一种高效率发动机燃烧系统技术方案

本发明专利技术公开了一种高效率发动机燃烧系统，属于内燃机技术领域，本发明专利技术设计了一种适用于气道喷射发动机的高效率燃烧系统，包括缸盖和活塞，其主要技术特点为进气门座圈下方增加遮挡结构的缸盖燃烧室，能增强发动机缸内滚流运动水平；顶面凸起且顶面中心有球形凹坑的高压缩比活塞燃烧室，能在球形凹坑内形成较高的湍动能，加快燃烧速度，提高发动机热效率、降低油耗、降低爆震风险。经试验验证，热效率由传统发动机的36％提升至38％，降低了油耗。

High efficiency engine combustion system

The invention discloses a high-efficiency engine combustion system, which belongs to the technical field of internal combustion engine, the invention is designed for efficient combustion system of port injection engine, including cylinder head and piston, the main technical characteristics of increasing occlusion structure of cylinder head combustion chamber is below the intake valve seat, can enhance the tumble flow in engine cylinder; the top surface of the protruding and the center of the top surface of a spherical cavity with high compression ratio piston combustion chamber can form higher turbulent kinetic energy in the spherical pits, accelerate the combustion speed, improve engine thermal efficiency and reduce fuel consumption and reduce the risk of detonation. The test results show that the thermal efficiency is increased from 36% of the traditional engine to 38%, and the fuel consumption is reduced.

【技术实现步骤摘要】
一种高效率发动机燃烧系统
本专利技术属于内燃机
，具体涉及一种高效率发动机燃烧系统。
技术介绍
随着我国油耗和排放法规的日益严格，提高发动机热效率，降低发动机的油耗成为汽车厂商研究的重点。燃烧系统开发作为其中重要的一环，还有较大潜力可以发掘。传统发动机为了保证高动力输出，将发动机的压缩比控制在11以下，进气道优先保证高流量系数，导致缸内滚流水平较弱，燃烧速度慢，部分负荷下油耗较高，最大热效率只能达到36％，处于较低水平。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种高效率的发动机燃烧系统。采用的技术手段为提高发动机压缩比，增强缸内滚流运动水平，从而达到加快燃烧速度，提高发动机热效率、降低油耗的目的。本专利技术设计了一种适用于气道喷射发动机的高效率燃烧系统，其主要技术特点为进气门座圈下方增加遮挡结构的缸盖燃烧室，能增强发动机缸内滚流运动水平；顶面凸起且顶面中心有球形凹坑的高压缩比活塞燃烧室，能在球形凹坑内形成较高的湍动能，加快燃烧速度，降低爆震风险。本专利技术的技术方案如下：一种高效率发动机燃烧系统，包括缸盖1和活塞9，所述缸盖1包括进气道2、进气门5、进气门座圈3、排气道6、排气门8、排气门座圈7及缸盖燃烧室4；所述进气门座圈3、排气门座圈7位于缸盖燃烧室顶部，分别与进气道2、排气道6相连；进气门5与进气门座圈3同轴，进气门5打开时，油气混合气可由进气道2经过进气门座圈3进入缸盖燃烧室4；排气门8与排气门座圈7同轴设计，排气门8打开时，缸内燃烧产生的废气可由缸盖燃烧室4经过排气门座圈7进入排气道6；所述进气门座圈3下方设置有遮挡结构4-1，该遮挡结构为圆柱形，其直径大于进气门直径，两者差值小于1mm，有效阻挡进气流经进气道下部，使更多气体流经进气道上部，增强发动机缸内滚流运动水平，加快燃油与空气的混合。所述活塞9位于缸盖燃烧室4下部，活塞9保证压缩比为13～14，活塞顶面9-1有凸起结构，顶面中心有球形凹坑9-2，中心凹坑内能形成较高的湍动能，使点火之后火焰能够快速传播，加快燃烧速度，降低爆震风险。进一步地，所述的遮挡结构4-1与进气门头部5-1外沿之间的距离为0.6mm-1mm，遮挡结构高度为3-5mm。进一步地，所述活塞顶面9-1凸起的高度为2mm-3mm，所述球形凹坑9-2的半径为15mm-20mm，深度为3mm-4mm。与现有技术相比，本专利技术的优点如下：本专利技术通过采用进气门座圈下方有遮挡结构的缸盖燃烧室、顶面凸起且凸起中心有球形凹坑的高压缩比活塞燃烧室，提高了缸内的滚流运动水平，加快了燃烧速度，减低了爆震风险。经试验验证，热效率由传统发动机的36％提升至38％，降低了油耗。附图说明图1是本专利技术的缸盖结构示意图；图2是图1的遮挡结构局部示意图；图3是本专利技术的缸盖燃烧室的仰视图；图4是本专利技术的活塞的俯视图；图5是图4的A-A剖视图；图中：缸盖1、进气道2、进气道上部2-1、进气道下部2-2、进气门座圈3、缸盖燃烧室4、遮挡结构4-1、进气门5、进气门头部5-1、排气道6、排气门座圈7、排气门8、活塞9、活塞顶面9-1、球形凹坑9-2。具体实施方式结合附图，对本专利技术作进一步阐述：如图1、图4所示，高效率发动机燃烧系统包括缸盖1和活塞9。缸盖1由进气道2、进气门座圈3、缸盖燃烧室4、进气门5、排气道6、排气门座圈7、排气门8构成。进气道2、缸盖燃烧室4、排气道6、活塞9为燃烧系统的主要组成部分。所述进气门座圈3、排气门座圈7位于缸盖燃烧室顶部，分别与进气道2、排气道6相连；进气门5与进气门座圈3同轴，进气门5打开时，油气混合气可由进气道2经过进气门座圈3进入缸盖燃烧室4；排气门8与排气门座圈7同轴设计，排气门8打开时，缸内燃烧产生的废气可由缸盖燃烧室4经过排气门座圈7进入排气道6；如图2、图3所示，缸盖燃烧室4在进气门座圈3下方有遮挡结构4-1，该遮挡结构4-1为圆柱形，其直径大于进气门直径，两者差值小于1mm，该遮挡结构与进气门头部外沿5-1之间的距离L为0.6mm，该遮挡结构高度H1为5mm，可有效阻挡进气流经进气道下部2-2，使更多气体流经进气道上部2-1，增强发动机缸内滚流运动水平，在气门升程小于3mm时滚流提高效果尤为明显，加快燃油与空气的混合，提高混合气均匀度，加快燃烧速度，降低油耗。参看图4、图5，活塞9保证发动机压缩比为13～14，活塞顶面9-1凸起高度H3为2mm，顶面中心有球形凹坑9-2，球形凹坑9-2半径R为15mm，凹坑深度H2为4mm，球形凹坑不仅避免火焰过早传到活塞顶部导致失火，还能降低活塞凸起对滚流发展的阻碍，利于在凹坑内产生较高的湍动能，加快火焰传播速度，降低爆震风险。上述方案中通过对缸盖燃烧室进气门座圈下方增加遮挡结构，活塞顶面凸起且凸起中心有球形凹坑的高压缩比设计，使燃烧系统得到了更加合理的匹配，发动机缸内滚流水平显著提升，燃烧速度显著提升，同时爆震风险降低。本专利技术经试验验证，热效率由传统发动机的36％提升至38％，同时油耗显著降低。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高效率发动机燃烧系统，包括缸盖(1)和活塞(9)，所述缸盖(1)包括进气道(2)、进气门(5)、进气门座圈(3)、排气道(6)、排气门(8)、排气门座圈(7)及缸盖燃烧室(4)；所述进气门座圈(3)、排气门座圈(7)位于缸盖燃烧室顶部，分别与进气道(2)、排气道(6)相连；进气门(5)与进气门座圈(3)同轴，进气门(5)打开时，油气混合气可由进气道(2)经过进气门座圈(3)进入缸盖燃烧室(4)；排气门(8)与排气门座圈(7)同轴设计，排气门(8)打开时，缸内燃烧产生的废气可由缸盖燃烧室(4)经过排气门座圈(7)进入排气道(6)；其特征在于，所述进气门座圈(3)下方设置有遮挡结构(4‑1)，该遮挡结构为圆柱形，其直径大于进气门直径，两者差值小于1mm；所述活塞(9)位于缸盖燃烧室(4)下部，活塞(9)保证压缩比为13‑14，活塞顶面(9‑1)有凸起结构，顶面中心有球形凹坑(9‑2)。

【技术特征摘要】
1.一种高效率发动机燃烧系统，包括缸盖(1)和活塞(9)，所述缸盖(1)包括进气道(2)、进气门(5)、进气门座圈(3)、排气道(6)、排气门(8)、排气门座圈(7)及缸盖燃烧室(4)；所述进气门座圈(3)、排气门座圈(7)位于缸盖燃烧室顶部，分别与进气道(2)、排气道(6)相连；进气门(5)与进气门座圈(3)同轴，进气门(5)打开时，油气混合气可由进气道(2)经过进气门座圈(3)进入缸盖燃烧室(4)；排气门(8)与排气门座圈(7)同轴设计，排气门(8)打开时，缸内燃烧产生的废气可由缸盖燃烧室(4)经过排气门座圈(7)进入排气道(6)；其特征在于，所述进气门座...

【专利技术属性】
技术研发人员：王振喜，段加全，刘耀东，钱丁超，王伟尧，陈海娥，
申请(专利权)人：中国第一汽车股份有限公司，
类型：发明
国别省市：吉林,22