專利名稱：汽油機(jī)活塞頂點(diǎn)火室燃燒系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種可采用高壓縮比和高空燃比的直噴式汽油機(jī)活塞頂點(diǎn)火室燃燒系統(tǒng)，其屬于發(fā)動(dòng)機(jī)混合氣形成和燃燒領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
眾所周知，汽油是揮發(fā)性好而較難自燃的燃料，故汽油機(jī)一直采用均質(zhì)混合氣并用外源點(diǎn)燃的燃燒方式。這樣就存在兩個(gè)問題一是工作時(shí)混合氣范圍窄，α＝0.6～1.2(A/F＝9～18)，并且常在α＜1的濃混合氣下工作，必然使汽油機(jī)經(jīng)濟(jì)性差，并生成大量HC和CO；二是理論和實(shí)踐都已證明，提高壓縮比是提高汽油機(jī)熱效率最有效的方法，但受到爆燃等不正常燃燒和排氣污染的限制。目前汽油機(jī)的有效熱效率遠(yuǎn)不如柴油機(jī)，為了解決汽油機(jī)經(jīng)濟(jì)性和排氣污染的問題，研究汽油機(jī)采用直噴式燃燒方式是十分重要的。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述汽油機(jī)混合氣濃度范圍窄和不能采用較高壓縮比的問題，本發(fā)明提供一種汽油機(jī)活塞頂點(diǎn)火室燃燒系統(tǒng)，該燃燒系統(tǒng)采用高壓縮比和高空燃比，采用質(zhì)調(diào)節(jié)，利用局部瞬時(shí)的低空燃比，確保正常點(diǎn)燃和迅速燃燒，以達(dá)到提高汽油機(jī)的熱效率和降低排氣污染的目的。
本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是一種汽油機(jī)活塞頂點(diǎn)火室燃燒系統(tǒng)，它主要由一個(gè)主燃燒室和一個(gè)點(diǎn)火室組成，點(diǎn)火室與主燃燒室之間設(shè)有通道。在活塞頂上設(shè)有一個(gè)小燃燒室和一個(gè)大燃燒室，小燃燒室與大燃燒室之間設(shè)有通道，根據(jù)組織燃燒的要求，通道可以與燃燒室周邊成法向和切向之間的任何角度布置。在活塞位于上止點(diǎn)附近時(shí)，小燃燒室與氣缸蓋構(gòu)成點(diǎn)火室，大燃燒室與氣缸蓋構(gòu)成主燃燒室。安裝在氣缸蓋上的汽油噴嘴噴出的輔油束射入點(diǎn)火室中，主油束射入主燃燒室中，安裝在氣缸蓋上的火花塞位于點(diǎn)火室的正上方。上述的小燃燒室和大燃燒室可設(shè)置在平頂活塞上或凸頂活塞上。也可以在活塞頂?shù)闹醒胛恢迷O(shè)有一個(gè)小燃燒室，周圍設(shè)有一個(gè)環(huán)形燃燒室，小燃燒室與環(huán)形燃燒室之間設(shè)有通道。在活塞位于上止點(diǎn)附近時(shí)，小燃燒室與氣缸蓋構(gòu)成點(diǎn)火室，環(huán)形燃燒室與氣缸蓋構(gòu)成主燃燒室。
上述技術(shù)方案的指導(dǎo)思想是輔油束在火花塞周圍形成極易點(diǎn)燃的濃混合氣，在點(diǎn)火室內(nèi)形成一次混合和燃燒，燃燒產(chǎn)生的高溫高壓燃?xì)鉀_入主燃燒室，形成二次混合和燃燒，由于此時(shí)活塞已越過上止點(diǎn)開始下行，有效地控制了最高燃燒壓力。
本發(fā)明的有益效果是由于安裝在主燃燒室內(nèi)的多孔汽油噴嘴噴出的輔油束進(jìn)入點(diǎn)火室內(nèi)形成過濃混合氣，而主油束只在主燃燒室內(nèi)形成稀混合氣，盡管采用了較高的壓縮比，但總的空燃比很大，在保證點(diǎn)燃的情況下，改善了發(fā)動(dòng)機(jī)的經(jīng)濟(jì)性和排氣污染。試驗(yàn)證明壓縮比為15，總空燃比為25時(shí)，燃油消耗率有明顯下降，甚至比分隔式燃燒室的柴油機(jī)還好，污染可達(dá)歐洲II號(hào)標(biāo)準(zhǔn)。


下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
圖1是一種汽油機(jī)平頂活塞點(diǎn)火室燃燒系統(tǒng)的縱剖面構(gòu)造圖。
圖2是又一種汽油機(jī)平頂活塞點(diǎn)火室燃燒系統(tǒng)的縱剖面構(gòu)造圖。
圖3是圖2活塞頂燃燒室部位的橫剖面圖。
圖4是一種汽油機(jī)凸頂活塞點(diǎn)火室燃燒系統(tǒng)的縱剖面構(gòu)造圖。
圖5是另一種汽油機(jī)凸頂活塞點(diǎn)火室燃燒系統(tǒng)的縱剖面構(gòu)造圖。
圖中1、汽油噴嘴，2、氣缸蓋，3、火花塞，4、小燃燒室，5、活塞，6、氣缸套，7、輔油束，8、通道，9、主油束，10、大燃燒室，11、環(huán)形燃燒室。
具體實(shí)施例方式
在圖1所示的實(shí)施例中，由氣缸蓋2、活塞5和氣缸套6組成一個(gè)主燃燒室，在活塞5的頂部設(shè)有一個(gè)小燃燒室4和一個(gè)大燃燒室10，小燃燒室4與大燃燒室10之間有通道8連接，根據(jù)組織燃燒的要求，通道8可以與燃燒室周邊成法向和切向之間的任何角度布置。在活塞5位于上止點(diǎn)附近時(shí)，氣缸蓋2與小燃燒室4構(gòu)成點(diǎn)火室，氣缸蓋2與大燃燒室10構(gòu)成主燃燒室。安裝在氣缸蓋2上的汽油噴嘴1噴出的一束輔油束7直接射入點(diǎn)火室中，至少二束主油束9射入主燃燒室中，輔油束7安裝在氣缸蓋2中的火花塞3的頭部周圍形成極易被點(diǎn)燃的濃混合氣，迅速燃燒的高溫高壓燃?xì)饨?jīng)通道8沖入主燃燒室中，與主燃燒室內(nèi)的主油束9形成的稀混合氣進(jìn)行二次混合和燃燒，實(shí)現(xiàn)高壓縮比、高空燃比的迅速完全燃燒。
在圖2、3所示的實(shí)施例中，與上一個(gè)實(shí)施例的主要區(qū)別是在活塞頂?shù)闹醒胛恢迷O(shè)有一個(gè)小燃燒室4，周圍設(shè)有一個(gè)環(huán)形燃燒室11，小燃燒室4與環(huán)形燃燒室11之間設(shè)有通道8。小燃燒室4與氣缸蓋2構(gòu)成點(diǎn)火室，環(huán)形燃燒室11與氣缸蓋2構(gòu)成主燃燒室。安裝在氣缸蓋2上的汽油噴嘴1噴出的一束輔油束7直接射入點(diǎn)火室中，至少二束主油束9射入主燃燒室中，輔油束7在安裝在氣缸蓋2中央的火花塞3的頭部周圍形成極易被點(diǎn)燃的濃混合氣，迅速燃燒的高溫高壓燃?xì)饨?jīng)通道8沖入主燃燒室中，與主燃燒室內(nèi)的主油束9形成的稀混合氣進(jìn)行二次混合和燃燒，實(shí)現(xiàn)高壓縮比、高空燃比的迅速完全燃燒。
在圖4、5所示的實(shí)施例中，活塞(5)的頂部采用凸起形狀。小燃燒室(4)位于活塞(5)的中央位置或偏于一側(cè)，與此相對應(yīng)，大燃燒室(10)偏于活塞(5)的一側(cè)或位于中部位置。
上述實(shí)施例實(shí)現(xiàn)了進(jìn)一步改善發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性和排放污染的指標(biāo)。在壓縮比為15、總空燃比為25時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)正常工作，各項(xiàng)性能指標(biāo)良好。
權(quán)利要求
1.一種汽油機(jī)活塞頂點(diǎn)火室燃燒系統(tǒng)，它主要由一個(gè)主燃燒室和一個(gè)點(diǎn)火室組成，點(diǎn)火室與主燃燒室之間設(shè)有通道，其特征在于在活塞頂上設(shè)有一個(gè)小燃燒室(4)和一個(gè)大燃燒室(10)，小燃燒室(4)與大燃燒室(10)之間設(shè)有通道(8)，在活塞(5)位于上止點(diǎn)附近時(shí)，小燃燒室(4)與氣缸蓋(2)構(gòu)成點(diǎn)火室，大燃燒室(10)與氣缸蓋(2)構(gòu)成主燃燒室，安裝在氣缸蓋(2)上的汽油噴嘴(1)噴出的輔油束(7)射入點(diǎn)火室中，主油束(9)射入主燃燒室中，安裝在氣缸蓋(2)上的火花塞(3)位于點(diǎn)火室的正上方。
2.據(jù)權(quán)利要求1所述的汽油機(jī)活塞頂點(diǎn)火室燃燒系統(tǒng)，其特征在于上述的小燃燒室(4)和大燃燒室(10)可設(shè)置在平頂活塞上或凸頂活塞上。
3.據(jù)權(quán)利要求1所述的汽油機(jī)活塞頂點(diǎn)火室燃燒系統(tǒng)，其特征在于在活塞頂?shù)闹醒胛恢迷O(shè)有一個(gè)小燃燒室(4)，周圍設(shè)有一個(gè)環(huán)形燃燒室(11)，小燃燒室(4)與環(huán)形燃燒室(11)之間設(shè)有通道(8)，小燃燒室(4)與氣缸蓋(2)構(gòu)成點(diǎn)火室，環(huán)形燃燒室(11)與氣缸蓋(2)構(gòu)成主燃燒室。
全文摘要
一種可采用高壓縮比和高空燃比的直噴式汽油機(jī)活塞頂點(diǎn)火室燃燒系統(tǒng)，其屬于發(fā)動(dòng)機(jī)混合氣形成和燃燒領(lǐng)域。在活塞位于上止點(diǎn)附近時(shí)，活塞頂上的小燃燒室與氣缸蓋構(gòu)成點(diǎn)火室，大燃燒室與氣缸蓋構(gòu)成主燃燒室。汽油噴嘴噴出的輔油束進(jìn)入位于活塞頂上的點(diǎn)火室內(nèi)形成過濃混合氣，而主油束只在主燃燒室內(nèi)形成稀混合氣。被點(diǎn)燃的濃混合氣迅速燃燒的高溫高壓燃?xì)饨?jīng)通道沖入主燃燒室中，與主燃燒室內(nèi)的稀混合氣進(jìn)行二次混合和燃燒，實(shí)現(xiàn)高壓縮比、高空燃比的迅速完全燃燒。盡管采用了較高的壓縮比，但總的空燃比很大，在保證點(diǎn)燃的情況下，改善了發(fā)動(dòng)機(jī)的經(jīng)濟(jì)性和排氣污染。
文檔編號(hào)F02B23/00GK1587661SQ20041005046
公開日2005年3月2日 申請日期2004年9月17日 優(yōu)先權(quán)日2004年9月17日
發(fā)明者隆武強(qiáng), 杜煒, 蔡曉敏, 田江平, 馮立巖 申請人:大連理工大學(xué)