[发明专利]一种高低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，特别是涉及一种高低分区分层稀薄燃烧发动机燃烧室结构。

背景技术

目前，汽车发动机多为往复式活塞发动机，往复式活塞发动机是汽车上应用最多的发动机，但存在以下不足之处：（1）在怠速完全关闭节气门，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；（3）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，为了防止发生爆燃，采用较低的压缩比，导致热效率较低；（4）采用进气管节流方式对混合气充量进行量调节，使得泵气损失较大，在化学计量比附近燃烧，使得NOx排放较高。

专利申请号为201410700632.9，名称为一种分区分层稀薄燃烧发动机燃烧室结构，公开了一种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。该发动机燃烧室结构实现了发动机在汽车怠速、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。

但是上述问题1-4得不到充分的解决。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明提供了一种高低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：一种高低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；燃烧室上分别在大燃烧区顶部设置有：进气门Ⅰ、排气门Ⅰ、大火花塞Ⅰ；燃烧室上分别在小燃烧区顶部设置有：进气门Ⅱ、排气门Ⅱ、火花塞Ⅱ；大燃烧区的顶部高于小燃烧区的顶部，从而使得大燃烧区的顶部和小燃烧区的顶部形成台阶形状；并且活塞顶部分区隔板整体也呈与上述台阶对应的台阶形状，而且其在大燃烧区与小燃烧区之间设置有凸起。

本发明的进一步改进在于，汽缸盖分区隔板双侧分别设置有球形弧面；气缸的汽缸盖的两个球形弧面与活塞和活塞顶部分区隔板、凸起围成两个半橄榄球形大、小燃烧区。

本发明的进一步改进在于，活塞顶部分区隔板与活塞之间还设置有活塞环，活塞环的形状与活塞顶部分区隔板的形状相适应。

本发明的进一步改进在于，大燃烧区的顶部高出小燃烧区的顶部1-5cm。

本发明的进一步改进在于，大燃烧区的顶部高出小燃烧区的顶部2cm。

本发明的进一步改进在于，活塞顶部分区隔板的凸起的高度为0.2-0.8cm。

本发明的进一步改进在于，汽缸盖分区隔板与活塞顶部分区隔板的凸起间保持0.5～1.0mm的间隙。

本发明的进一步改进在于，凸起向着大燃烧区的侧面两端呈弧形，而其另一个侧面与汽缸盖分区隔板相适配。

本发明的进一步改进在于，大燃烧区和小燃烧区的容积比为51：49至70：30。

本发明的进一步改进在于，大燃烧区和小燃烧区的容积比为65：35。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：1.在怠速、小负荷、中等负荷时，由于是只使用其中一个燃烧区工作，该工作燃烧区与另一个不工作燃烧区是分隔开的，工作燃烧区容积小，从点火到燃烧完成时间里，产生的热量能使气体只在小容积燃烧区内膨胀，因此比传统发动机的压力大大高，压力升高率大大提高，使热功转化率有很大的提高；