一種分區(qū)分層稀薄燃燒發(fā)動的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種分區(qū)分層稀薄燃燒發(fā)動機控制裝置，包括分別連接在電子控制單元上進氣轉(zhuǎn)換閥門Ⅰ、進氣轉(zhuǎn)換閥門Ⅱ、噴油器Ⅰ和噴油器Ⅱ，以及電磁控制器，并將燃燒室隔離成小燃燒區(qū)和大燃燒區(qū)；大燃燒區(qū)和小燃燒區(qū)上分別連接有一個氣缸進氣管，并每一個氣缸進氣管內(nèi)設(shè)置有一個氣缸進去管分道板，將每一個氣缸進氣管分為大進氣道和小進氣道；實現(xiàn)了發(fā)動機分區(qū)分層燃燒，使得其在汽車怠速、小負荷、中等負荷時，提高了發(fā)動機內(nèi)燃油的燃燒效率，降低了發(fā)動機的油耗和排出的廢氣，并保證了發(fā)動機在大負荷時的安全使用，從而提高汽車在行駛時的環(huán)保性能和減少其使用成本。
【專利說明】一種分區(qū)分層稀薄燃燒發(fā)動機

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及發(fā)動機【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是涉及一種分區(qū)分層稀薄燃燒發(fā)動機控制裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]目前，汽車發(fā)動機用途最廣泛的是往復(fù)式活塞發(fā)動機，該種發(fā)動機在高轉(zhuǎn)速大負荷時通過渦輪增壓實現(xiàn)了燃油經(jīng)濟性，但是在怠速和小負荷時沒能達到燃油經(jīng)濟性，因此在市區(qū)低速行駛時燃油消耗明顯過高。
[0003]其原因有以下幾個方面:(1)在怠速時完全關(guān)閉節(jié)氣門，只有很少空氣通過節(jié)氣門怠速通道進入氣缸，使吸氣時形成很大的真空度，必然會使進氣消耗的能量增大，增大泵氣損失；同時由于此時進氣管的真空度很大，在進氣門開啟時，氣缸內(nèi)的壓力高于進氣管壓力，廢氣膨脹進入進氣管，在吸氣沖程時，這些廢氣和新混合氣同時吸入氣缸，為了保證這種經(jīng)廢氣稀釋過的混合氣能正常燃燒，就必須供給更多的燃油，把混合氣加濃，必然增大油耗；(2)在小負荷時，節(jié)氣門的開度很小，使吸氣時形成較大的真空度，在進氣門開啟時，氣缸內(nèi)的壓力同樣高于進氣管壓力，在吸氣沖程時，同樣有部分廢氣膨脹進入進氣管，為了保證這種經(jīng)廢氣稀釋過的混合氣能正常燃燒，同樣要供給較多的燃油，增大了油耗，這就是汽車在市區(qū)行駛油耗高的重要原因之一；(3)在怠速、小負荷、中等負荷時都采用進氣管節(jié)流方式對混合氣充量進行量調(diào)節(jié)，節(jié)氣門沒有完全打開，形成一定的真空度，使得泵氣損失增大，特別是怠速和小負荷時，使得泵氣損失明顯增大，在中等負荷時，節(jié)氣門開度較大，形成的真空度較小，盡管每個吸氣沖程的損失不大，但是，發(fā)動機60%以上處于該工況，因此造成的泵氣損失增大總量還是很大的；(4)常規(guī)汽油機其混合氣是均質(zhì)，一般只能在空燃比12?17范圍內(nèi)工作，在化學(xué)計量比附近燃燒，使得勵X排放較高。為了防止發(fā)生爆燃，采用較低的壓縮比，尤其在怠速和小負荷時，空燃比更是遠遠小于理論空燃比，導(dǎo)致熱效率較低。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種分區(qū)分層稀薄燃燒發(fā)動機燃燒結(jié)構(gòu)，其目的在于實現(xiàn)發(fā)動機在汽車怠速、小負荷時，提高發(fā)動機內(nèi)燃油的燃燒效率，降低發(fā)動機排出的廢氣和油耗，從而提高汽車在行駛時的環(huán)保性能和減少其使用成本。
[0005]本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:一種分區(qū)分層稀薄燃燒發(fā)動機控制裝置，包括氣缸及依次連接在其排氣口上的渦輪增壓器和廢氣儲存容器，廢氣儲存容器通過廢氣回流管連接到氣缸進氣管上，從而實現(xiàn)循環(huán)利用廢氣；氣缸連接在其頂部位置的汽缸蓋；控制裝置還包括電子控制單元及連接在其上的電磁控制器；汽缸蓋上設(shè)置有汽缸蓋分區(qū)隔板，活塞的頂部位置設(shè)置有活塞頂部分區(qū)隔板，汽缸蓋分區(qū)隔板和活塞頂部分區(qū)隔板相錯設(shè)置，并將燃燒室隔離成小燃燒區(qū)和大燃燒區(qū)，當活塞運動到上止點時，汽缸蓋分區(qū)隔板與活塞頂部分區(qū)隔板緊貼在一起；小燃燒區(qū)和大燃燒區(qū)對應(yīng)的汽缸蓋上分別依次設(shè)置有一個進氣門、一個火花塞、一個排氣門；大燃燒區(qū)和小燃燒區(qū)上分別連接有一個氣缸進氣管，并每一個氣缸進氣管內(nèi)設(shè)置有一個氣缸進去管分道板，將每一個氣缸進氣管分為大進氣道和小進氣道；廢氣回流管與每一個氣缸進氣管之間分別設(shè)置有進氣轉(zhuǎn)換閥門1、進氣轉(zhuǎn)換閥門II ；兩個氣缸進氣管上分別連接有噴油器I和噴油器II ；電子控制單元還分別連接進氣轉(zhuǎn)換閥門1、進氣轉(zhuǎn)換閥門I1、噴油器I和噴油器II。
[0006]優(yōu)選地，廢氣儲存容器上設(shè)置有廢氣儲存容器排氣口，并廢氣儲存容器排氣口上連接有排氣口控制閥門。
[0007]優(yōu)選地，廢氣儲存容器與廢氣回流管之間設(shè)置有節(jié)氣門，并空氣進氣管上也連接有節(jié)氣門。
[0008]優(yōu)選地，節(jié)氣門與廢氣儲存容器之間還設(shè)置有空氣濾清器。
[0009]優(yōu)選地，汽缸蓋分區(qū)隔板與活塞頂部分區(qū)隔板的非貼合面上分別設(shè)置有大、小球形弧面；大球形弧面和小球形弧面分別與活塞、氣缸圍成兩個半橄欖球形大、小燃燒區(qū)。
[0010]優(yōu)選地，汽缸蓋分區(qū)隔板和活塞頂部分區(qū)隔板沿其板體的豎直方向設(shè)置有若干槽。
[0011]優(yōu)選地，每一個槽在其所附著的汽缸蓋分區(qū)隔板或活塞頂部分區(qū)隔板上不貫通。
[0012]優(yōu)選地，活塞頂部分區(qū)隔板的高度與汽缸蓋分區(qū)隔板的高度一樣。
[0013]優(yōu)選地，大燃燒區(qū)和小燃燒區(qū)的容積比為51:49至70:30。
[0014]優(yōu)選地，大燃燒區(qū)和小燃燒區(qū)的容積比為60:40。
[0015]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是:1、在怠速時，連接大燃燒區(qū)的進氣轉(zhuǎn)換閥門打開廢氣回流管，同時關(guān)閉空氣進氣管，向大燃燒區(qū)提供廢氣，該進氣道噴油器不噴油；連接小燃燒區(qū)的進氣轉(zhuǎn)換閥門打開空氣進氣管，同時關(guān)閉廢氣回流管，向小燃燒區(qū)提供新鮮空氣，該進氣道噴油器噴油，這時只在小燃燒區(qū)形成可燃混合氣，相對傳統(tǒng)發(fā)動機有以下幾個優(yōu)點(1)只需要更少量的燃油就能達到點火的濃度，達到節(jié)油的目的；(2)可以適當調(diào)大節(jié)氣門怠速通道，使整個氣缸充量增加，既可以降低泵氣損失，又適當提高空燃比，提高熱效率；(3)只有小燃燒區(qū)工作產(chǎn)生廢氣，因此排出的廢氣比傳統(tǒng)發(fā)動機少很多。
[0016]2、在小負荷時，與怠速一樣只使用小燃燒區(qū)工作，可以加大節(jié)氣門開度，在提高整個氣缸的充量時也能在小燃燒區(qū)形成可靠的點火濃度，既減少了泵氣損失，又提高了空燃比，提高了熱功轉(zhuǎn)化率，尤其是在小負荷的最大狀況時，就可以使進氣門處于最大開度，熱功轉(zhuǎn)化率能達到最佳；事實上:如果是2.0排量的發(fā)動機，在小負荷時，本發(fā)動機實際相當于2.0^409()=0.8排量的發(fā)動機滿負荷工作，油耗當然大大減少。
[0017]3、在中等負荷時，連接小燃燒區(qū)的進氣轉(zhuǎn)換閥門打開廢氣回流管，同時關(guān)閉空氣進氣管，向小燃燒區(qū)提供廢氣，該進氣道噴油器不噴油；連接大燃燒區(qū)的進氣轉(zhuǎn)換閥門打開空氣進氣管，同時關(guān)閉廢氣回流管，向大燃燒區(qū)提供新鮮空氣，該進氣道噴油器噴油，這時只在大燃燒區(qū)形成可燃混合氣，采用渦輪增壓器提高壓縮比至11?13，在中等負荷就能夠?qū)崿F(xiàn)空燃比25?50范圍內(nèi)穩(wěn)定工作，大大提高熱效率；事實上:如果是2.0排量的發(fā)動機，在小負荷時，本發(fā)動機實際相當于2.0^609()=1.2排量的發(fā)動機滿負荷工作，油耗當然大大減少。
[0018]4、在大負荷和滿負荷時，大、小二個燃燒區(qū)都充入可燃混合氣，二個火花塞都點火，發(fā)動機達到最大功率輸出，由于是二個火花塞點火，火焰?zhèn)鞑ゾ嚯x短，即使在很高壓縮比時也能有效防止爆燃。
[0019]5、由于是二個火花塞點火，火焰?zhèn)鞑ゾ嚯x短，燃燒完成需要的時間大大縮短，因此可以減小點火提前角，提高了點火時的溫度和壓強，使著火性能得到改善，同時也減少了負功；事實上:如果是2.0排量的發(fā)動機，在大負荷和滿負荷時，本發(fā)動機才以2.0排量工作，因此，本發(fā)動機實際有三種排量:0.8,1.2,2.0，在不同工況時適用不同排量，油耗當然大大減少；從另一個角度看:怠速時是一個4缸0.8排量的發(fā)動機，中等負荷時增加4缸，排量增大到1.2，大負荷和滿負荷時再增加4缸，排量增大到2.0，因此本發(fā)動機相當于12缸發(fā)動機，能更好適應(yīng)不同工況要求。
[0020]6、在怠速、小負荷、中等負荷時，由于是只使用其中一個燃燒區(qū)工作，該工作燃燒區(qū)與另一個不工作燃燒區(qū)是分隔開的，工作燃燒區(qū)容積小，從點火到燃燒完成時間里，產(chǎn)生的熱量能使氣體只在小容積燃燒區(qū)內(nèi)膨脹，因此比傳統(tǒng)發(fā)動機的壓力大大高，壓力升高率大大提尚，使熱功轉(zhuǎn)化率有很大的提尚。
[0021]7、在怠速、小負荷、中等負荷時，不點火做功的燃燒區(qū)充入的是廢氣，即使氣缸內(nèi)處于高溫，也不易使這些廢氣再產(chǎn)生勵X，比其它稀燃發(fā)動機大大減少了污染氣體的排放。
[0022]8、汽缸蓋分區(qū)隔板在活塞壓縮沖程時，活塞接近上止點時與活塞之間形成一個擠氣作用，在大燃燒區(qū)形成一定強度的氣體流動，形成快速燃燒，降低對辛烷值的要求；活塞頂部分區(qū)隔板在活塞接近上止點時與汽缸蓋之間形成一個擠氣作用，在小燃燒區(qū)形成一定強度的氣體流動，形成快速燃燒，同樣降低對辛烷值的要求。
[0023]9、本發(fā)動機是在現(xiàn)有四氣門發(fā)動機成熟技術(shù)上的改進，因此研發(fā)試驗成本低，資金投入少，開發(fā)風險小。
[0024]本發(fā)明的發(fā)動機燃燒室結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)了發(fā)動機在汽車怠速、小負荷、中等負荷時，提高了發(fā)動機內(nèi)燃油的燃燒效率，降低了發(fā)動機排出的廢氣和油耗，并保證了發(fā)動機在大負荷時的安全使用，從而提高汽車在行駛時的環(huán)保性能和減少其使用成本。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0025]圖1為本發(fā)明發(fā)動機汽缸蓋的內(nèi)部設(shè)置有汽缸蓋分區(qū)隔板構(gòu)造示意圖；
圖2為本發(fā)明發(fā)動機設(shè)置的活塞頂部分區(qū)隔板構(gòu)造示意圖；
圖3為活塞到達上止點時二個隔板分隔形成二個燃燒區(qū)剖視示意圖；
圖4為本發(fā)明發(fā)動機的形成擠氣和火花塞分布示意圖；
圖5為本發(fā)明發(fā)動機的氣缸、渦輪增壓器、廢氣儲存容器、排氣口控制閥門、空氣濾清器、節(jié)氣門體、廢氣回流管、進氣轉(zhuǎn)換閥門、空氣進氣管、氣缸進氣管連接順序示意圖；
圖6為本發(fā)明發(fā)動機的吸氣沖程時形成四股滾流示意圖；
圖7為本發(fā)明發(fā)動機小燃燒區(qū)吸入可燃混合氣時各種氣體分層示意圖；
圖8為本發(fā)明發(fā)動機壓縮沖程完成時不同氣體的分層示意圖；
圖9為本發(fā)明大燃燒區(qū)吸入可燃混合氣時各種氣體分層示意圖；
圖10為本發(fā)明大、小燃燒區(qū)都吸入可燃混合氣時各種氣體分層示意圖；
其中:1.汽缸蓋、2.汽缸蓋分區(qū)隔板、201.小球形弧面、3.槽、4.進氣門、5.排氣門、6、火花塞1、7、活塞、8、活塞頂部分區(qū)隔板、801.大球形弧面、9.小燃燒區(qū)、10.大燃燒區(qū)、11.渦輪增壓器、12.廢氣儲存容器、13.排氣口控制閥門、14、空氣濾清器、15.節(jié)氣門體、16.節(jié)氣門、17.廢氣回流管、18.進氣轉(zhuǎn)換閥門1、19丨空氣進氣管、20.氣缸進氣管、21.噴油器I ^22.氣缸進氣管分道板、23.大進氣道、24.小進氣道、25.可燃混合氣滾流、26、空氣滾流、27廢氣滾流、28.2⑶、29.廢氣儲存容器的排氣口、30.空氣燃油混合氣、31.小燃燒區(qū)內(nèi)的擠氣氣流、32.大燃燒區(qū)內(nèi)的擠氣氣流、36.火花塞11、38丨進氣轉(zhuǎn)換閥門11、41丨噴油器I1、42’氣缸。

【具體實施方式】
[0026]為了加深對本發(fā)明的理解，下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進一步說明，該實施例僅用于解釋本發(fā)明，并不對本發(fā)明的保護范圍構(gòu)成限定。
[0027]如圖5所示，一種分區(qū)分層稀薄燃燒發(fā)動機控制裝置，包括氣缸42及依次連接在其排氣口上的渦輪增壓器11和廢氣儲存容器12，廢氣儲存容器12通過廢氣回流管17連接到氣缸進氣管20上，從而實現(xiàn)循環(huán)利用廢氣；氣缸42連接在其頂部位置的汽缸蓋1 ；控制裝置還包括電子控制單元28及連接在其上的電磁控制器；汽缸蓋1上設(shè)置有汽缸蓋分區(qū)隔板2，活塞7的頂部位置設(shè)置有活塞頂部分區(qū)隔板8，汽缸蓋分區(qū)隔板2和活塞頂部分區(qū)隔板8相錯設(shè)置，并將燃燒室隔離成小燃燒區(qū)9和大燃燒區(qū)10，當活塞7運動到上止點時，汽缸蓋分區(qū)隔板2與活塞頂部分區(qū)隔板8緊貼在一起；小燃燒區(qū)9和大燃燒區(qū)10對應(yīng)的汽缸蓋1上分別依次設(shè)置有一個進氣門4、一個火花塞、一個排氣門5 ；大燃燒區(qū)10和小燃燒區(qū)9上分別連接有一個氣缸進氣管20，并每一個氣缸進氣管20內(nèi)設(shè)置有一個氣缸進去管分道板22，將每一個氣缸進氣管20分為大進氣道23和小進氣道24 ；廢氣回流管17與每一個氣缸進氣管20之間分別設(shè)置有進氣轉(zhuǎn)換閥門I 18、進氣轉(zhuǎn)換閥門II 38 ；兩個氣缸進氣管20上分別連接有噴油器I 21和噴油器II 41 ；電子控制單元28還分別連接進氣轉(zhuǎn)換閥門I 18、進氣轉(zhuǎn)換閥門II 38、噴油器I 21和噴油器II 41。
[0028]在本發(fā)明中，廢氣儲存容器12上設(shè)置有廢氣儲存容器排氣口 29，并廢氣儲存容器排氣口 29上連接有排氣口控制閥門13。廢氣儲存容器12與廢氣回流管17之間設(shè)置有節(jié)氣門16，并空氣進氣管19上也連接有節(jié)氣門16。節(jié)氣門16與廢氣儲存容器12之間還設(shè)置有空氣濾清器14。
[0029]此外，汽缸蓋分區(qū)隔板2與活塞頂部分區(qū)隔板8的非貼合面上分別設(shè)置有大、小球形弧面201，801 ；大球形弧面201和小球形弧面801分別與活塞7、氣缸42圍成兩個半橄欖球形大、小燃燒區(qū)10，9。汽缸蓋分區(qū)隔板2和活塞頂部分區(qū)隔板8沿其板體的豎直方向設(shè)置有若干槽3。每一個槽3在其所附著的汽缸蓋分區(qū)隔板2或活塞頂部分區(qū)隔板8上不貫通?；钊敳糠謪^(qū)隔板8的高度與汽缸蓋分區(qū)隔板2的高度一樣。大燃燒區(qū)10和小燃燒區(qū)9的容積比為51:49至70:30。大燃燒區(qū)10和小燃燒區(qū)9的容積比為60:40。
[0030]如圖1所示，該發(fā)動機的汽缸蓋1的半球形燃燒室內(nèi)部有一個汽缸蓋分區(qū)隔板2，它將燃燒室分成二個半橄欖球形燃燒區(qū)，其中一個是小燃燒區(qū)9，其容積約占氣缸燃燒室總?cè)莘e的40%，另一個是大燃燒區(qū)10，其容積約占氣缸燃燒室總?cè)莘e的60% ；汽缸蓋分區(qū)隔板2連接汽缸蓋處向著大燃燒區(qū)10—側(cè)逐漸變寬，形成一個弧面，使大燃燒區(qū)10成為半橄欖球形；汽缸蓋分區(qū)隔板2有幾個槽3，使隔板在高溫時膨脹有伸展空間，不至于變形；汽缸蓋分區(qū)隔板2的高度約為1~2厘米，汽缸蓋分區(qū)隔板2有一定寬度，形成的上表面具有一定的面積，該表面大小以擠氣需要的面積大小為準；小燃燒區(qū)9有一個進氣門4和一個排氣門5，火花塞I 6位于進氣門與排氣門之間；大燃燒區(qū)10也有一個進氣門4和一個排氣門5，火花塞II 36同樣位于進氣門與排氣門之間，因此本發(fā)動機是一個四氣門雙火花塞發(fā)動機。
[0031]如圖2所示，該發(fā)動機的活塞頂部設(shè)置有一個活塞頂部分區(qū)隔板8，該活塞頂部分區(qū)隔板8與幾個槽3，使隔板在高溫時膨脹有伸展空間，不至于變形；該隔板接近活塞外沿時向著小燃燒區(qū)9 一側(cè)逐漸變寬，形成一個弧面，大燃燒區(qū)10成為半橄欖球形，當活塞運動到上止點時，該活塞頂部分區(qū)隔板8處于小燃燒區(qū)9里，使小燃燒區(qū)9里成為一個半橄欖球形燃燒區(qū)；該活塞頂部分區(qū)隔板8有一定寬度，形成的上表面具有一定的面積，該表面大小同樣以擠氣需要的面積大小為準；該活塞頂部分區(qū)隔板8的高度與汽缸蓋分區(qū)隔板2的高度一樣
[0032]如圖3所示，當活塞運動到上止點時，汽缸蓋分區(qū)隔板2的背面與活塞頂部分區(qū)隔板8的背面緊貼在一起，汽缸蓋分區(qū)隔板2的另一弧面使大燃燒區(qū)成半橄欖球形；活塞頂部分區(qū)隔板8的另一弧面使小燃燒區(qū)成半橄欖球形，因此本發(fā)動機有二個面容比小的緊湊燃燒區(qū)。
[0033]如圖4所示，當活塞進行壓縮沖程接近上止點時，活塞頂部分區(qū)隔板8的上表面與汽缸蓋之間形成擠氣，形成小燃燒區(qū)內(nèi)的擠氣氣流31，該擠氣氣流31能加快小燃燒區(qū)9的火焰?zhèn)鞑?，形成快速燃燒；與此同時汽缸蓋分區(qū)隔板2的上表面與活塞之間形成擠氣，形成大燃燒區(qū)內(nèi)的擠氣氣流32，該擠氣氣流32能加快大燃燒區(qū)10的火焰?zhèn)鞑?，形成快速燃燒?br> [0034]如圖5所示，發(fā)動機排出的廢氣經(jīng)渦輪增壓器11后進入廢氣儲存容器12，該廢氣儲存容器設(shè)置有冷卻系統(tǒng)，將廢氣冷卻，使廢氣的密度增大接近空氣密度；在廢氣儲存容器12的上側(cè)面設(shè)置有一個.排氣口控制閥門13，該排氣口控制閥門13利用自身重量下壓在廢氣儲存容器的排氣口 29上，當廢氣儲存容器內(nèi)的壓強略高于外界大氣壓時，氣體會自動頂起排氣口控制閥門13，排出多余的廢氣，該排出的廢氣是不經(jīng)過冷卻的，廢氣儲存容器內(nèi)一部分廢氣經(jīng)過冷卻后，在怠速、小負荷、中等負荷時回流到氣缸不工作的燃燒區(qū)，提高整個氣缸的充量；經(jīng)過廢氣儲存容器12冷卻了的廢氣通過空氣濾清器14再到節(jié)氣門體，經(jīng)過廢氣回流管17達到進氣轉(zhuǎn)換閥門18 ；進氣轉(zhuǎn)換閥門18受2(^28控制；當發(fā)動機處于怠速和小負荷時，2⑶28通過電磁控制器使進氣轉(zhuǎn)換閥門I 18打開與小燃燒區(qū)9連通的空氣進氣管19，同時關(guān)閉與小燃燒區(qū)連通的廢氣回流管17，與此同時進氣轉(zhuǎn)換閥門II 38打開與大燃燒區(qū)10連通的廢氣回流管17，同時關(guān)閉與大燃燒區(qū)連通的空氣進氣管19，這樣以來，進入小燃燒區(qū)9的是新鮮空氣，噴油器I 21噴油形成可燃混合氣；進入大燃燒區(qū)10的是廢氣，噴油器II 41不噴油，因此，在怠速和小負荷時，將要進入下一步做功的只有小燃燒區(qū)；噴油器I 21和噴油器II 41都受2⑶28控制；當發(fā)動機處于中等負荷時，￡^28通過電磁控制器使進氣轉(zhuǎn)換閥門I 18打開與小燃燒區(qū)9連通的廢氣回流管17，同時關(guān)閉與小燃燒區(qū)連通的空氣進氣管19，與此同時進氣轉(zhuǎn)換閥門II 38打開與大燃燒區(qū)10連通的空氣進氣管19，同時關(guān)閉與大燃燒區(qū)連通的廢氣回流管17，這樣以來，進入小燃燒區(qū)9的是廢氣，噴油器I 21不噴油；進入大燃燒區(qū)10的是新鮮空氣，噴油器II 41噴油形成可燃混合氣，因此，在中等負荷時，將要進入下一步做功的只有大燃燒區(qū)；當發(fā)動機處于大負荷和滿負荷時，通過電磁控制器使進氣轉(zhuǎn)換閥門I 18和進氣轉(zhuǎn)換閥門II 38都打開空氣進氣管19 ；同時都關(guān)閉廢氣回流管17，這樣以來進入二個燃燒區(qū)的都是新鮮空氣，二個噴油器都噴油形成可燃混合氣，因此在大負荷和滿負荷時，二個燃燒區(qū)都將進入下一步做功。
[0035]如圖6所示，氣缸進氣管分道板22將進入管分成大小不同的進氣道，進氣道24較小，進氣道23較大，進氣道23的上側(cè)安裝有噴油器，噴入的燃油只與大進氣道的氣體混合；進入氣缸的氣體被分成四股獨立的滾流；二邊的二個滾流較大，中間的二個滾流較小；獨立的滾流能較好地形成分層，有效地抑制不同氣流的相互擴散；當發(fā)動機怠速或者小負荷工況時，活塞下行吸氣，進入氣缸小燃燒區(qū)的是空氣，噴油器21噴出燃油，形成的滾流25是可燃混合氣，可燃混合氣用“，”表示，滾流26是沒有燃油的空氣，用“〇”表示，進入大燃燒區(qū)的是廢氣，用“ X ”表示，形成的滾流27是廢氣滾流。
[0036]如圖7所不，表不吸氣沖程時的不同成分氣體的分布情況，圖7表不的是發(fā)動機處于小負荷和怠速時，噴油器21噴油，與大進氣道23里的空氣混合后形成可燃混合氣滾流25，用“，”表示，可燃混合氣進入小燃燒區(qū)9，另外從小進氣道24進入的是空氣滾流26，用“〇”表示，進入大燃燒區(qū)10的是廢氣滾流27，用“X”表示，由于廢氣儲存容器12的廢氣壓強略高于外界大氣壓，因此進入氣缸的廢氣滾流壓強較大，會有少部分廢氣越過活塞頂部隔板8，進入小燃燒區(qū)，與小氣道24進入的空氣混合分布在氣缸內(nèi)小燃燒區(qū)的左下角；形成這樣的氣體分布的好處是:既能實現(xiàn)分層燃燒，又能讓廢氣抑制產(chǎn)生勵X的可逆反應(yīng)，減少污染氣體的排放。
[0037]如圖8所示，汽缸蓋分區(qū)隔板2與活塞頂部分區(qū)隔板8在上止點時完全咬合，形成小燃燒區(qū)9和大燃燒區(qū)10，在怠速和小負荷時，小燃燒區(qū)里的氣體有:(1)可燃混合氣，用“-”表示，(2)空氣，用“〇”表示，(3)廢氣，用“X”表示，它們在小燃燒區(qū)里分層分布，大燃燒區(qū)全部是廢氣；二個隔板的分隔作用從上止點前30。~60。曲軸轉(zhuǎn)角開始到下止點
30。~60。曲軸轉(zhuǎn)角結(jié)束，分隔作用曲軸轉(zhuǎn)角的大小與分區(qū)隔板的高度有關(guān)，高度達到1厘米時就能在上止點前30。曲軸轉(zhuǎn)角時開始實現(xiàn)分隔；根據(jù)發(fā)動機燃燒情況，一般在上止點前15°曲軸轉(zhuǎn)角時開始點火，混合氣燃燒在下止點前20°曲軸轉(zhuǎn)角時結(jié)束，因此本發(fā)動機的二個分區(qū)隔板有1厘米高度時就能滿足燃燒期的分區(qū)要求，當然，分區(qū)隔板的高度越高，分隔時間越長，其好處是:工作燃燒區(qū)的壓力升高率保持的時間越長，燃油經(jīng)濟性越好。
[0038]如圖9所示，表示的是發(fā)動機處于中等負荷時，大燃燒區(qū)進入的是新鮮空氣，噴油器41噴油，燃油在大進氣道23里與空氣混合后形成可燃混合氣25，用“，”表示，可燃混合氣進入大燃燒區(qū)10，另外從小進氣道進24是空氣26，用“〇”表示，進入小燃燒區(qū)9的是廢27，用“ X ”，由于廢氣儲存容器12的廢氣壓強略高于外界大氣壓，因此進入氣缸的廢氣滾流壓強較大，會有少部分廢氣越過活塞頂部隔板8，進入大燃燒區(qū)，與小氣道24進入的空氣混合分布在氣缸大燃燒區(qū)的右下角；形成這樣的氣體分布的好處是:既能實現(xiàn)分層燃燒，又能讓廢氣抑制產(chǎn)生顯X的可逆反應(yīng)，減少污染氣體的排放。
[0039]如圖10所示，表示的是發(fā)動機處于大負荷和滿時，二個燃燒區(qū)進入的都是新鮮空氣，噴油器22和噴油器41都噴油，燃油在大進氣道23里與空氣混合后形成可燃混合氣25，用”表示，可燃混合氣25分別進入大燃燒區(qū)10和小燃燒區(qū)9，從小進氣道24進入的是空氣26，用“〇”表示，空氣與可燃混合氣分層分布，壓縮后實現(xiàn)分層燃燒。
[0040]附注:在本發(fā)明中所述的電子控制單元為2⑶，又稱“行車電腦”、“車載電腦”等。從用途上講則是汽車專用微機控制器。它和普通的電腦一樣，由微處理器(⑶們、存儲器(尺01、、狀1)、輸入/輸出接口( 1/0)、模數(shù)轉(zhuǎn)換器(八/0 )以及整形、驅(qū)動等大規(guī)模集成電路組成。
[0041]本發(fā)明的發(fā)動機燃燒室結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)了發(fā)動機在汽車怠速、小負荷、中等負荷時，提高了發(fā)動機內(nèi)燃油的燃燒效率，降低了發(fā)動機排出的廢氣和油耗，并保證了發(fā)動機在大負荷時的安全使用，從而提高汽車在行駛時的環(huán)保性能和減少其使用成本。
[0042]本發(fā)明的實施例公布的是較佳的實施例，但并不局限于此，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，極易根據(jù)上述實施例，領(lǐng)會本發(fā)明的精神，并做出不同的引申和變化，但只要不脫離本發(fā)明的精神，都在本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種分區(qū)分層稀薄燃燒發(fā)動機控制裝置，包括氣缸(42)及依次連接在其排氣口上的渦輪增壓器(11)和廢氣儲存容器(12)，所述廢氣儲存容器(12)通過廢氣回流管(17)連接到氣缸進氣管(20)上，從而實現(xiàn)循環(huán)利用廢氣；所述氣缸(42)連接在其頂部位置的汽缸蓋(I);所述控制裝置還包括電子控制單元(28)及連接在其上的電磁控制器；其特征在于:所述汽缸蓋(I)上設(shè)置有汽缸蓋分區(qū)隔板(2)，所述活塞(7)的頂部位置設(shè)置有活塞頂部分區(qū)隔板(8)，所述汽缸蓋分區(qū)隔板(2)和活塞頂部分區(qū)隔板(8)相錯設(shè)置，并將燃燒室隔離成小燃燒區(qū)(9)和大燃燒區(qū)(10)，當活塞(7)運動到上止點時，所述汽缸蓋分區(qū)隔板(2)與活塞頂部分區(qū)隔板(8)緊貼在一起；所述小燃燒區(qū)(9)和大燃燒區(qū)(10)對應(yīng)的汽缸蓋(I)上分別依次設(shè)置有一個進氣門(4)、一個火花塞、一個排氣門(5);所述大燃燒區(qū)(10)和小燃燒區(qū)(9 )上分別連接有一個氣缸進氣管(20 )，并每一個所述氣缸進氣管(20 )內(nèi)設(shè)置有一個氣缸進去管分道板(22 )，將每一個所述氣缸進氣管(20 )分為大進氣道(23 )和小進氣道(24);所述廢氣回流管(17)與每一個氣缸進氣管(20)之間分別設(shè)置有進氣轉(zhuǎn)換閥門I (18)、進氣轉(zhuǎn)換閥門II (38);兩個所述氣缸進氣管(20)上分別連接有噴油器I (21)和噴油器II (41);所述電子控制單元(28)還分別連接進氣轉(zhuǎn)換閥門I (18)、進氣轉(zhuǎn)換閥門II(38)、噴油器I (21)和噴油器II (41)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種分區(qū)分層稀薄燃燒發(fā)動機控制裝置，其特征在于:所述廢氣儲存容器(12)上設(shè)置有廢氣儲存容器排氣口(29)，并所述廢氣儲存容器排氣口(29)上連接有排氣口控制閥門(13 )。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種分區(qū)分層稀薄燃燒發(fā)動機控制裝置，其特征在于:所述廢氣儲存容器(12)與廢氣回流管(17)之間設(shè)置有節(jié)氣門(16)，并所述空氣進氣管(19)上也連接有節(jié)氣門(16)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種分區(qū)分層稀薄燃燒發(fā)動機控制裝置，其特征在于:所述節(jié)氣門(16)與廢氣儲存容器(12)之間還設(shè)置有空氣濾清器(14)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種分區(qū)分層稀薄燃燒發(fā)動機控制裝置，其特征在于:所述汽缸蓋分區(qū)隔板(2)與活塞頂部分區(qū)隔板(8)的非貼合面上分別設(shè)置有大、小球形弧面(201,801)；所述大球形弧面(201)和小球形弧面(801)分別與活塞(7)、氣缸(42)圍成兩個半橄欖球形大、小燃燒區(qū)(10，9)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或5所述的一種分區(qū)分層稀薄燃燒發(fā)動機控制裝置，其特征在于:所述汽缸蓋分區(qū)隔板(2)和活塞頂部分區(qū)隔板(8)沿其板體的豎直方向設(shè)置有若干槽(3)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種分區(qū)分層稀薄燃燒發(fā)動機控制裝置，其特征在于:每一個所述槽(3)在其所附著的汽缸蓋分區(qū)隔板(2)或活塞頂部分區(qū)隔板(8)上不貫通。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種分區(qū)分層稀薄燃燒發(fā)動機控制裝置，其特征在于:活塞頂部分區(qū)隔板(8)的高度與汽缸蓋分區(qū)隔板(2)的高度一樣。
9.根據(jù)權(quán)利要求1或5所述的一種分區(qū)分層稀薄燃燒發(fā)動機控制裝置，其特征在于:所述大燃燒區(qū)(10)和小燃燒區(qū)(9)的容積比為51:49至70:30。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種分區(qū)分層稀薄燃燒發(fā)動機控制裝置，其特征在于:所述大燃燒區(qū)(10)和小燃燒區(qū)(9)的容積比為60:40o
【文檔編號】F02F1/18GK104500210SQ201410721132
【公開日】2015年4月8日 申請日期:2014年12月3日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月3日
【發(fā)明者】汪輝 申請人:汪輝