CN214424599U - 高压缩比发动机燃烧室 - Google Patents

Abstract

高压缩比发动机燃烧室，涉及发动机技术领域，具体涉及一种发动机燃烧室。包括气缸，设在气缸内的活塞，设在气缸顶部的气缸盖，设在气缸盖上的进气道和排气道，设在进气道内的进汽门，设在排气道内的排气门，在气缸盖内设有压缩空气仓，在压缩空气仓内设有带喷油嘴的贫氧燃烧仓。本实用新型由于采用了以上技术方案，能避免富氧燃烧瞬间产生的爆发冲击力直接作用在曲轴上，并有效转化成扭矩作功，避免高压缩比带来的爆震，使发动机的振动和燥音降低了65%，能使柴油发动机的压缩比提高到26以上，汽油机压缩比提高到18以上。

Description

高压缩比发动机燃烧室

技术领域

本实用新型涉及发动机技术领域，具体涉及一种发动机燃烧室。

背景技术

现有的发动机包括压缩点火式发动机还是火花点火式发动机，都是采取的是一次燃烧原理，即当活塞上行至顶部位置时，气缸内的雾化燃料燃烧产生机械推力，推动活塞做功。燃料燃烧所产生的瞬间爆发越大，意味着发动机的动力输出就越大，要提高瞬间爆发力就需要提高发动机的压缩比，于是人们通过提高发动机的压缩比来提高发动机的动力性能。但现在的发动机燃烧室所存在的问题在于：当活塞上行至顶部位置时，活塞连杆这时处于一条直线上，燃料燃烧瞬间产生的爆发冲击力直接作用到曲轴上，使发动机产生振动和燥音，发动机的压缩比越高，通常伴随着的就是发动机工作时抖振会较明显增大，特别是高压缩比会引起自燃、预燃，而引起爆震的发生，使发动机无力、损坏机械元件。因此，发动机压缩比的提高受到严重制约，目前，柴油机的压缩比制约在22以内，汽油机的压缩比制约在11以内。

发明内容

本实用新型的目的在于公开一种能避免富氧燃烧瞬间产生的爆发冲击力直接作用在曲轴上，能有效转化成扭矩作功，避免高压缩比带来的爆震，能显著降低发动机的振动和燥音，显著提高发动机压缩比的高压缩比发动机燃烧室。

本实用新型的技术解决方案是：高压缩比发动机燃烧室，包括气缸，设在气缸内的活塞，设在气缸顶部的气缸盖，设在气缸盖上的进气道和排气道，设在进气道内的进汽门，设在排气道内的排气门，其特殊之处在于：在气缸盖内设有压缩空气仓，在压缩空气仓内设有带喷油嘴的贫氧燃烧仓。

进一步地，所述压缩空气仓为倒瓶形，压缩空气仓的瓶口与气缸相通。

进一步地，所述贫氧燃烧仓，为倒瓶形，贫氧燃烧仓的瓶口下沿处在压缩空气仓的瓶口上沿上方中央。

进一步地，所述贫氧燃烧仓的瓶口下沿与压缩空气仓的瓶口上沿的距离，要确保富氧燃烧时压缩空气仓内的压缩空气能顺利流出满足富氧燃烧的需要。

本实用新型由于采用了以上技术方案，能避免富氧燃烧瞬间产生的爆发冲击力直接作用在曲轴上，并有效转化成扭矩作功，避免高压缩比带来的爆震，使发动机的振动和燥音降低了65%，能使柴油发动机的压缩比提高到26以上，汽油机压缩比提高到18以上。

附图说明

图1为本实用新型进气状态时结构示意图；

图2为本实用新型喷油状态时结构示意图；

图3为本实用新型贫氧燃烧状态时结构示意图；

图4为本实用新型富氧燃烧状态时结构示意图。

图标标记：1-气缸盖，2-进汽门，3-进气道，4-压缩空气仓，5-贫氧燃烧仓，6-喷油嘴，7-排汽门，8-排气道，9-活塞，10-连杆，11-曲轴，12-气缸。

具体实施方式

为了更清楚地理解本实用新型，下面结合图1-4，用具体实施方式对本实用新型作进一步的说明。

实施方式：高压缩比发动机燃烧室，包括气缸12，设在气缸12内的活塞9，设在气缸12顶部的气缸盖1，设在气缸盖1上的进气道3和排气道8，设在进气道3内的进汽门2，设在排气道8内的排气门7，其特殊之处在于：在气缸盖1内设有压缩空气仓4，在压缩空气仓4内设有带喷油嘴6的贫氧燃烧仓5。

本实用新型所述压缩空气仓4为倒瓶形，压缩空气仓4的瓶口与气缸12相通。

本实用新型所述贫氧燃烧仓5，为倒瓶形，贫氧燃烧仓5的瓶口下沿处在压缩空气仓4的瓶口上沿上方中央。

本实用新型所述贫氧燃烧仓5的瓶口下沿与压缩空气仓4的瓶口上沿的距离，要确保富氧燃烧时压缩空气仓4内的压缩空气能顺利流出满足富氧燃烧的需要。

本实用新型的工作原理及效果：如图1，进气时，活塞9下移，同时进汽门2打开，空气从进气道3进入气缸12内；如图2，当活塞9下移到下止位后进汽门2关闭，活塞9从下止位转身向上移动时，喷油嘴6向贫氧燃烧仓5喷油，活塞9继续上移，把大部分空气压向压缩空气仓4，小部分空气与喷油混合压向贫氧燃烧仓5；如图3，当活塞9上移到上止位时，贫氧燃烧仓5内的油雾被压燃，由于贫氧燃烧仓5的氧气少，成贫氧燃烧状态，燃烧气体从贫氧燃烧仓5的瓶口处进入气缸12，虽然此时连杆10与曲轴11处于一条直线上，由于贫氧燃烧产生的推力较小，给曲轴11的压力也相对较小，有效减少了发动机的振动。如图4，当贫氧燃烧气体从贫氧燃烧仓5的瓶口处进入气缸12内时与压缩空气仓4内的压缩空气混合，开始产生第二次燃烧，这时由于贫氧燃烧产生的推力推动气缸12越过上止点向下移，连杆10与曲轴11已不在一条直线上，第二次燃烧开始时连杆10的作用点与曲轴11之间就形成了力矩L，从而使第二次富氧燃烧所产生的爆发冲击力有效转化成扭矩作功。这样可有效减轻或避免高压缩比带来的爆震和燥音，使柴油机的压缩比可以提升到26以，汽油机的压缩比提升到18以上。由于高压缩比压缩温度过高，需要对喷油提前角做相应调整，由现在的上止点前13度降到上止点前3度左右。本实用新型适用于柴油机和喷油汽油机，不适用于吸入可燃气体的发动机。在一些实施例中为柴油机高压缩比发动机燃烧室或喷油汽油机高压缩比发动机燃烧室。

实施例：高压缩比发动机燃烧室，包括气缸12，设在气缸12内的活塞9，设在气缸12顶部的气缸盖1，设在气缸盖1上的进气道3和排气道8，设在进气道3内的进汽门2，设在排气道8内的排气门7，在气缸盖1内设有压缩空气仓4，在压缩空气仓4内设有带喷油嘴6的贫氧燃烧仓5。所述压缩空气仓4为倒瓶形，压缩空气仓4的瓶口与气缸12相通。所述贫氧燃烧仓5为倒瓶形，贫氧燃烧仓5的瓶口下沿处在压缩空气仓4的瓶口上沿上方中央。贫氧燃烧仓5的瓶口下沿与压缩空气仓4的瓶口上沿的距离，要确保富氧燃烧时压缩空气仓4内的压缩空气能顺利喷出满足富氧燃烧的需要。

本申请人用两台试验机（单缸170风冷柴油机）试验，原有的发动机压缩比为22，其中一台通过减少燃烧室容积达到增加压缩比实验，声音明显加剧， 是因为現有技术的发动机都是当活塞到达上止点时产生剧烈燃烧，压力最大，如果压缩比加大，爆燃更明显，对机体产生更大损坏。另一台按本实用新型实施例技术方案进行改装，活塞的直径8.0cm，活塞最大行程7.0cm，贫氧燃烧仓的容量5.0 cm^3, 压缩空气仓的容量7.0 cm³,压缩容量为13.5cm³，总吸气容积=兀×42×7.0+5.0+7.0=363.86 cm³，压缩比ε=Va/Vc=气缸总吸气容积/压缩容量=363.86*12=26.95。加大压缩比后，上止点喷油在一个较小空间，氧气不足，燃烧不充分，不会产生剧烈爆燃，对曲轴的冲动力较小。当高压空气仓的氧气和高温燃烧不充分的燃油混合喷燃时，连杆已处在时针2-3点位置，避免了富氧燃烧瞬间产生的爆发冲击力直接作用在曲轴上，富氧燃烧瞬间产生的爆发冲击力推动活塞输出最大扭矩作功。从而避免了高压缩比带来的爆震，使发动机的振动和燥音降低了65%，最大输出功率由5kw提高到了5.51kw。

以上所述，仅为本实用新型的说明实施例，并非对本实用新型任何形式上和实质上的限制，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本实用新型方法的前提下，做出的若干改进和补充也应视为本实用新型的保护范围。凡熟悉本专业的技术人员，在不脱离本实用新型精神和范围的情况下，利用以上所揭示的技术内容做出的些许更改、修饰与演变的等同变化，均为本实用新型的等效实施例；同时，凡依据本实用新型的实质技术对上述实施例所做的任何等同变化的更改、修饰与演变，均仍属于本实用新型的保护范围。

Claims (4)

1.高压缩比发动机燃烧室，包括气缸，设在气缸内的活塞，设在气缸顶部的气缸盖，设在气缸盖上的进气道和排气道，设在进气道内的进汽门，设在排气道内的排气门，其特征在于：在气缸盖内设有压缩空气仓，在压缩空气仓内设有带喷油嘴的贫氧燃烧仓。

2.根据权利要求1所述的高压缩比发动机燃烧室，其特征在于：所述压缩空气仓的瓶口与气缸相通。

3.根据权利要求1所述的高压缩比发动机燃烧室，其特征在于：所述贫氧燃烧仓的瓶口下沿处在压缩空气仓的瓶口上沿上方中央。

4.根据权利要求3所述的高压缩比发动机燃烧室，其特征在于：所述贫氧燃烧仓的瓶口下沿与压缩空气仓的瓶口上沿的距离，要确保富氧燃烧时压缩空气仓内的压缩空气能顺利流出满足富氧燃烧的需要。

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