本發(fā)明屬于內(nèi)燃機技術領域，具體涉及一種高效率發(fā)動機燃燒系統(tǒng)。

背景技術：

隨著我國油耗和排放法規(guī)的日益嚴格，提高發(fā)動機熱效率，降低發(fā)動機的油耗成為汽車廠商研究的重點。燃燒系統(tǒng)開發(fā)作為其中重要的一環(huán)，還有較大潛力可以發(fā)掘。傳統(tǒng)發(fā)動機為了保證高動力輸出，將發(fā)動機的壓縮比控制在11以下，進氣道優(yōu)先保證高流量系數(shù)，導致缸內(nèi)滾流水平較弱，燃燒速度慢，部分負荷下油耗較高，最大熱效率只能達到36％，處于較低水平。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術問題是提供一種高效率的發(fā)動機燃燒系統(tǒng)。采用的技術手段為提高發(fā)動機壓縮比，增強缸內(nèi)滾流運動水平，從而達到加快燃燒速度，提高發(fā)動機熱效率、降低油耗的目的。

本發(fā)明設計了一種適用于氣道噴射發(fā)動機的高效率燃燒系統(tǒng)，其主要技術特點為進氣門座圈下方增加遮擋結(jié)構(gòu)的缸蓋燃燒室，能增強發(fā)動機缸內(nèi)滾流運動水平；頂面凸起且頂面中心有球形凹坑的高壓縮比活塞燃燒室，能在球形凹坑內(nèi)形成較高的湍動能，加快燃燒速度，降低爆震風險。

本發(fā)明的技術方案如下：

一種高效率發(fā)動機燃燒系統(tǒng)，包括缸蓋1和活塞9，所述缸蓋1包括進氣道2、進氣門5、進氣門座圈3、排氣道6、排氣門8、排氣門座圈7及缸蓋燃燒室4；所述進氣門座圈3、排氣門座圈7位于缸蓋燃燒室頂部，分別與進氣道2、排氣道6相連；進氣門5與進氣門座圈3同軸，進氣門5打開時，油氣混合氣可由進氣道2經(jīng)過進氣門座圈3進入缸蓋燃燒室4；排氣門8與排氣門座圈7同軸設計，排氣門8打開時，缸內(nèi)燃燒產(chǎn)生的廢氣可由缸蓋燃燒室4經(jīng)過排氣門座圈7進入排氣道6；

所述進氣門座圈3下方設置有遮擋結(jié)構(gòu)4-1，該遮擋結(jié)構(gòu)為圓柱形，其直徑大于進氣門直徑，兩者差值小于1mm，有效阻擋進氣流經(jīng)進氣道下部，使更多氣體流經(jīng)進氣道上部，增強發(fā)動機缸內(nèi)滾流運動水平，加快燃油與空氣的混合。

所述活塞9位于缸蓋燃燒室4下部，活塞9保證壓縮比為13～14，活塞頂面9-1有凸起結(jié)構(gòu)，頂面中心有球形凹坑9-2，中心凹坑內(nèi)能形成較高的湍動能，使點火之后火焰能夠快速傳播，加快燃燒速度，降低爆震風險。

進一步地，所述的遮擋結(jié)構(gòu)4-1與進氣門頭部5-1外沿之間的距離為0.6mm-1mm，遮擋結(jié)構(gòu)高度為3-5mm。

進一步地，所述活塞頂面9-1凸起的高度為2mm-3mm，所述球形凹坑9-2的半徑為15mm-20mm，深度為3mm-4mm。

與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的優(yōu)點如下：

本發(fā)明通過采用進氣門座圈下方有遮擋結(jié)構(gòu)的缸蓋燃燒室、頂面凸起且凸起中心有球形凹坑的高壓縮比活塞燃燒室，提高了缸內(nèi)的滾流運動水平，加快了燃燒速度，減低了爆震風險。經(jīng)試驗驗證，熱效率由傳統(tǒng)發(fā)動機的36％提升至38％，降低了油耗。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的缸蓋結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是圖1的遮擋結(jié)構(gòu)局部示意圖；

圖3是本發(fā)明的缸蓋燃燒室的仰視圖；

圖4是本發(fā)明的活塞的俯視圖；

圖5是圖4的A-A剖視圖；

圖中：缸蓋1、進氣道2、進氣道上部2-1、進氣道下部2-2、進氣門座圈3、缸蓋燃燒室4、遮擋結(jié)構(gòu)4-1、進氣門5、進氣門頭部5-1、排氣道6、排氣門座圈7、排氣門8、活塞9、活塞頂面9-1、球形凹坑9-2。

具體實施方式

結(jié)合附圖，對本發(fā)明作進一步闡述：

如圖1、圖4所示，高效率發(fā)動機燃燒系統(tǒng)包括缸蓋1和活塞9。缸蓋1由進氣道2、進氣門座圈3、缸蓋燃燒室4、進氣門5、排氣道6、排氣門座圈7、排氣門8構(gòu)成。進氣道2、缸蓋燃燒室4、排氣道6、活塞9為燃燒系統(tǒng)的主要組成部分。所述進氣門座圈3、排氣門座圈7位于缸蓋燃燒室頂部，分別與進氣道2、排氣道6相連；進氣門5與進氣門座圈3同軸，進氣門5打開時，油氣混合氣可由進氣道2經(jīng)過進氣門座圈3進入缸蓋燃燒室4；排氣門8與排氣門座圈7同軸設計，排氣門8打開時，缸內(nèi)燃燒產(chǎn)生的廢氣可由缸蓋燃燒室4經(jīng)過排氣門座圈7進入排氣道6；

如圖2、圖3所示，缸蓋燃燒室4在進氣門座圈3下方有遮擋結(jié)構(gòu)4-1，該遮擋結(jié)構(gòu)4-1為圓柱形，其直徑大于進氣門直徑，兩者差值小于1mm，該遮擋結(jié)構(gòu)與進氣門頭部外沿5-1之間的距離L為0.6mm，該遮擋結(jié)構(gòu)高度H1為5mm，可有效阻擋進氣流經(jīng)進氣道下部2-2，使更多氣體流經(jīng)進氣道上部2-1，增強發(fā)動機缸內(nèi)滾流運動水平，在氣門升程小于3mm時滾流提高效果尤為明顯，加快燃油與空氣的混合，提高混合氣均勻度，加快燃燒速度，降低油耗。

參看圖4、圖5，活塞9保證發(fā)動機壓縮比為13～14，活塞頂面9-1凸起高度H3為2mm，頂面中心有球形凹坑9-2，球形凹坑9-2半徑R為15mm，凹坑深度H2為4mm，球形凹坑不僅避免火焰過早傳到活塞頂部導致失火，還能降低活塞凸起對滾流發(fā)展的阻礙，利于在凹坑內(nèi)產(chǎn)生較高的湍動能，加快火焰?zhèn)鞑ニ俣?，降低爆震風險。

上述方案中通過對缸蓋燃燒室進氣門座圈下方增加遮擋結(jié)構(gòu)，活塞頂面凸起且凸起中心有球形凹坑的高壓縮比設計，使燃燒系統(tǒng)得到了更加合理的匹配，發(fā)動機缸內(nèi)滾流水平顯著提升，燃燒速度顯著提升，同時爆震風險降低。

本發(fā)明經(jīng)試驗驗證，熱效率由傳統(tǒng)發(fā)動機的36％提升至38％，同時油耗顯著降低。