本發(fā)明屬于發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，具體地說(shuō)，本發(fā)明涉及一種燃燒系統(tǒng)及具有其的發(fā)動(dòng)機(jī)。
背景技術(shù)：
伴隨著國(guó)內(nèi)宏觀經(jīng)濟(jì)形勢(shì)進(jìn)入經(jīng)濟(jì)發(fā)展“新常態(tài)”，以及正承擔(dān)家庭重任的80后和90后成為汽車消費(fèi)市場(chǎng)的主力，家用型轎車正處于家庭購(gòu)置車輛的高峰階段。轎車在改善生活便捷的同時(shí)，亦帶來(lái)了能源緊張和環(huán)境危機(jī)的問(wèn)題。針對(duì)上述問(wèn)題，我國(guó)于2015年1月1日頒布了第四階段油耗法規(guī)。為面對(duì)國(guó)家油耗和排放法規(guī)，研究機(jī)構(gòu)和企業(yè)催生出一系列新的汽油機(jī)技術(shù)。其中，汽油機(jī)增壓小型化、高壓縮比、米勒循環(huán)以及中冷EGR技術(shù)逐漸成為新一代發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)的發(fā)展方向。
上述技術(shù)應(yīng)用效果取決因素之一為，提高缸內(nèi)氣流運(yùn)動(dòng)湍動(dòng)能水平。其中，采用高滾流進(jìn)氣道是常用技術(shù)方案，但是當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)出現(xiàn)高速如轉(zhuǎn)速>4000r/min，缸內(nèi)火焰?zhèn)鞑シ较蛎黠@會(huì)偏向排氣側(cè)，隨著發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的增加，不均勻性更加明顯，抗爆性降低，影響高速外特性動(dòng)力性，尤其是發(fā)動(dòng)機(jī)額定功率。雖然可采用小氣門(mén)傾角結(jié)合優(yōu)化活塞凹坑形狀緩解火焰?zhèn)鞑ゲ痪鶆騿?wèn)題，但是在實(shí)際開(kāi)發(fā)過(guò)程中，生產(chǎn)線改制費(fèi)用受限，小氣門(mén)傾角技術(shù)方案難易實(shí)現(xiàn)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明旨在至少解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問(wèn)題之一。為此，本發(fā)明提供一種燃燒系統(tǒng)及具有其的發(fā)動(dòng)機(jī)，目的是提高發(fā)動(dòng)機(jī)抗爆性。
為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：燃燒系統(tǒng)，包括進(jìn)氣道、排氣道、火花塞、缸蓋和活塞，所述火花塞在所述缸蓋上為偏心布置且火花塞的位置位于缸蓋的排氣側(cè)。
所述進(jìn)氣道為高滾流進(jìn)氣道。
所述火花塞位于所述缸蓋上兩個(gè)排氣門(mén)的中間位置處。
所述火花塞為垂直設(shè)置，火花塞的軸線與氣缸中心線相平行。
所述火花塞為傾斜設(shè)置，火花塞的軸線與氣缸中心線之間具有夾角。
所述火花塞的軸線與所述氣缸中心線之間的夾角為2～6°。
所述火花塞的電極中心與所述缸蓋的內(nèi)壁面之間的距離最小值為3～5mm。
所述火花塞的電極中心位于上止點(diǎn)且火花塞的電極中心與所述活塞的頂面之間的距離最小值為3～5mm。
所述活塞的頂面設(shè)置凹坑，凹坑為偏心設(shè)置且凹坑的中心偏向排氣側(cè)。
本發(fā)明還提供了一種發(fā)動(dòng)機(jī)，包括上述燃燒系統(tǒng)。
本發(fā)明的發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒系統(tǒng)，采用偏心火花塞布置，可以提高發(fā)動(dòng)機(jī)的抗爆性，解決發(fā)動(dòng)機(jī)的爆震問(wèn)題，改善高速缸內(nèi)火焰?zhèn)鞑ゲ痪鶆蛐?，解決高速時(shí)缸內(nèi)火焰?zhèn)髌珕?wèn)題，增加發(fā)動(dòng)機(jī)高速時(shí)的動(dòng)力性。
附圖說(shuō)明
圖1為本發(fā)明燃燒系統(tǒng)的剖視圖；
上述圖中的標(biāo)記均為：1、進(jìn)氣道；2、火花塞；3、排氣道；4、缸蓋；5、凹坑；6、活塞凹坑中心線；7、火花塞電極中心線；8、氣缸中心線；9、活塞；10、缸蓋底平面平行線；11、噴油器；
θ為火花塞傾角；為噴油器傾角；Le為火花塞電極中心與氣缸中心線的最短距離；Lp為活塞凹坑的中心線與氣缸中心線最短距離。
具體實(shí)施方式
下面對(duì)照附圖，通過(guò)對(duì)實(shí)施例的描述，對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明，目的是幫助本領(lǐng)域的技術(shù)人員對(duì)本發(fā)明的構(gòu)思、技術(shù)方案有更完整、準(zhǔn)確和深入的理解，并有助于其實(shí)施。
如圖1所示，本發(fā)明提供了一種燃燒系統(tǒng)，包括進(jìn)氣道1、排氣道3、火花塞2、缸蓋4、活塞9和噴油器11，進(jìn)氣道1與缸蓋4的進(jìn)氣口連接，排氣道3與缸蓋4的排氣口連接，噴油器11設(shè)置于缸蓋4上且位于進(jìn)氣道1的側(cè)部，火花塞2在缸蓋4上為偏心布置且火花塞2的位置位于缸蓋4的排氣側(cè)。
具體地說(shuō)，如圖1所示，進(jìn)氣道1、排氣道3、缸蓋4和活塞9之間形成燃燒室的腔體，進(jìn)氣道1優(yōu)選為高滾流進(jìn)氣道。火花塞2偏心布置在排氣側(cè)，且位于兩排氣門(mén)中心線上，火花塞2位于缸蓋4上兩個(gè)排氣門(mén)的中間位置處。
如圖1所示，噴油器11在缸蓋上為傾斜設(shè)置，設(shè)噴油器11的長(zhǎng)度方向與缸蓋的底平面(缸蓋上與活塞中心線相垂直的平面)之間的夾角為為銳角，火花塞2的電極中心與氣缸中心線之間的最短距離為4～8mm，火花塞2為偏心設(shè)置，具體偏心距離可根據(jù)額定功率點(diǎn)火焰?zhèn)鞑ゾ鶆蛐栽O(shè)計(jì)。直噴汽油機(jī)的噴油器11與曲軸軸線角度為25～35°，具體角度可根據(jù)CFD仿真(CFD的英文全稱為Computational Fluid Dynamics)來(lái)確認(rèn)。
如圖1所示，火花塞2為傾斜設(shè)置，設(shè)火花塞2的軸線與氣缸中心線之間的夾角為θ，θ為火花塞傾角，根據(jù)結(jié)構(gòu)限制以及實(shí)際可燃混合氣需要，傾角θ為2～6°。當(dāng)火花塞電極中心在活塞的上止點(diǎn)時(shí)，火花塞電極中心與周圍缸蓋內(nèi)壁面和下方活塞頂面之間的最近距離為3mm～5mm。
如圖1所示，活塞的頂面設(shè)置有凹坑5，凹坑5為偏心設(shè)置且凹坑5的中心偏向排氣側(cè)，凹坑5的中心線與氣缸中心線最短距離，即凹坑中心的偏心量Lp為5～10mm。通過(guò)調(diào)整凹坑5在活塞上的位置，并調(diào)整噴油器11的安裝角度，配合在偏心火花塞點(diǎn)火電極附近可以形成合理的混合氣濃度。
缸蓋燃燒室采用四氣門(mén)結(jié)構(gòu)，具有兩個(gè)進(jìn)氣門(mén)和兩個(gè)排氣門(mén)，缸蓋下底面采用平和斜擠氣結(jié)構(gòu)均可以，排氣道集成與否均可以。進(jìn)、排氣門(mén)可采用小氣門(mén)傾角布置。進(jìn)氣門(mén)與排氣門(mén)夾角可以采用等角度布置，也可根據(jù)實(shí)際布置需要采用非等角度布置。
上述結(jié)構(gòu)的發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒系統(tǒng)，具有以下優(yōu)點(diǎn)：
當(dāng)汽油發(fā)動(dòng)機(jī)采用高滾流進(jìn)氣道后，隨之帶來(lái)高轉(zhuǎn)速火焰?zhèn)鞑ゲ痪鶆騿?wèn)題，影響外特性動(dòng)力性提升。一般采用小氣門(mén)傾角方案來(lái)緩解，但是汽油機(jī)產(chǎn)品升級(jí)時(shí)，前期沒(méi)有采用該方案，就需花較大成本調(diào)整生產(chǎn)線；或者降低發(fā)動(dòng)機(jī)高速時(shí)動(dòng)力性。而汽油發(fā)動(dòng)機(jī)采用上述結(jié)構(gòu)的燃燒系統(tǒng)，不需要調(diào)整生產(chǎn)線，經(jīng)過(guò)CFD仿真分析，確認(rèn)火花塞偏心距離和電極升入深度、噴油器安裝角度(或噴嘴油束角度)以及活塞凹坑位置匹配，在生產(chǎn)線改制受限情況下，有效解決采用高滾流進(jìn)氣道后高速火焰?zhèn)髌珕?wèn)題；或者在已有小氣門(mén)傾角技術(shù)基礎(chǔ)上，結(jié)合偏心火花塞布置，更加改善燃燒火焰?zhèn)鞑ゾ鶆蛐?，燃燒重心提前也能改善各循環(huán)燃燒一致性。
本發(fā)明還提供了一種發(fā)動(dòng)機(jī)，包括上述結(jié)構(gòu)的燃燒系統(tǒng)。此燃燒系統(tǒng)的具體結(jié)構(gòu)可參照?qǐng)D1，在此不再贅述。由于本發(fā)明的發(fā)動(dòng)機(jī)包括上述實(shí)施例中的燃燒系統(tǒng)，所以其具有上述燃燒系統(tǒng)的所有優(yōu)點(diǎn)。
上面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了示例性描述，顯然本發(fā)明具體實(shí)現(xiàn)并不受上述方式的限制，只要采用了本發(fā)明的方法構(gòu)思和技術(shù)方案進(jìn)行的各種非實(shí)質(zhì)性的改進(jìn)，或未經(jīng)改進(jìn)將本發(fā)明的構(gòu)思和技術(shù)方案直接應(yīng)用于其它場(chǎng)合的，均在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。