专利名称：多路喷焰型高压缩比汽油机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及汽油发动机燃烧室的设计。
为了提高汽油发动机的经济性和动力性，提高压缩比是有效的途径之一，但是压缩比过高则容易引起爆燃，导致敲缸及影响运转的柔和性。楔型、倒盆型及火球型燃烧室在汽油机中所占比例较大，它们在结构上具有共同特点主燃烧室设置在气缸盖内，活塞顶平面和气缸盖底平面之间有挤气面积较大的挤气区。对这一类燃烧室，为了防止爆燃，在不对现有结构进行重大变动的条件下，近年来人们作过一些改进设计，使其适应更高的压缩比。如中国专利说明书90109432.3公开了一种紧凑型快速燃烧汽油机，在活塞上部制一凸台，在缸盖下部制一个凹窝当活塞行至上止点时二者相互接近，使燃烧室与气垫间隙之间的通道减薄，减少已燃气体对未燃混合气的干扰，有利于抑制爆燃；但是火焰由火花塞传播抵达末端未燃混合气所需要时间有所延长，使末端混合气在被传播火焰点燃之前有可能发生自燃，又使爆燃倾向增大，因此该发明抑制爆燃不甚理想。
本实用新型的目的是提供一种在高压缩比下能更好地抑制爆燃、保持运转的柔和性、降低污染物排放量的汽油机。
为了实现上述目的，在活塞上部设置一凸台，当活塞行至上止点附近时，凸台可以嵌入主燃烧室的喉口，从而实现在燃烧的初始阶段缸内空间的临时性分隔，分隔成主燃烧室部分和含有易爆燃的末端混合气的挤气区部分。主燃烧室内的混合气首先被火花塞点燃，但燃烧气体对挤气区末端混合气的高温辐射传热通路被上述临时性分隔所阻断，末端混合气的温度和压力不因主燃烧室内正在发生的燃烧而明显升高，延长了自燃的准备时间，起到抑制爆燃的作用。同时，在活塞顶表面上设置若干连通主燃烧室和挤气区的导流槽，当主燃烧室内压力因燃烧持续进行而有较大提高后，主燃烧室内气体夹带着火焰经过导流槽高速喷入挤气区，使火焰由火花塞传播抵达末端混合气所需要时间大大缩短，末端混合气在发生自燃之前即被点燃，进一步地抑制了爆燃倾向。
以上技术方案中初期燃烧引起的急剧压力升高只作用在与主燃烧室喉口相对应的部分活塞顶面积上，活塞受到的总的向下推力升高不是太快，汽油机各运动件及运动轴承所承受和传递的机械负荷不是过大，因此能够保持汽油机运转的柔和性。而且，气缸内在燃烧前主燃室内的压力低于挤气区内的压力，燃烧后主燃烧室内压力则高于挤气区内压力，因此，流经导流槽的气流在燃烧前后发生方向改变，能造成强烈的气流扰动，有利于吹散火花塞周围的燃烧产物，冷却火花塞，有利于减少缸内局部高温区，使燃烧在强烈湍流下高速进行。在燃烧中后期，缸内临时性的空间分隔消失，剩余未燃预混合气在高强度湍流下迅速完成整个燃烧，有助于降低未燃HC、CO及NOx的排放量。又由于压缩比的提高，可燃用更稀的预混合气，燃烧最高温度有下降的趋势，氧气充分，不易发生不完全燃烧，也有利于改善排气质量。
活塞顶部凸台的高度应保证活塞运动到以上止点为对称点前后共10°～30°曲轴转角范围内时凸台都能嵌入主燃烧室喉口内，使主燃烧室与挤气区之间除了导流槽内有气体流动之外再无气体流动。导流槽的深度在6mm以下，宽度总和小于凸台周长的25％。导流槽的两个端部在挤气区的一端指向易爆燃点，在凸台的另一端则引导气体在主燃室内形成合乎需要的流动，并对火花塞和排气阀等处进行一定程度的废气清扫和冷却。
本实用新型有三方面有益效果；一，由于能有效地抑制爆燃，压缩比可以较高，循环热效率提高；且在温度、压力较高的情况下，循环变动受到抑制，机械效率提高。这些原因都使汽油机的经济性大幅度提高。二，由于燃烧前后高强度湍流扰动的存在以及稀薄燃烧的实现，燃烧更完全，降低了未燃HC、CO及NOx的排放量，改善了排气质量。三，初期燃烧阶段的急剧压力升高只作用在部分活塞面积上，汽油机的运转柔和，而振动和噪声较小。
以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。
图1是倒盆型燃烧室纵向剖面图。
图2是
图1活塞俯视图，添画有气阀和主燃烧室喉口的投影位置。
图3是火球型燃烧室的纵向剖面图。
图4是图3的活塞俯视图，添画有气阀的投影位置。
实施例A的原型燃烧室是倒盆型燃烧室，
图1、图2中表示出实施例A中活塞顶部凸台4的形状和导流槽7形状。实施例B的原燃烧室是火球型燃烧室，其活塞顶部凸台4和导流槽7形状由图3、图4示出。两个实施例有如下差别实施例A的全部气阀均布置在主燃烧室顶上，只能采用二气阀结构布置，挤气面积受限制，充量系数
较小，高速性就比实施例B差，但火花塞及排气阀能得到进气冷却，且热负荷较大的主燃烧室喉口能通过冷却水道的设置而得到有效冷却。相反地，实施例B能采用三气阀或四气阀结构，挤气面积较大，
较高，高速性好，但火花塞、排气阀及主燃烧室喉口处的冷却比较困难。
权利要求1.一种多路喷焰型高压缩比汽油机，其燃烧室由缸盖(1)、活塞(5)、缸套(6)围成，并分成挤气区(8)和缸盖(1)内设的主燃烧室(2)两部分空间，其特征在于活塞(5)顶部有一凸台(4)，当活塞(5)运行到上止点附近时，凸台(4)刚好嵌入主燃烧室喉口(3)内，同时活塞(5)顶部有导流槽(7)连通主燃烧室(2)和挤气区(8)。
2.根据权利要求1所述的多路喷焰型高压缩比汽油机，其特征在于当活塞(5)运行到以上止点为对称点前后共10°～30°曲轴转角范围内时，凸台(4)嵌入在主燃烧室喉口(3)内。
3.根据权利要求1或2所述的多路喷焰型高压缩比汽油机，其特征在于导流槽(7)最大深度不超过6毫米，全部导流槽宽度总和小于凸台(4)周长的25％。
专利摘要一种多路喷焰型高压缩比汽油机,活塞运行到上止点附近时活塞顶部的凸台嵌入主燃烧室喉口,使燃烧室空间临时性分隔成主燃烧室和挤气区,活塞顶部又设多条导流槽连通主燃烧室和挤气区,能有效的抑制爆燃,适应更高的压缩比,并且显著地降低有害排放,且汽油机运转更平稳柔和。
文档编号F02B19/00GK2272055SQ9520979
公开日1998年1月7日 申请日期1995年4月21日 优先权日1995年4月21日
发明者阮振伟, 陈燕 申请人:阮振伟