[发明专利]一种分区分层稀薄燃烧发动机燃烧室结构

说明书

技术领域

本发明涉及发动机技术领域，特别是涉及一种分区分层稀薄燃烧发动机燃烧室结构。

背景技术

目前，汽车发动机用途最广泛的是往复式活塞发动机，该种发动机在高转速大负荷时通过涡轮增压实现了燃油经济性，但是在怠速和小负荷时没能达到燃油经济性，因此在市区低速行驶时燃油消耗明显过高。

其原因有以下几个方面：（1）在怠速时完全关闭节气门，只有很少空气通过节气门怠速通道进入气缸，使吸气时形成很大的真空度，必然会使进气消耗的能量增大，增大泵气损失；同时由于此时进气管的真空度很大，在进气门开启时，气缸内的压力高于进气管压力，废气膨胀进入进气管，在吸气冲程时，这些废气和新混合气同时吸入气缸，为了保证这种经废气稀释过的混合气能正常燃烧，就必须供给更多的燃油，把混合气加浓，必然增大油耗；（2）在小负荷时，节气门的开度很小，使吸气时形成较大的真空度，在进气门开启时，气缸内的压力同样高于进气管压力，在吸气冲程时，同样有部分废气膨胀进入进气管，为了保证这种经废气稀释过的混合气能正常燃烧，同样要供给较多的燃油，增大了油耗，这就是汽车在市区行驶油耗高的重要原因之一；（3）在怠速、小负荷、中等负荷时都采用进气管节流方式对混合气充量进行量调节，节气门没有完全打开，形成一定的真空度，使得泵气损失增大，特别是怠速和小负荷时，使得泵气损失明显增大，在中等负荷时，节气门开度较大，形成的真空度较小，尽管每个吸气冲程的损失不大，但是，发动机60%以上处于该工况，因此造成的泵气损失增大总量还是很大的；（4）常规汽油机其混合气是均质，一般只能在空燃比12～17范围内工作，在化学计量比附近燃烧，使得NOx排放较高。为了防止发生爆燃，采用较低的压缩比，尤其在怠速和小负荷时，空燃比更是远远小于理论空燃比，导致热效率较低。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明提供了一种分区分层稀薄燃烧发动机燃烧室结构，其目的在于实现发动机在汽车怠速、小负荷时，提高发动机内燃油的燃烧效率，降低发动机排除的废气和油耗，从而提高汽车在行驶时的环保性能和减少其使用成本。

本发明所采用的技术方案是： 一种分区分层稀薄燃烧发动机燃烧室结构，包括气缸以及连接在气缸内做功的活塞，气缸连接在其顶部位置的汽缸盖，汽缸盖上设置有汽缸盖分区隔板，活塞的顶部位置设置有活塞顶部分区隔板，汽缸盖分区隔板和活塞顶部分区隔板相错设置，并将燃烧室隔离成小燃烧区和大燃烧区；当活塞运动到上止点时，汽缸盖分区隔板与活塞顶部分区隔板紧贴在一起。

优选地，汽缸盖分区隔板与活塞顶部分区隔板的非贴合面上分别设置有大、小球形弧面；大球形弧面和小球形弧面分别与活塞、气缸围成两个半橄榄球形大、小燃烧区。

优选地，小燃烧区和大燃烧区对应的汽缸盖上分别依次设置有一个进气门、一个火花塞、一个排气门 。

优选地，汽缸盖分区隔板和活塞顶部分区隔板沿其板体的竖直方向设置有若干槽。

优选地，每一个槽在其所附着的汽缸盖分区隔板或活塞顶部分区隔板上不贯通。

优选地，活塞顶部分区隔板的高度与汽缸盖分区隔板的高度一样。

优选地，大燃烧区和小燃烧区的容积比为51：49至70：30。

优选地，大燃烧区和小燃烧区的容积比为60：40。

与现有技术相比，本发明的有益效果是： 1、在怠速时，连接大燃烧区的进气转换阀门打开废气回流管，同时关闭空气进气管，向大燃烧区提供废气，该进气道喷油器不喷油；连接小燃烧区的进气转换阀门打开空气进气管，同时关闭废气回流管，向小燃烧区提供新鲜空气，该进气道喷油器喷油，这时只在小燃烧区形成可燃混合气，相对传统发动机有以下几个优点（1）只需要更少量的燃油就能达到点火的浓度，达到节油的目的；（2）可以适当调大节气门怠速通道，使整个气缸充量增加，既可以降低泵气损失，又适当提高空燃比，提高热效率；（3）只有小燃烧区工作产生废气，因此排除的废气比传统发动机少很多。

2、在小负荷时，与怠速一样只使用小燃烧区工作，可以加大节气门开度，在提高整个气缸的充量时也能在小燃烧区形成可靠的点火浓度，既减少了泵气损失，又提高了空燃比，提高了热功转化率，尤其是在小负荷的最大状况时，就可以使进气门处于最大开度，热功转化率能达到最佳；事实上：如果是2.0排量的发动机，在小负荷时，本发动机实际相当于2.0×40%=0.8排量的发动机满负荷工作，油耗当然大大减少。