[发明专利]一种发动机

说明书

技术领域

本发明属于车用发动机技术领域。

背景技术

发动机缸内直喷技术最关键的是要控制好混合气浓度在空间的分布以及其随时间的变化，依靠采用高精度的高压喷油器、缸内气流控制技术，根据运转区域切换燃烧模式，可达到高燃油经济性和高性能，减少对环境的污染。

传统的缸内直喷发动机采用的是喷油器远离火花塞的远距离布置方式，喷油器布置在进气门侧，相对应的活塞凹坑的开口指向进气侧，火花塞布置在气缸盖中间，在进气行程中吸入的空气通过具有特殊形状的立式进气道被强制沿汽缸壁向下流动，形成滚流，最后将喷射的燃油和蒸发的燃油送到火花塞附近点燃。上述这种壁面和气流引导方式容易使油雾与活塞顶和汽缸壁发生碰撞，而缸壁的温度又比较低，从而导致燃油在着火前来不及完全蒸发，发生“湿壁”问题，活塞头部容易产生积碳，从而导致排放恶化。“湿壁”还会使机油稀释，导致主要运动件润滑变差，磨损严重，降低相关零件的使用寿命。

发明内容

本发明的目的是提出一种可以避免“湿壁”，具有良好燃油经济性及环保性的发动机。

本发明的发动机包括活塞、气缸、喷油器和火花塞，特别是发动机的每个气缸内均设置有一个喷油器，所述喷油器设置在气缸盖的中央，所述火花塞靠近喷油器的喷油嘴附近并斜向喷油器的喷油嘴，所述火花塞的侧电极背离喷油器的喷油嘴方向并位于喷油嘴喷出的油束边缘。

喷油器布置在气缸盖的中央，喷油器喷出的油束会自然形成分层鲜明的混合气。因为无论是均质燃烧还是分层燃烧，混合气的形成与进气过程、活塞表面设计的关联都不是很大，所以本发明的中置喷油器发动机省去了传统的侧置喷油器发动机需要在进气歧管中设置的风门转换装置，方便了燃烧中的充气模式的转化，简化了进气歧管结构和电子控制设计。

斜置喷油器利用气流和壁面使大量的浓混合气集中在火花塞附件，使得火焰在向周围稀薄混合气转播时，容易因混合气过稀而熄灭，因此斜置喷油器布置方式对喷油器在缸盖放置的倾斜角度和喷射倾斜角度等都有严格的要求，必须同时考虑活塞表面形状、缸内气流强弱、喷油正时、喷油压力等诸多因素，若设置不当很可能会造成混合气粘附壁面、燃油汽化不足以及混合气分成不佳等情况，从而影响整个燃烧的过程。而本发明将喷油器放置在气缸盖中央，火花塞靠近喷油器的喷油嘴附近，利用喷油器自然产生的混合气分层和油束的穿透度，保证了混合气均匀的传播，在整个燃烧室内充满稀薄混合气后，在火花塞周围仍然有可形成点燃的浓混合气，保证了混合气点燃的稳定性。在此分层充气模式中燃烧仅发生在火花塞的周围区域，所以气缸壁的温度变化小，因此热量损耗较小并且热效率也提高了，避免了“湿壁”效应和活塞积碳的问题，进气中的热量被吸收，从而得到冷却，这样就减小了发动机爆震的可能性并且提高了压缩率，能够使燃油充分的燃烧，降低了油耗和废气排放。

所述火花塞斜向喷油器的喷油嘴，这样能够保证火花塞与喷油器的喷油嘴距离较近，还不会因为火花塞与喷油器的安装位置过近而影响气缸盖的刚度。

所述火花塞的侧电极背离喷油器的喷油嘴方向，即位于油束边缘，可以避免油雾附着在侧电极上面，大大延长了火花塞的寿命，节约了使用成本。

所述喷油器垂直于气缸盖，能够保证油雾在喷射力及重力作用下均匀分层，燃烧充分。

所述火花塞利用螺纹与气缸盖固定，火花塞表面及气缸盖的螺孔处设置有安装定位标记，通过定位火花塞上螺纹的起始位置和火花塞安装螺纹的起始位置，能够保证火花塞在拧紧的时候其侧电极的位置恰好背离喷油嘴方向，保证火花塞的安装角度及牢固性。

所述火花塞的外密封垫圈采用铜平面垫圈，性能稳定，使用寿命长。

所述喷油器的上部由高压油轨压紧固定在气缸盖上，喷油器的喷油嘴向内突出于燃烧室中，高压油轨不仅起到了固定喷油器的作用，还可以向喷油器供油，一举两得。

本发明的发动机结构简单，解决了传统发动机的“湿壁”问题，具有良好燃油经济性及环保性，符合现代发动机的发展趋势。

附图说明

图1是本发明的发动机结构示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例和附图来详细说明本发明。

实施例1：

如图1所示，本实施例的发动机包括活塞1、气缸、喷油器3和火花塞4，特别是发动机的每个气缸内均设置有一个喷油器3，所述喷油器3垂直设置在气缸盖2的中央，所述火花塞4靠近并斜向喷油器的喷油嘴31附近，火花塞4的侧电极41背离喷油器3的喷油嘴31方向并位于喷油嘴31喷出的油束边缘。

为保证火花塞4的安装角度及牢固性，火花塞4利用螺纹与气缸盖2固定，火花塞4表面及气缸盖2的螺孔处设置有安装定位标记。火花塞4的外密封垫圈采用铜平面垫圈，喷油器3的上部由高压油轨压紧固定在气缸盖2上，喷油器3的喷油嘴向内突出于燃烧室中。