[实用新型]一种稀薄燃烧系统及稀薄燃烧发动机

说明书

本实用新型公开了一种稀薄燃烧系统，包括燃烧室、进气结构、高能点火器、喷油器、排气结构和活塞，所述进气结构、所述喷油器、所述高能点火器和所述排气结构设于所述燃烧室顶部，所述喷油器、所述高能点火器设置于所述进气结构和所述排气结构之间，所述活塞上下活动于所述燃烧室，所述活塞包括活塞本体和设于所述活塞本体上表面的、由聚硅氮烷制成的绝热层。通过上述结构，提升了进气冲程的充气效率。本实用新型还提供一种稀薄燃烧发动机，包括多个上述所述的稀薄燃烧系统。通过此稀薄燃烧系统提升了燃油的经济性能，节约了成本。

技术领域

本实用新型涉及汽车发动机技术领域，尤其涉及一种稀薄燃烧系统及稀薄燃烧发动机。

背景技术

近年来，为应对能源危机及气候变化，各国发布了更严苛的油耗排放法规，作为车用动力源，汽油机仍将存在相当长时间，汽车厂商需不断提升整车燃油经济性，根据国家2016年发布的《节能与新能源汽车技术路线图》，乘用车新车平均油耗将分别达到2020年5.0L/100Km，2015年4.0L/100Km，

2030年3.2L/100Km,乘用车汽油机2020年热效率将达到40％，2025年热效率将达到44％，2030年热效率将达到48％。稀释燃烧诸如冷却EGR和均质稀薄燃烧技术，是提高发动机热效率的途径之一，主要归结于泵气损失的降低、散热损失的降低和比热比的提升，同时可大幅度降低NOx排放，以满足国家对NOx排放的限值要求。

汽车发动机所产生热能的约60％通过废气等经由燃烧室壁传递消散出去。降低经由燃烧室壁传递至外部的热能的量可提高发动机的效率，可以通过采用稀薄燃烧、燃烧室绝热技术和精确冷却系统的方法。然而，传统陶瓷绝热层通常具有低热导率、高热容量和脆性大的特点，会使燃烧室温度的逐步增加，进气效率劣化且造成爆震，且陶瓷绝热层耐久性较差，与活塞本体贴合效果较差。

实用新型内容

本实用新型的主要目的提供一种提升充气效率、提高活塞本体与绝热层贴合效果的稀薄燃烧系统。

为实现上述目的，本实用新型提供一种稀薄燃烧系统，包括燃烧室、进气结构、高能点火器、喷油器、排气结构和活塞，所述进气结构、所述喷油器、所述高能点火器和所述排气结构设于所述燃烧室顶部，所述喷油器、所述高能点火器设置于所述进气结构和所述排气结构之间，所述活塞上下活动于所述燃烧室，所述活塞包括活塞本体和设于所述活塞本体上表面的、由聚硅氮烷制成的绝热层。

在其中一实施例中，所述活塞本体和所述绝热层之间还包括形成于所述活塞本体上表面的氧化层。

在其中一实施例中，所述绝热层包括由阳极氧化制成的具有多孔隙的氧化体和封堵所述孔隙的由聚硅氮烷先驱体转换法制成的氧化硅体。

在其中一实施例中，所述绝热层厚度为65～145um。

在其中一实施例中，所述绝热层热导率低于0.95W/mK，热容量低于1600kJ/m³K。

在其中一实施例中，所述活塞本体为铝制活塞。

在其中一实施例中，所述喷油器布置在进气侧，所述高能点火器布置在排气侧。

在其中一实施例中，所述进气结构包括进气道和进气门，所述进气门穿过所述进气道的一侧壁，于所述进气道内直插至进气道口的外侧，以控制所述进气道连通所述燃烧室；所述排气结构包括排气道和排气门，所述排气门穿过所述排气道的一侧壁，于所述排气道内直插至排气道口的外侧，以控制所述排气道连通所述燃烧室。

在其中一实施例中，所述燃烧室内油燃烧产生的点火器初始火焰核心距离所述燃烧室壁≥12mm。

本实用新型实施例还提供一种稀薄燃烧发动机，包括多个上述所述的稀薄燃烧系统。

本实用新型通过将稀薄燃烧系统，通过将活塞本体上表面上制成绝热层，使绝热层和活塞本体结合强度好。