一种高效率发动机燃烧系统的制作方法

本发明属于内燃机技术领域，具体涉及一种高效率发动机燃烧系统。

背景技术：

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。

技术实现要素：

本发明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。

本发明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。

本发明的技术方案如下：

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，本发明的优点如下：

本发明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是本发明的缸盖结构示意图；

图2是图1的遮挡结构局部示意图；

图3是本发明的缸盖燃烧室的仰视图；

图4是本发明的活塞的俯视图；

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，对本发明作进一步阐述：

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。

本发明经试验验证，热效率由传统发动机的36％提升至38％，同时油耗显著降低。