專利名稱：活塞式發(fā)動機(jī)的燃燒室的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及活塞式發(fā)動機(jī)的燃燒室。
對于活塞式發(fā)動機(jī)而言，在相同燃?xì)獗葪l件下，紊流強(qiáng)度是控制燃燒速率的主要因素，燃燒過程的快慢很大程度上依賴于紊流強(qiáng)度及平均流的席卷速度。因此，提高紊流強(qiáng)度以改善燃燒狀況是改進(jìn)發(fā)動機(jī)效率的有效途徑。現(xiàn)有的活塞式發(fā)動機(jī)是在進(jìn)氣過程中由進(jìn)氣系統(tǒng)產(chǎn)生的渦旋來生成并控制其內(nèi)的紊流及混合過程。遺憾的是，這種渦旋及其產(chǎn)生的紊流在經(jīng)過進(jìn)氣和壓縮過程后已衰減很多，以致于對改善燃燒起不了多大作用。對于火花點(diǎn)火式發(fā)動機(jī)，越來越廣泛地采用稀相混合燃燒技術(shù)，這種燃燒可顯著地減少排放物中的有害物質(zhì)(特別是NO)，因而可降低處理廢氣的昂貴費(fèi)用，但這種燃燒技術(shù)使燃燒速率下降，從而降低了發(fā)動機(jī)的比功率。美國的一項專利，公開號4，572，123，
公開日期1986年2月25日，提出了一種新的燃燒室結(jié)構(gòu)。它具有提高紊流強(qiáng)度的能力，但是其能力有限，僅提高了0.5倍。中國的一項專利申請，公開號CN1069098A，
公開日期1993年2月17日提出一種帶有環(huán)形的附加壓縮腔的新結(jié)構(gòu)。它有效地提高了發(fā)動機(jī)的效率。但是這種結(jié)構(gòu)對于某些發(fā)動機(jī)燃燒室結(jié)構(gòu)改動較大，不便于商業(yè)上的推廣。
本發(fā)明總的目的是克服現(xiàn)有活塞發(fā)動機(jī)的上述缺陷，提供一種改進(jìn)的具有附加壓縮腔的燃燒室，這種改進(jìn)是在壓縮過程的末期提高主燃燒室內(nèi)紊流及渦旋強(qiáng)度，加快了燃燒速度，從而提高發(fā)動機(jī)的效率。
本發(fā)明的另一個目的是配合稀相燃燒技術(shù)提供一種“稀相-快速”燃燒室。
本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的在活塞的端面上加工出一個長條形的凸臺。在凸臺的外側(cè)，在氣缸蓋上有一個臺階，臺階的側(cè)垂面與凸臺的側(cè)面密切配合。在壓縮過程的末期，凸臺與氣缸蓋上的臺階的側(cè)垂面閉合而形成封閉，在凸臺外側(cè)由部分氣缸蓋、活塞及氣缸壁形成一個半月形的壓縮腔。在上止點(diǎn)時，壓縮腔的容積為零。壓縮腔內(nèi)的氣體通過一組通道噴入主燃燒室，從而提高壓縮過程末期主燃燒室內(nèi)紊流及渦旋的強(qiáng)度。


圖1是一種具有壓縮腔的活塞式發(fā)動機(jī)燃燒室基本結(jié)構(gòu)剖面圖;
圖2是圖1的壓縮腔通道分布示意圖;
圖3是一種具有壓縮腔的活塞式發(fā)動機(jī)燃燒室基本結(jié)構(gòu)剖面圖;
圖4是圖3的壓縮腔通道分布示意圖;
圖5是一種壓縮腔通道分布示意圖;
圖6是一種壓縮腔通道分布示意圖;
圖7是一種壓縮腔通道分布示意圖;
圖8是一種具有壓縮腔的活塞式發(fā)動機(jī)燃燒室基本結(jié)構(gòu)剖面圖;
圖9是一種具有壓縮腔的活塞式發(fā)動機(jī)燃燒室基本結(jié)構(gòu)剖面圖;
其中(1)活塞;(2)活塞上的條形凸臺;(3)氣缸壁;(4)氣缸蓋;(5)直面;(6)通道;(7)主燃燒室;(8)壓縮腔。
以下結(jié)合附圖及實施例進(jìn)一步說明本發(fā)明。
圖1、圖2為本發(fā)明的一個實施例。在活塞1的頂端面上有一個凸臺2，活塞1可以在氣缸壁3中滑動。氣缸蓋4內(nèi)的臺階的側(cè)面有直面5(與氣缸軸線平行)。在壓縮過程的末期，活塞1上的凸臺2與氣缸蓋4上的直面5相配合，由凸臺2的外側(cè)、氣缸壁3及缸蓋4一起圍成一個封閉的壓縮腔8。在活塞1上的凸臺2上，有兩個通道6，通道6把壓縮腔8與主燃燒室7聯(lián)通起來。通道6為槽形。
圖3、圖4為本發(fā)明的另一個實施例。它與圖1、圖2中所示結(jié)構(gòu)的不同之處在于通道6位于缸蓋4上。壓縮腔8和主燃燒室7由位于缸蓋4上的通道6聯(lián)通起來。通道6為孔形。
圖5、圖6和圖7是通道6的數(shù)量不同和位置不同的實施例。
圖8和圖9是本發(fā)明其他實施例的剖面圖。其中，圖8的通道6是位于活塞1的凸臺2上的孔形通道。圖9的通道6位于缸蓋4上，亦兩孔形。
采用本發(fā)明的燃燒室結(jié)構(gòu)，當(dāng)活塞處于上止點(diǎn)時，壓縮腔的容積為零。因此，壓縮腔內(nèi)的壓縮比要比主燃燒室內(nèi)的壓縮比高。在壓縮過程末期，當(dāng)這個壓縮腔8形成之后，其內(nèi)的氣體受到進(jìn)一步的壓縮，然后通過通道6以很高的速度噴入主燃燒室7。在主燃燒室7中形成幾股強(qiáng)大的紊流射流，這些射流極大地增加了主燃燒室內(nèi)的紊流強(qiáng)度。同時，由于流向的選擇，可以在主燃燒室內(nèi)形成一個，或者兩個相向的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動。這有助于使火焰迅速傳遍整個燃燒室。并且，在點(diǎn)火初期，射流不觸及火焰核心，以保持火焰穩(wěn)定。
依據(jù)不同的設(shè)計，即噴管面積及壓縮腔橫截面積的不同選擇，射流的射出速度可以隨意調(diào)節(jié)，因而可以任意地控制主燃燒室內(nèi)的紊流場，生成利于迅速燃燒的流動狀態(tài)。這個噴出速度可以達(dá)到很高，甚至可以超過音速。
由于燃燒進(jìn)行的較為迅速而徹底，因此可以較早地建立較強(qiáng)的壓力場，同時，對應(yīng)于最大扭矩的點(diǎn)火提前角可以減小，發(fā)動機(jī)的效率因此而提高。本發(fā)明提出的諸種新結(jié)構(gòu)，結(jié)合了目前國內(nèi)一汽二汽的發(fā)動機(jī)燃燒室，不需增加任何附加零件，只是通過改變?nèi)紵?活塞和缸蓋)的形狀而實現(xiàn)的，因而它的實施也較為容易。
權(quán)利要求
1.一種活塞式發(fā)動機(jī)的燃燒室，包括活塞(1)、氣缸壁(3)、氣缸蓋(4)和主燃燒室(7)，其特征在于在壓縮過程的末期，將由活塞(1)、氣缸壁(3)和缸蓋(4)圍成一個封閉的壓縮腔(8)，在上止點(diǎn)時，壓縮腔(8)的容積為零，一組通道(6)將壓縮腔(8)和主燃燒室(7)聯(lián)通起來。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃燒室，其特征在于活塞(1)上有一個長條形凸臺(2)，氣缸蓋(4)上有一個直面(5)，它與凸臺(2)相配合，在壓縮過程的末期與氣缸壁(3)一起形成封閉的壓縮腔(8)，通道(6)設(shè)在活塞(1)的凸臺(2)上或設(shè)在氣缸蓋(4)上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃燒室，其特征在于所述的一組通道包括一個或一個以上通道(6)，通道可以是活塞(1)的凸臺(2)上的孔或槽，也可以是氣缸蓋(4)上的孔或槽。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的燃燒室，其特征在于，它可用于二沖程、四沖程和六沖程等各種不同的活塞式發(fā)動機(jī)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種新型的活塞式發(fā)動機(jī)燃燒室，它的目的是在壓縮過程的末期，燃燒開始之前，提高主燃燒室內(nèi)的紊流及渦旋強(qiáng)度，加快燃燒速度，以提高發(fā)動機(jī)的效率。這是通過改變活塞和缸蓋的形狀而實現(xiàn)的。在壓縮過程的末期，活塞與缸蓋之間形成一個不同于主燃燒室的半月形的壓縮腔，壓縮腔內(nèi)的壓縮比要比主燃燒室的壓縮比高。其內(nèi)的氣體受到進(jìn)一步壓縮之后，經(jīng)過位于壓縮腔與主燃燒室之間的通道及噴管，以很高的速度噴入主燃燒室，產(chǎn)生強(qiáng)大的紊流及渦旋。噴口的形狀、面積、方向可根據(jù)需要進(jìn)行設(shè)計，從而產(chǎn)生所需要的射流和紊流場。
文檔編號F23R3/00GK1082167SQ93105828
公開日1994年2月16日 申請日期1993年5月24日 優(yōu)先權(quán)日1993年5月24日
發(fā)明者毛羽 申請人:毛羽