一種分區(qū)分層稀薄燃燒發(fā)動機(jī)用汽缸蓋的制作方法
【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(jī)用汽缸蓋，連接在發(fā)動機(jī)的氣缸上使用,汽缸蓋上設(shè)置有汽缸蓋分區(qū)隔板，汽缸蓋分區(qū)隔板將氣缸的燃燒室隔離成小燃燒區(qū)和大燃燒區(qū)；本發(fā)明的發(fā)動機(jī)燃燒室結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)了發(fā)動機(jī)在汽車怠速、小負(fù)荷、中等負(fù)荷時，提高了發(fā)動機(jī)內(nèi)燃油的燃燒效率，降低了發(fā)動機(jī)排除的廢氣和油耗，并保證了發(fā)動機(jī)在大負(fù)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(jī)用汽缸蓋

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及發(fā)動機(jī)【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(jī)用汽缸至
ΠΠ O

【背景技術(shù)】
[0002]目前，汽車發(fā)動機(jī)用途最廣泛的是往復(fù)式活塞發(fā)動機(jī)，該種發(fā)動機(jī)在高轉(zhuǎn)速大負(fù)荷時通過渦輪增壓實現(xiàn)了燃油經(jīng)濟(jì)性，但是在怠速和小負(fù)荷時沒能達(dá)到燃油經(jīng)濟(jì)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:(I)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(jìn)入氣缸，使吸氣時形成很大的真空度，必然會使進(jìn)氣消耗的能量增大，增大泵氣損失；同時由于此時進(jìn)氣管的真空度很大，在進(jìn)氣門開啟時，氣缸內(nèi)的壓力高于進(jìn)氣管壓力，廢氣膨脹進(jìn)入進(jìn)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(fù)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(jìn)氣門開啟時，氣缸內(nèi)的壓力同樣高于進(jìn)氣管壓力，在吸氣沖程時，同樣有部分廢氣膨脹進(jìn)入進(jìn)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(fù)荷、中等負(fù)荷時都采用進(jìn)氣管節(jié)流方式對混合氣充量進(jìn)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(fù)荷時，使得泵氣損失明顯增大，在中等負(fù)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(jī)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(jī)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NOx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(fù)荷時，空燃比更是遠(yuǎn)遠(yuǎn)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(jī)用汽缸蓋，其目的在于實現(xiàn)發(fā)動機(jī)在汽車怠速、小負(fù)荷時，提高發(fā)動機(jī)內(nèi)燃油的燃燒效率，降低發(fā)動機(jī)排除的廢氣和油耗，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(jī)用汽缸蓋，連接在發(fā)動機(jī)的氣缸上使用，汽缸蓋上設(shè)置有汽缸蓋分區(qū)隔板，汽缸蓋分區(qū)隔板將氣缸的燃燒室隔離成小燃燒區(qū)和大燃燒區(qū)。
[0006]優(yōu)選地，汽缸蓋分區(qū)隔板雙側(cè)設(shè)置有球形弧面；兩個球形弧面與活塞、氣缸圍成兩個半橄欖球形大、小燃燒區(qū)。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(jìn)氣門、一個火花塞、一個排氣門。汽缸蓋分區(qū)隔板沿其板體的豎直方向設(shè)置有若干槽。每一個槽在其所附著的汽缸蓋分區(qū)隔板不貫通。
[0007]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。
[0008]優(yōu)選地，大燃燒區(qū)和小燃燒區(qū)的容積比為60:40o
[0009]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(jìn)氣轉(zhuǎn)換閥門打開廢氣回流管，同時關(guān)閉空氣進(jìn)氣管，向大燃燒區(qū)提供廢氣，該進(jìn)氣道噴油器不噴油；連接小燃燒區(qū)的進(jìn)氣轉(zhuǎn)換閥門打開空氣進(jìn)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(jìn)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(jī)有以下幾個優(yōu)點(I)只需要更少量的燃油就能達(dá)到點火的濃度，達(dá)到節(jié)油的目的；(2)可以適當(dāng)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(dāng)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，因此排除的廢氣比傳統(tǒng)發(fā)動機(jī)少很多。
[0010]2、在小負(fù)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(fù)荷的最大狀況時，就可以使進(jìn)氣門處于最大開度，熱功轉(zhuǎn)化率能達(dá)到最佳；事實上:如果是2.0排量的發(fā)動機(jī)，在小負(fù)荷時，本發(fā)動機(jī)實際相當(dāng)于2.0Χ40%=0.8排量的發(fā)動機(jī)滿負(fù)荷工作，油耗當(dāng)然大大減少。
[0011]3、在中等負(fù)荷時，連接小燃燒區(qū)的進(jìn)氣轉(zhuǎn)換閥門打開廢氣回流管，同時關(guān)閉空氣進(jìn)氣管，向小燃燒區(qū)提供廢氣，該進(jìn)氣道噴油器不噴油；連接大燃燒區(qū)的進(jìn)氣轉(zhuǎn)換閥門打開空氣進(jìn)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(jìn)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?12，在中等負(fù)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(jī)，在小負(fù)荷時，本發(fā)動機(jī)實際相當(dāng)于2.0Χ60%=1.2排量的發(fā)動機(jī)滿負(fù)荷工作，油耗當(dāng)然大大減少。
[0012]4、在大負(fù)荷和滿負(fù)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(jī)達(dá)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。
[0013]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(qiáng)，使著火性能得到改善，同時也減少了負(fù)功；事實上:如果是2.0排量的發(fā)動機(jī)，在大負(fù)荷和滿負(fù)荷時，本發(fā)動機(jī)才以2.0排量工作，因此，本發(fā)動機(jī)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(dāng)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(jī)，中等負(fù)荷時增加4缸，排量增大到1.2，大負(fù)荷和滿負(fù)荷時再增加4缸，排量增大到2.0，因此本發(fā)動機(jī)相當(dāng)于12缸發(fā)動機(jī)，能更好適應(yīng)不同工況要求。
[0014]6、在怠速、小負(fù)荷、中等負(fù)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(jī)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。
[0015]7、在怠速、小負(fù)荷、中等負(fù)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NOx，比其它稀燃發(fā)動機(jī)大大減少了污染氣體的排放。
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(qiáng)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(qiáng)度的氣體流動，形成快速燃燒，同樣降低對辛烷值的要求。
[0016]9、本發(fā)動機(jī)是在現(xiàn)有四氣門發(fā)動機(jī)成熟技術(shù)上的改進(jìn)，因此研發(fā)試驗成本低，資金投入少，開發(fā)風(fēng)險小。
[0017]本發(fā)明的發(fā)動機(jī)燃燒室結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)了發(fā)動機(jī)在汽車怠速、小負(fù)荷、中等負(fù)荷時，提高了發(fā)動機(jī)內(nèi)燃油的燃燒效率，降低了發(fā)動機(jī)排除的廢氣和油耗，并保證了發(fā)動機(jī)在大負(fù)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】
[0018]圖1為本發(fā)明發(fā)動機(jī)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(jī)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(dá)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(jī)的火花塞分布示意圖；
圖5為本發(fā)明發(fā)動機(jī)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(jìn)氣轉(zhuǎn)換閥門、空氣進(jìn)氣管、氣缸進(jìn)氣管連接順序示意圖；
圖6為本發(fā)明發(fā)動機(jī)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(jī)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(jī)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(jìn)氣門、5.排氣門、6、火花塞1、7、活塞、8、活塞頂部分區(qū)隔板、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(jìn)氣轉(zhuǎn)換閥門1、19.空氣進(jìn)氣管、20.氣缸進(jìn)氣管、21.噴油器1、22.氣缸進(jìn)氣管分道板、23.大進(jìn)氣道、24.小進(jìn)氣道、25.可燃混合氣滾流、26、空氣滾流、27廢氣滾流、28.電子控制單元、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I1、38.進(jìn)氣轉(zhuǎn)換閥門I1、41.噴油器I1、42.氣缸。

【具體實施方式】
[0019]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(jìn)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(hù)范圍構(gòu)成限定。
[0020]如圖1所示，一種分區(qū)分層稀薄燃燒發(fā)動機(jī)用汽缸蓋，連接在發(fā)動機(jī)的氣缸42上使用，汽缸蓋I上設(shè)置有汽缸蓋分區(qū)隔板2，汽缸蓋分區(qū)隔板2將氣缸42的燃燒室隔離成小燃燒區(qū)9和大燃燒區(qū)10。
[0021]在本發(fā)明中，汽缸蓋分區(qū)隔板2雙側(cè)設(shè)置有球形弧面201 ;兩個球形弧面201與活塞7、氣缸42圍成兩個半橄欖球形大、小燃燒區(qū)10，9。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(jìn)氣門4、一個火花塞、一個排氣門5。汽缸蓋分區(qū)隔板2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不貫通。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60:40o
[0022]如圖1所示，該發(fā)動機(jī)的汽缸蓋I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?xì)飧兹紵铱側(cè)莘e的40%，另一個是大燃燒區(qū)10，其容積約占?xì)飧兹紵铱側(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(zhǔn)；小燃燒區(qū)9有一個進(jìn)氣門4和一個排氣門5，火花塞I 6位于進(jìn)氣門與排氣門之間；大燃燒區(qū)10也有一個進(jìn)氣門4和一個排氣門5，火花塞II 36同樣位于進(jìn)氣門與排氣門之間，因此本發(fā)動機(jī)是一個四氣門雙火花塞發(fā)動機(jī)。
[0023]如圖2所示，該發(fā)動機(jī)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與有幾個槽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(dāng)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(zhǔn)；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。
[0024]如圖3所示，當(dāng)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(jī)有二個面容比小的緊湊燃燒區(qū)。
[0025]如圖4所示，當(dāng)活塞進(jìn)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)鞑ィ纬煽焖偃紵?；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> [0026]如圖5所示，發(fā)動機(jī)排出的廢氣經(jīng)渦輪增壓器11后進(jìn)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(dāng)廢氣儲存容器內(nèi)的壓強(qiáng)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，廢氣儲存容器內(nèi)一部分廢氣在怠速、小負(fù)荷、中等負(fù)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(dá)到進(jìn)氣轉(zhuǎn)換閥門18 ;進(jìn)氣轉(zhuǎn)換閥門18受ECU28控制；當(dāng)發(fā)動機(jī)處于怠速和小負(fù)荷時，ECU28通過電磁控制器使進(jìn)氣轉(zhuǎn)換閥門I 18打開與小燃燒區(qū)9連通的空氣進(jìn)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(jìn)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(jìn)氣管19，這樣以來，進(jìn)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(jìn)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(fù)荷時，將要進(jìn)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E⑶28控制；當(dāng)發(fā)動機(jī)處于中等負(fù)荷時，ECU28通過電磁控制器使進(jìn)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(jìn)氣管19，與此同時進(jìn)氣轉(zhuǎn)換閥門II 38打開與大燃燒區(qū)10連通的空氣進(jìn)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(jìn)入小燃燒區(qū)9的是廢氣，噴油器I 21不噴油；進(jìn)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(fù)荷時，將要進(jìn)入下一步做功的只有大燃燒區(qū)；當(dāng)發(fā)動機(jī)處于大負(fù)荷和滿負(fù)荷時，ECU28通過電磁控制器使進(jìn)氣轉(zhuǎn)換閥門I 18和進(jìn)氣轉(zhuǎn)換閥門II 38都打開空氣進(jìn)氣管19 ;同時都關(guān)閉廢氣回流管17，這樣以來進(jìn)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(fù)荷和滿負(fù)荷時，二個燃燒區(qū)都將進(jìn)入下一步做功。
[0027]如圖6所示，氣缸進(jìn)氣管分道板22將進(jìn)入管分成大小不同的進(jìn)氣道，進(jìn)氣道24較小，進(jìn)氣道23較大，進(jìn)氣道23的上側(cè)安裝有噴油器，噴入的燃油只與大進(jìn)氣道的氣體混合；進(jìn)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(kuò)散；當(dāng)發(fā)動機(jī)怠速或者小負(fù)荷工況時，活塞下行吸氣，進(jìn)入氣缸下燃燒區(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(jìn)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。
[0028]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(jī)處于怠速時，噴油器21噴油，與大進(jìn)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(jìn)入小燃燒區(qū)9，另外從小進(jìn)氣道進(jìn)24入的是空氣滾流24，用“〇”表示，進(jìn)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(qiáng)略高于外界大氣壓，因此進(jìn)入氣缸的廢氣滾流壓強(qiáng)較大，會有少部分廢氣越過活塞頂部隔板8，進(jìn)入小燃燒區(qū)，與小氣道24進(jìn)入的空氣混合分布在氣缸的左下角；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NOx的可逆反應(yīng)，減少污染氣體的排放。
[0029]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(fù)荷時，小燃燒區(qū)里的氣體有:(I)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(dá)到I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(jī)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(jī)的二個分區(qū)隔板有I厘米高度時就能滿足燃燒期的分區(qū)要求，當(dāng)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(jì)性越好。
[0030]如圖9所示，表示的是發(fā)動機(jī)處于中等負(fù)荷時，二個燃燒區(qū)進(jìn)入的都是新鮮空氣，噴油器41噴油，燃油在大進(jìn)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(jìn)入大燃燒區(qū)10，另外從小進(jìn)氣道進(jìn)24是空氣26，用“〇”表示，進(jìn)入小燃燒區(qū)9的是廢27，用用“ X ”，由于廢氣儲存容器12的廢氣壓強(qiáng)略高于外界大氣壓，因此進(jìn)入氣缸的廢氣滾流壓強(qiáng)較大，會有少部分廢氣越過活塞頂部隔板8，進(jìn)入大燃燒區(qū)，與小氣道24進(jìn)入的空氣混合分布在氣缸的右下角；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NOx的可逆反應(yīng)，減少污染氣體的排放。
[0031]如圖10所示，表示的是發(fā)動機(jī)處于大負(fù)荷和滿時，噴油器22和噴油器41都噴油，燃油在大進(jìn)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(jìn)入大燃燒區(qū)10和小燃燒區(qū)9，從小進(jìn)氣道24進(jìn)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。
[0032]附注:在本發(fā)明中所述的電子控制單元為ECU，又稱“行車電腦”、“車載電腦”等。從用途上講則是汽車專用微機(jī)控制器。它和普通的電腦一樣，由微處理器(CPU)、存儲器(ROM、、RAM)、輸入/輸出接口(I/O)、模數(shù)轉(zhuǎn)換器(A/D)以及整形、驅(qū)動等大規(guī)模集成電路組成。
[0033]本發(fā)明的發(fā)動機(jī)燃燒室結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)了發(fā)動機(jī)在汽車怠速、小負(fù)荷、中等負(fù)荷時，提高了發(fā)動機(jī)內(nèi)燃油的燃燒效率，降低了發(fā)動機(jī)排除的廢氣和油耗，并保證了發(fā)動機(jī)在大負(fù)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。
[0034]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(hù)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(jī)用汽缸蓋，連接在發(fā)動機(jī)的氣缸(42)上使用，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 )，所述汽缸蓋分區(qū)隔板(2 )將氣缸(42 )的燃燒室隔離成小燃燒區(qū)(9)和大燃燒區(qū)(10)。
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(jī)用汽缸蓋，其特征在于:所述汽缸蓋分區(qū)隔板(2)雙側(cè)設(shè)置有球形弧面(201);兩個所述球形弧面(201)與活塞(7)、氣缸(42 )圍成兩個半橄欖球形大、小燃燒區(qū)(10，9 )。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種分區(qū)分層稀薄燃燒發(fā)動機(jī)用汽缸蓋，其特征在于: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(jìn)氣門(4 )、一個火花塞、一個排氣門(5 )。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種分區(qū)分層稀薄燃燒發(fā)動機(jī)用汽缸蓋，其特征在于:所述汽缸蓋分區(qū)隔板(2 )沿其板體的豎直方向設(shè)置有若干槽(3 )。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種分區(qū)分層稀薄燃燒發(fā)動機(jī)用汽缸蓋，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)不貫通。
6.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(jī)用汽缸蓋，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。
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(jī)用汽缸蓋，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】F02F1/18GK104500252SQ201410784209
【公開日】2015年4月8日 申請日期:2014年12月18日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月18日
【發(fā)明者】汪輝 申請人:汪輝