上，所述缸盖上开设有进气口，所述进气道通过所述进气口与所述缸体连通；所述缸体的侧壁上开设有排气口，所述排气口靠近所述缸体的下部，所述排气道通过所述排气口与所述缸体连通；所述活塞设于所述缸体内，所述活塞与所述缸体滑动配合。

进一步地，所述用于发动机的燃烧室还包括设于所述进气口处的进气门，所述进气门用于打开和关闭所述进气口。

进一步地，所述缸盖具有第一斜面和第二斜面，所述第一斜面与所述第二斜面相交形成屋脊形，所述进气道设置在所述第一斜面上。

进一步地，所述进气道与所述排气道布置在所述缸体的同侧。

进一步地，所述进气口处设有导流件，所述导流件靠近所述缸体的侧壁，所述导流件构造为引导气流从靠近所述缸盖的顶部一侧进入。

进一步地，所述进气道呈渐扩形，所述进气道靠近所述进气口的一端的直径大于远离所述进气口的一端的直径。

进一步地，所述用于发动机的燃烧室还包括设于所述缸盖上的喷油器，所述喷油器设于所述第二斜面上，所述喷油器的喷油方向朝向所述进气口。

进一步地，所述用于发动机的燃烧室还包括设于所述缸盖的中央位置上的火花塞，所述火花塞位于所述进气口与所述喷油器之间。

相应地，本实用新型还提供一种发动机，该发动机包括上述的用于发动机的燃烧室。

相应地，本实用新型还提供一种车辆，该车辆包括上述的发动机。

实施本实用新型，具有如下有益效果：

1、由于排气口在缸体侧壁的下部，进气口在缸盖上，通过采用反直流扫气方式，在活塞下行做功后，排气口开启，大部分燃烧废气利用缸体内外压差从排气口排出，随后进气门开启，新鲜空气进入缸内，同时增加缸体内压力，进一步排除燃烧废气；活塞上行时，先关闭排气口，进气门比排气口晚关，相比于现有的二冲程发动机而言，可以有效控制过量空气系数，实现阿特金森循环，有利于提高发动机热效率，从而达到低油耗以及低排放的目标。

2、将进气道与排气道布置在同侧，在进气口处设置导流件，空气沿进气道先流向对面，再向下到达活塞顶部，沿活塞顶面旋转，这样的结构设计可以在二冲程发动机上实现当量空燃比燃烧，降低排放，进一步提高了发动机热效率。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案和优点，下面将对实施例或现有技术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实用新型的一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其它附图。

图1是本实用新型实施例的用于发动机的燃烧室的结构示意图；

图2是本实用新型实施例中扫气阶段中后期排气口状态示意图；

图3是本实用新型实施例的用于发动机的燃烧室的工作原理示意图。

其中，图中附图标记对应为：1-缸体、2-缸盖、3-进气道、4-进气门、5-排气道、6-导流件、7-活塞、8-喷油器、9-火花塞。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型作进一步地详细描述。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本实用新型的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”等术语应做广义理解，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相连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，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

实施例

本实施例中，参阅图1，提供了一种用于发动机的燃烧室，包括缸体1、缸盖2、进气道3、排气道5和活塞7；缸盖2盖合于缸体1上，缸盖2上开设有进气口，进气道3通过进气口与缸体1连通；缸体1的侧壁上开设有排气口，排气口靠近缸体1的下部，排气道5通过排气口与缸体1连通；活塞7设于缸体1内，活塞7与缸体1滑动配合。

本实施例中，燃烧室还包括设于进气口处的进气门4，进气门4用于打开和关闭进气口。进气门4的开启和关闭可以通过凸轮轴的控制实现。

区别于现有技术中将排气口设在缸盖上的直流扫气进气方式，本实施例的用于发动机的燃烧室，针对二冲程发动机扫气和燃烧设计，采用反直流扫气方案，进气口在缸盖2上，排气口在缸体1的侧壁下部，在活塞7下行做功后，排气口开启，大部分燃烧废气利用缸体1的内外压差从排气口排出，随后进气门4开启，新鲜空气进入缸体1内，可以增加缸体1内压力，进一步排除燃烧废气；活塞7上行时，排气口首先由活塞7关闭，进气门4比排气口晚关，使得压缩行程变短，膨胀比大于压缩比，从而实现阿特金森循环，以及实现当量空燃比燃烧，有利于提高发动机热效率。

本实施例中，缸盖2具有第一斜面和第二斜面，第一斜面与第二斜面相交形成屋脊形，进气道3设置在第一斜面上。

作为一种具体的实施方式，燃烧室还包括设于缸盖2上的喷油器8，喷油器8设于第二斜面上，喷油器8的喷油方向朝向进气口。

作为一种具体的实施方式，燃烧室还包括设于缸盖2的中央位置上的火花塞9，火花塞9位于进气口与喷油器8之间，火花塞9用于产生火花点燃混合气。

作为一种具体的实施方式，为了避免新鲜空气在缸体1内直接进入排气口，进气道3与排气道5布置在缸体的同侧，进气口处设有导流件6，导流件6靠近缸体1的侧壁，导流件6构造为引导气流从靠近缸盖2的顶部一侧进入。参阅图2，其中a为进气口上侧，b为进气口下侧，导流件6为靠近进气道下侧b处的挡边结构，例如，缸体1的侧壁内凹从而形成在进气口处的挡边结构，以减少从b处进入的气体，迫使气体从进气口上侧a处进入，由于下侧b处的导流件6强行改变进入燃烧室中混合气体的流经路径，使由进气道3进入燃烧室中的气体均由进气道3上侧进入燃烧室，空气沿进气道3先流向对面，再向下到达活塞7顶部，沿活塞7顶面旋转。这样的结构可以在二冲程发动机上实现当量空燃比燃烧，有利于提升发动机热效率。另外，如果气体从下侧进入，到达排气口的路径短，新鲜空气可能直接进入排气道5，会使三元催化器效率下降，增加排放，因此，本实施例通过设置导流件6，还有利于降低废气排放。

本实施例中，如图2中的A所示，当进气门4开启处于扫气阶段中后期时，为使油气混合均匀，在排气口未关闭状态下喷油器8喷油，如图2中的B所示，当从a处流出的油气混合到达排气口时，排气口恰好关闭，从而达到延长油气混合时间，使得油气混合均匀，有利于油耗以及排放。

作为一种具体的实施方式，进气道3呈渐扩形，进气道3靠近进气口的一端的直径大于远离进气口的一端的直径，使得气体流动尽可能多地转化为势能，从而降低进气口上侧a处的气流流速，延长了气流到达排气口的时间，使得新鲜空气不被扫出，同时有利于增加进气量，进而有利于提高发动机功率和热效率。

本实施例中，如图3所示，其中TDC代表上止点，BDC代表下止点，活塞7在上止点与下止点之间运动。第一冲程时，活塞7自下止点BDC向上移动，完成压缩和进气行程，第二冲程时，当活塞7接近上止点TDC时，火花塞9产生电火花，点燃混合气，燃烧后形成的高温高压气体，推动活塞7向下止点BDC运动，完成做功和排气行程。通过反直流扫气方式，进气门4比排气口晚关，使得压缩行程短，实现膨胀比大于压缩比，在理论压缩比为15时，能够实现有效压缩比为8，有效膨胀比为12.6，仿真计算显示热效率比正直流扫气的方式提高10％左右。

相应地，本实用新型的另一实施例提供了一种发动机，该发动机包括上述实施例中的用于发动机的燃烧室。

相应地，本实用新型的另一实施例还提供了一种车辆，该车辆包括上述实施例中的发动机。

本实用新型的上述实施例，具有如下有益效果：

1、由于排气口在缸体侧壁的下部，进气口在缸盖上，通过采用反直流扫气方式，在活塞下行做功后，排气口开启，大部分燃烧废气利用缸体内外压差从排气口排出，随后进气门开启，新鲜空气进入缸内，同时增加缸体内压力，进一步排除燃烧废气；活塞上行时，先关闭排气口，进气门比排气口晚关，相比于现有的二冲程发动机而言，可以有效控制过量空气系数，实现阿特金森循环，有利于提高发动机热效率，从而达到低油耗以及低排放的目标。

2、将进气道与排气道布置在同侧，在进气口处设置导流件，空气沿进气道先流向对面，再向下到达活塞顶部，沿活塞顶面旋转，这样的结构设计可以在二冲程发动机上实现当量空燃比燃烧，降低排放，进一步提高了发动机热效率。

以上所述是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种用于发动机的燃烧室，其特征在于，包括缸体(1)、缸盖(2)、进气道(3)、排气道(5)和活塞(7)；

所述缸盖(2)盖合于所述缸体(1)上，所述缸盖(2)上开设有进气口，所述进气道(3)通过所述进气口与所述缸体(1)连通；

所述缸体(1)的侧壁上开设有排气口，所述排气口靠近所述缸体(1)的下部，所述排气道(5)通过所述排气口与所述缸体(1)连通；

所述活塞(7)设于所述缸体(1)内，所述活塞(7)与所述缸体(1)滑动配合。

2.根据权利要求1所述的用于发动机的燃烧室，其特征在于，还包括设于所述进气口处的进气门(4)，所述进气门(4)用于打开和关闭所述进气口。

3.根据权利要求1所述的用于发动机的燃烧室，其特征在于，所述缸盖(2)具有第一斜面和第二斜面，所述第一斜面与所述第二斜面相交形成屋脊形，所述进气道(3)设置在所述第一斜面上。

4.根据权利要求1所述的用于发动机的燃烧室，其特征在于，所述进气道(3)与所述排气道(5)布置在所述缸体(1)的同侧。

5.根据权利要求4所述的用于发动机的燃烧室，其特征在于，所述进气口处设有导流件(6)，所述导流件(6)靠近所述缸体(1)的侧壁，所述导流件(6)构造为引导气流从靠近所述缸盖(2)的顶部一侧进入。

6.根据权利要求1所述的用于发动机的燃烧室，其特征在于，所述进气道(3)呈渐扩形，所述进气道(3)靠近所述进气口的一端的直径大于远离所述进气口的一端的直径。

7.根据权利要求3所述的用于发动机的燃烧室，其特征在于，还包括设于所述缸盖(2)上的喷油器(8)，所述喷油器(8)设于所述第二斜面上，所述喷油器(8)的喷油方向朝向所述进气口。

8.根据权利要求7所述的用于发动机的燃烧室，其特征在于，还包括设于所述缸盖(2)的中央位置上的火花塞(9)，所述火花塞(9)位于所述进气口与所述喷油器(8)之间。

9.一种发动机，其特征在于，包括权利要求1-8中任一项所述的用于发动机的燃烧室。

10.一种车辆，其特征在于，包括权利要求9所述的发动机。

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