一种高低分区分层稀薄燃烧发动机用汽缸盖的制作方法_2

文档序号:9468422阅读:来源:国知局
23]在上述实施例中,汽缸盖分区隔板2与活塞顶部分区隔板的凸起81间保持0.5?1.0mm的间隙。
[0024]在上述实施例中,小燃烧区9和大燃烧区10靠近其顶部位置的内侧分别设有向下凸起的挤气凸起102,挤气凸起102的底面形成挤气面11。
[0025]在上述实施例中,大燃烧区10和小燃烧区9的容积比为51:49至70:30。
[0026]在上述实施例中,大燃烧区10和小燃烧区9的容积比为65:35。
[0027]现参照附图对上述实施例进行详细说明:
如图1所示,该发动机的汽缸盖I的半球形燃烧室内部有一个汽缸盖分区隔板2,它将燃烧室分成二个半橄榄球形燃烧区,其中一个是小燃烧区9,其容积约占气缸燃烧室总容积的35%,另一个是大燃烧区10,其容积约占气缸燃烧室总容积的65% ;汽缸盖的上顶部高低不同,大燃烧区的顶部高出小燃烧区的顶部,高出大约2厘米;与汽缸盖对应相适配的活塞顶有活塞顶部分区隔板8以及活塞顶部分区隔板凸起81,凸起的高度等于燃烧室高度,大约为0.3-0.8厘米;当活塞上行完成压缩冲程时,活塞顶部分区隔板8以及活塞顶部分区隔板凸起81与汽缸盖分区隔板2背面相贴合,使大燃烧区与小燃烧区完全隔离;为了保证在活塞上行时,汽缸盖分区隔板2与活塞顶部分区隔板8以及活塞顶部分区隔板凸起81不会发生碰撞,加工时,使二个隔板间保持大约0.5?1.0mm的间隙,当大燃烧区做功时,火花塞提前点火,形成了大燃烧区压强增大,活塞顶部分区隔板凸起81会有一个形变,向汽缸盖分区隔板2靠近,该间隙减小到0,使活塞顶部分区隔板凸起81与汽缸盖分区隔板2背面恰好相贴合,形成较好的分隔作用,所述活塞7处于大燃烧区的顶部与处于小燃烧区的顶部相差一定的高度;所述活塞7的顶部位置设置有活塞顶部分区隔板8,所述活塞顶部分区隔板8在大燃烧区10与小燃烧区9之间设置有凸起81 ;因此活塞顶部分区隔板81的厚度与压强产生的形变0.5?1.0mm大小相适配;本发明的活塞顶面形成高低台阶形状,大燃烧区的活塞顶面高出大约1.5-2厘米,小燃烧区的活塞顶面相对低1.5-2厘米,因此,形成的大燃烧区比小燃烧区高出大约1.5-2厘米;该设计可以使得活塞在达到上止点前2.0-2.5厘米压缩冲程阶段和上止点后2.0-2.5厘米的做功冲程阶段都实现分区,即:上止点前约45°曲轴转角~上止点后约45°曲轴转角实现分区,能够达到二个目的:(I)当在怠速或者小负荷时,只使用小燃烧区工作,喷入小燃烧区的燃油来不及扩散到大燃烧区就被分隔在小燃烧区内,火花塞点火,燃烧只在小燃烧区进行,与缸内直喷分层稀薄燃烧具有同样的效果;同样,如果在中负荷时,只使用大燃烧区工作,喷入大燃烧区的燃油来不及扩散到小燃烧区就被分隔在大燃烧区内,火花塞点火,燃烧只在大燃烧区进行,也达到了与缸内直喷分层稀薄燃烧同样的效果;(2)燃烧完成后,气体开始膨胀做功,在本发动机“上止点”后2.5cm的前期做功行程阶段仍然处于分区,工作的燃烧区内的气体不会膨胀流动到另一个燃烧区,因此能够在该燃烧区较长时间里保持很大的压强,使得热功转化率大大的提高,从而降低了油耗。
[0028]如图2所示,该发动机的活塞顶部设置有一个活塞顶部分区隔板8以及活塞顶部分区隔板凸起81,该活塞顶部分区隔板凸起81的高度大约是0.3-0.8厘米,并且其向着大燃烧区的侧面两端呈弧形,另一个侧面与汽缸盖分区隔板2相适配,当压缩冲程完成时,能够使大燃烧区呈半橄榄球形;该活塞顶部呈高低台阶状态,处于大燃烧区的部分要高出大约2厘米;该活塞的活塞环3也随着活塞顶的高出而向上弯曲,避免活塞高出的部分与气缸内壁缝隙处存在较多气体。
[0029]如图3所示,该汽缸盖分布有4个气门,大燃烧区的进气门4和排气门I 5相对较大,进气门II 410和排气门II 510相对较小,它们的大小尺寸与分别与大燃烧区65%和小燃烧区35%的进气量相适宜;该汽缸盖分布有2个火花塞,火花塞I 6位于大燃烧区的进气门4和排气门I 5之间,火花塞II 610位于进气门II 410和排气门II 510之间,当只有大燃烧区工作时,火花塞I 6点火,大燃烧区内的可燃混合气被点燃,这时候小燃烧区不工作,因此火花塞II 610不点火;当只有小燃烧区工作时,火花塞II 610点火,小燃烧区内的可燃混合气被点燃,这时候大燃烧区不工作,因此火花塞I 6不点火;当大燃烧区和小燃烧区都工作时,火花塞I 6和火花塞II 610都点火;该汽缸盖内有汽缸盖分区隔板2,它的二端呈弧形,使大燃烧区呈较大的半橄榄球形,使小燃烧区呈较小的半橄榄球形;当发动机处于怠速、小负荷和中等负荷时,本发动机只有一个燃烧区工作,相比同等排量的发动机,本发动机的燃烧室面容比更小、燃烧室更加紧凑的优点,因此热功转化率将更高。
[0030]如图4所示,本发动机汽缸盖内部构造中有一个气缸盖的挤气面11,当活塞进行压缩冲程接近上止点时,活塞顶部与该挤气面11之间形成挤气,形成大燃烧区内的挤气气流31,该挤气气流31流经火花塞所处的位置,然后在大燃烧区形成二个涡流,加快大燃烧区10内的火焰传播,形成快速燃烧;与此同时,活塞顶部与汽缸盖分区隔板2之间也形成挤气气流32,汽缸盖分区隔板2的宽度以形成恰当的气流大小为准,形成的该挤气气流32能加快小燃烧区9内的火焰传播,形成快速燃烧;因此本发动机的二个分区快速燃烧比传统发动机要快很多,可以减小点火提前角,减少负功降低油耗,同时还可以增大压缩比到13左右,不会产生爆燃。
[0031]如图5所示,本发动机的废气排出口 113前设置有一个废气排气口控制阀29,它由电磁控制器I1来控制废气排出的多少,使部分废气回流到废气储存容器12 ;该废气储存容器设置有冷却系统,将废气冷却,使废气的密度增大接近空气密度;电磁控制器110由E⑶28控制;EOT28根据发动机处于的工况指示电磁控制器110使废气排气口控制阀29处于不同的开度,使回流到废气储存容器12的废气大小不同,当发动机处于怠速和小负荷时,废气排气口控制阀29的开度减小,使回流的废气增多,当处于中等负荷时,废气排气口控制阀29的开度增大,使回流的废气减小,当发动机处于大负荷时和满负荷时,废气排气口控制阀29的开度达到最大,使回流的废气减小到0,废气全部排出;废气储存容器12内的废气在怠速、小负荷、中等负荷时回流到气缸不工作的燃烧区,提高整个气缸的充量,当发动机处于怠速和小负荷时,小燃烧区燃烧做功,充入的是可燃混合气,大燃烧区不燃烧不做功,充入的是废气;当发动机处于中等负荷时,大燃烧区燃烧做功,充入的是可燃混合气,小燃烧区不燃烧不做功,充入的是废气;当发动机处于大负荷和满负荷时,大、小燃烧区都燃烧做功,充入的都是可燃混合气;经过废气储存容器12冷却了的废气通过气体滤清器14再到节气门体15,经过废气回流管17达到进气转换阀门18 ;空气经空气进气口 13进入,再经过空气滤清器141、节气门体161和空气进气管19也分别到达进气转换阀门18 ;进气转换阀门18受ECU28控制;当发动机处于怠速和小负荷时,ECU28通过电磁控制器使进气转换阀门I 18打开空气进气管19,同时关闭废气回流管17,与此同时进气转换阀门II 38废气回流管17,同时关闭空气进气管19,这样以来,进入小燃烧区9的是新鲜空气,喷油器I 21喷油形成可燃混合气;进入大燃烧区10的是废气,喷油器II 41不喷油,因此,在怠速和小负荷时,将要进入下一步做功的只有小燃烧区;喷油器I 21和喷油器II 41都受E⑶28控制;当发动机处于中等负荷时,ECU28通过电磁控制器使进气转换阀门I 18打开废气回流管17,同时关闭空气进气管19,与此同时进气转换阀门II 38打开与大燃烧区10连通的空气进气管19,同时关闭与大燃烧区连通的废气回流管17,这样以来,进入小燃烧区9的是废气,喷油器I 21不喷油;进入大燃烧区10的是新鲜空气,喷油器II 41喷油形成可燃混合气,因此,在中等负荷时,将要进入下一步做功的只有大燃烧区;当发动机处于大负荷和满负荷时,E⑶28通过电磁控制器使进气转换阀门I 18和进气转换阀门II 38都打开空气进气管19 ;同时都关闭废气回流管17,这样以来进入二个燃烧区的都是新鲜空气,二个喷油器都喷油形成可燃混合气,因此在大负荷和满负荷时,二个燃烧区都将进入下一步做功。从以上所述可以看出本
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