CN215566237U - 直喷汽油机预燃结构及直喷汽油机 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种直喷汽油机预燃结构及直喷汽油机，该预燃结构包括固定在气缸盖上的壳体，以及点火装置，壳体的内部形成有预燃室，收容在壳体内的点火装置，将高压电引入到预燃室内；于壳体的底部形成有多个通孔，多个通孔连通预燃室和形成在气缸盖内的主燃室，各通孔的喷射路径中心线和气缸盖的中心线的夹角为大于45°的锐角。本实用新型的直喷汽油机预燃结构，混合气在预燃室内被点燃并通过多个通孔向主燃室传递，形成多个着火点，并通过设计通孔角度，能够有效提高预燃效果。

Description

直喷汽油机预燃结构及直喷汽油机

技术领域

本实用新型涉及汽油机技术领域，特别涉及一种直喷汽油机预燃结构。另外，本实用新型还涉及一种直喷汽油机。

背景技术

目前国内外汽车行业中，高热效率小排量增压直喷混动专用汽油机受到众多关注。在增压直喷汽油机开发过程中，爆震是抑制热效率提升的重要因素之一。现有汽油机的燃烧室主要有：半球形燃烧室、蓬形燃烧室、楔形燃烧室等多种几个形状，上述燃烧室虽然加工简单，成产成本低，受热面积小，但是在混合气燃烧过程中容易产生“爆震”，限制了汽油机热效率的提高，从而降低汽油机的动力性、经济性和排放性。

汽油机的燃烧室在整个燃烧过程中起着至关重要的作用，随着发动机技术对热效率的追求越来越高，传统的预燃室在点火时，混合气燃烧不均极易发生爆震的情况，而提高混合气预燃效果已成为降低发动机爆震情况发生的必要手段。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型旨在提出一种直喷汽油机预燃结构，以改善混合气燃烧的均匀性，提高预燃效果。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种直喷汽油机预燃结构，固定在气缸盖上的壳体，以及点火装置；其中：

所述壳体的内部形成有预燃室，收容在所述壳体内的所述点火装置，将高压电引入到所述预燃室内；

于所述壳体的底部形成有多个通孔，多个所述通孔连通所述预燃室和形成在所述气缸盖内的主燃室；

各所述通孔的喷射路径中心线和所述气缸盖的中心线的夹角为大于45°的锐角。

进一步的，各所述通孔的喷射路径中心线和所述气缸盖的中心线的夹角角度为66°～80°。

进一步的，各所述通孔的直径为1mm～1.2mm。

进一步的，所述壳体的底部呈球面状。

进一步的，各所述通孔的喷射路径均为直线，且所有所述通孔的喷射路径整体呈发散状。

进一步的，在所述壳体的外表面上设有外凸设置的定位块。

进一步的，所述定位块被设置为沿所述壳体的周向间隔分布的至少两个。

进一步的，所述壳体包括主壳体，以及安装体；

所述主壳体顶部敞口设置，并以埋入的方式固定到气缸盖上，所述预燃室形成在所述主壳体的内部；

所述安装体固定设置在埋入状态的所述主壳体上方，所述安装体螺纹连接所述气缸盖；所述安装体上下贯通，在所述安装体的内部形成有安装腔；点火装置的下端保持在所述安装腔内。

进一步的，所述预燃室的容积占燃烧室总容积的4％～6％。

进一步的，于所述安装体的外表面上形成有螺接所述气缸盖的外螺纹。

进一步的，在所述安装体和所述主壳体之间装配有密封垫片。

相对于现有技术，本实用新型具有以下优势：

(1)本实用新型所述的直喷汽油机预燃结构，发动机压缩冲程会将主燃室内的部分混合气由通孔压入预燃室，混合气在预燃室内被点燃后，混合气燃烧膨胀通过多个通孔向主燃室喷射，通过设计各通孔的角度，改善多个通孔预燃同步性，有效提高预燃效果。

(2)壳体的底部设置呈球面状，多个通孔分布在球面状的范围内，该结构设计，可以提高预燃结构整体的使用效果。

(3)定位块的设置，防止主壳体在气缸盖内发生扭转，提高主壳体安装在气缸盖内时的稳定性。

(4)主壳体与安装体采用分体式结构，使得预燃结构整体装配简单，便于生产，此外，主壳体采用埋入的方式固定在气缸盖上，安装体与气缸盖固连以保持和主壳体的位置匹配，安装较为稳固。

本实用新型的另一个目的在于提出一种直喷汽油机，包括气缸盖，形成在气缸盖内的主燃室，于气缸盖上装配有如上所述的预燃结构。

进一步的，所述通孔的喷射轴线与发动机Y向的夹角为β，相邻的两个β的角度差为44°至45°。

相对于现有技术，本实用新型提出的直喷汽油机，装配有以上所提供的预燃结构，可有效提高预燃效果，且其安装操作简便，安装后整体结构稳定性较好。

附图说明

构成本实用新型的一部分的附图，是用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明是用于解释本实用新型，其中涉及到的前后、上下等方位词语仅用于表示相对的位置关系，均不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为本实用新型实施例一所述的预燃结构的结构示意图；

图2为本实用新型实施例一所述的预燃结构的剖视图；

图3为本实用新型实施例一所述的预燃结构的使用状态示意图；

图4为本实用新型实施例二所述的直喷汽油机的部分结构剖视图；

图5为本实用新型实施例二所述的通孔的喷射路径示意图。

附图标记说明：

1、气缸盖；101、主燃室；2、壳体；201、主壳体；2011、空腔；20111、预燃室；2012、通孔；2013、定位块；202、安装体；2021、安装腔；3、密封垫片；4、点火装置。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，若出现“上”、“下”、“内”、“外”等指示方位或位置关系的术语，其为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，在本实用新型的描述中，除非另有明确的限定，术语“安装”、“相连”、“连接”“连接件”应做广义理解。例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以结合具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

实施例一

本实用新型及一种直喷汽油机预燃结构，其在整体结构上，包括固定在气缸盖上的壳体，以及点火装置。

其中，在壳体的内部形成有预燃室，收容在壳体内的点火装置，将高压电引入到预燃室内，于主壳体的底部形成有多个通孔，多个通孔连通预燃室和形成在气缸盖内的主燃室；各通孔的喷射路径中心线和气缸盖的中心线的夹角为大于45°的锐角。

如上结构，混合气在预燃室内被点燃后，混合气燃烧膨胀通过多个通孔向主燃室喷射，形成多个着火点以缩短燃烧期，此外，通过设计各通孔的角度，能够进一步缩短燃烧期，并有效提高预燃效果。

基于如上的整体设计思想，本实施例的一种示例性结构，如图1和图2所示，壳体2采用分体式结果，其包括主壳体201，以及安装体202，其中，主壳体201的整体呈柱状结构，其顶部敞口，底部封闭设置。在主壳体201的内部形成有空腔2011，该空腔2011的中下部被定义形成预燃室20111。本实施例中，为了更好的提高装配效果以及预燃效果，预燃室20111的横截面面积小于空腔2011的横截面积，从主壳体201的外部形态上看，具有预燃室20111的主壳体201部分，相对于主壳体201的上部，呈阶梯状的变径结构。

在壳体2的底部，即主壳体201的底部形成有通孔2012。通孔2012的作用为用于连通预燃室20111和如下描述的设置在气缸盖1内的主燃室102，通过该通孔2012，可以将预燃室20111内点燃的气体，引入到主燃室102内。在本实施例中，通孔2012被设置成多个，其具体数量，可根据车辆排量来确定，如在1.5L排量的四缸汽油机中，可以将通孔2012设置成本实施例的八个。通孔2012的直径为1mm～1.2mm为优，具体的，通孔2012直径可为1mm、1.1mm或1.2mm，在本实施例中，通孔2012直径采用1.1mm。

为了进一步提高通孔2012对点燃气体的引导效果，以及对主燃室102内气体的点燃效果，本实施例中参照图1，将主壳体201的底部，设置为球面状，多个通孔2012分布在球面状的范围内。该结构设计，可以进一步的提高整体的使用效果。

安装体202的整体形状，同样为柱状结构。在安装体202的内部形成有安装腔2021，构成安装腔2021的安装体202内壁上形成有内螺纹，该内螺纹和诸如火花塞等点火装置4外部的外螺纹旋接，以将点火装置4保持在安装腔2021内，这样，点火装置4可将高压电引入到预燃室20111内。如图2所示，火花塞保持在安装腔2021内，火花塞的点火端伸入至主壳体201空腔2011的中部位置，以便更好的引燃混合气。

本实施例中，为了将构成壳体2的安装体202和主壳体201，安装在气缸盖1上，主壳体201以压装的方式，埋入到气缸盖1内，此时，主壳体201的顶部，应与气缸盖1的顶面之间，具有一定的落差高度。

为了进一步提高主壳体201埋入在气缸盖1内时的稳定性，本实施例中，在主壳体201的外壁上设有外凸设置的定位块2013，本实施例中的定位块2013可设置为两个，两个定位块2013沿着主壳体201的周向，间隔布置。在主壳体201埋入到气缸盖1内时，两个定位块2013镶嵌在气缸盖1内，防止主壳体201在气缸盖1内发生扭转。

安装体202的圆周外表面上构造有外螺纹，安装体202与气缸盖1的固定方式则采用螺纹连接，具体而言，埋入状态的主壳体201上的气缸盖1上，设置有用于固定安装体202的安装孔，该安装孔的内壁上构造有内螺纹，以与安装体202螺接。如上结构，能够保证在高压和高温条件下预燃结构不易松动，进而提高预燃结构的可靠性。其最终安装状态结果，如图3所示。

为保证安装体202与主壳体201之间的密封性，在安装体202和主壳体201之间装配有密封垫片3，由此可防止混合气泄露，保证混合气的燃烧效果，同时也可保证汽油机点燃混合气时的安全性。

在装配本实施例的预燃结构时，需先将主壳体201压装到气缸盖1上，同时通过定位块2013对主壳体201进行角度定位，随后安装密封垫片3，最后将安装体202与气缸盖1螺纹连接固定，而主壳体201和密封垫片3则随安装体202的转动被压紧，由此可完成预燃结构于气缸盖1上的安装。

此外，基于图3所示的使用状态示意图，由于气缸盖1上还设置有喷油器和气门等必要结构，如在1.5L排量的四缸汽油机中，气门则为设置在气缸盖1上圆周布置的四个，为提升气门和活塞的耐久性，各通孔2012可分别朝向四个气门之间的空隙和四个活塞头部的气门避让坑设置。其中，通孔2012的喷射路径中心线和气缸盖1中心线的夹角定义为α，试验数据表明，通孔2012的喷射路径中心线和气缸盖1的中心线的夹角α为66°～80°为佳。

本实施例中，各通孔2012的喷射路径中心线和气缸盖1中心线的夹角α可依次设置为68°、70°、78°、71°、67°、71°、78°、70°，如此设计，使得通孔2012的喷射火焰能够避开气门和活塞顶部，进而能够延长气门和活塞的耐久性。

可以理解的，当发动机压缩冲程时，会将主燃室102内的部分混合气由通孔2012压入预燃室20111，而火花塞点火后，混合气受热产生膨胀，此时燃烧的混合气通过通孔2012向主燃室102喷射，进而形成多个着火点，以点燃主燃室102内的混合气，由此可缓解发动机产生爆震的现象。

实施例二

本实施例涉及一种直喷汽油机，其一种示例性的部分结构，如图4所示，该汽油机包括气缸盖1，以及形成在气缸盖1内的主燃室102。实施例一涉及的直喷汽油机预燃结构，以倾斜的姿态装配在气缸盖1上，此时主壳体201的底部部分伸入到主燃室102内，通过通孔2012，使预燃室20111与主燃室102连通。

另外，结合图5所示的通孔2012的喷射路径图，为了提高整体使用效果，本实施例中，各通孔2012的喷射路径L均为直线，且所有通孔2012的喷射路径整体呈发散状；为进一步提高预燃效果，通过调节各通孔2012的喷射轴线与发动机Y向之间的喷射角度，可改变由通孔2012喷射出的火焰的喷射路程。由此可以明确的是，当喷射火焰由各通孔2012喷出的喷射路程均等，可使混合气的引燃变得更加均匀。

基于此思想，通孔2012的喷射轴线与发动机Y向的夹角定义为β，试验数据表明，本实施例中β可顺次设置为5°、50°、95°、140°、184°、228°、273°、317°为优，也即相邻的两个β的角度差为44°至45°。通过设计各通孔2012的喷射角度，可使得由通孔2012喷射的火焰，自起始点沿各自的喷射轨迹到主燃室102的最远距离，即各通孔2012的喷射路程尽可能的均等，从而有利于预燃效果的提升，减小发动机爆震现象的发生，进而可提高发动机工作的稳定性。

此外，在本实施例中，为了进一步提高预燃效果，结合图4所示的，预燃室20111容积占主燃室102总容积的4～6％，尤其是在5％时，燃烧速率及效果最佳。

本实施例的直喷汽油机，通过装配有上述实施例一中所述的预燃结构，其安装操作简便，且安装后，整体结构稳定性较好。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (13)

1.一种直喷汽油机预燃结构，其特征在于：该预燃结构包括固定在气缸盖(1)上的壳体(2)，以及点火装置(4)；

所述壳体(2)的内部形成有预燃室(20111)，收容在所述壳体(2)内的所述点火装置(4)，将高压电引入到所述预燃室(20111)内；

于所述壳体(2)的底部形成有多个通孔(2012)，多个所述通孔(2012)连通所述预燃室(20111)和形成在所述气缸盖(1)内的主燃室(101)；

各所述通孔(2012)的喷射路径中心线和所述气缸盖(1)的中心线的夹角为大于45°的锐角。

2.根据权利要求1所述的直喷汽油机预燃结构，其特征在于：各所述通孔(2012)的喷射路径中心线和所述气缸盖(1)的中心线的夹角角度为66°～80°。

3.根据权利要求2所述的直喷汽油机预燃结构，其特征在于：各所述通孔(2012)的直径为1mm～1.2mm。

4.根据权利要求1所述的直喷汽油机预燃结构，其特征在于：所述壳体(2)的底部呈球面状。

5.根据权利要求1所述的直喷汽油机预燃结构，其特征在于：各所述通孔(2012)的喷射路径均为直线，且所有所述通孔(2012)的喷射路径整体呈发散状。

6.根据权利要求1所述的直喷汽油机预燃结构，其特征在于：在所述壳体(2)的外表面上设有外凸设置的定位块(2013)。

7.根据权利要求6所述的直喷汽油机预燃结构，其特征在于：所述定位块(2013)被设置为沿所述壳体(2)的周向间隔分布的至少两个。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的直喷汽油机预燃结构，其特征在于：所述壳体(2)包括主壳体(201)，以及安装体(202)；

所述主壳体(201)顶部敞口设置，并以埋入的方式固定到气缸盖(1)上，所述预燃室(20111)形成在所述主壳体(201)的内部；

所述安装体(202)固定设置在埋入状态的所述主壳体(201)上方，所述安装体(202)螺纹连接所述气缸盖(1)；所述安装体(202)上下贯通，在所述安装体(202)的内部形成有安装腔(2021)；点火装置(4)的下端保持在所述安装腔(2021)内。

9.根据权利要求8所述的直喷汽油机预燃结构，其特征在于：所述预燃室(20111)的容积占所述主燃室(101)容积的4％～6％。

10.根据权利要求8所述的直喷汽油机预燃结构，其特征在于：于所述安装体(202)的外表面上形成有螺接所述气缸盖(1)的外螺纹。

11.根据权利要求8所述的直喷汽油机预燃结构，其特征在于：在所述安装体(202)和所述主壳体(201)之间装配有密封垫片(3)。

12.一种直喷汽油机，包括气缸盖(1)，形成在所述气缸盖(1)内的主燃室(101)，其特征在于：于所述气缸盖(1)上装配有如权利要求1至11中任一项所述的预燃结构。

13.根据权利要求12所述的直喷汽油机，其特征在于：所述通孔(2012)的喷射轴线与发动机Y向的夹角为β，相邻的两个β的角度差为44°至45°。

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