发动机在怠速、小负荷和中等负荷时，只使用某一个燃烧区工作，另一个燃烧区充入废气，相对传统发动机有以下几个优点:(1)只使用某一个燃烧区，区域空间相对较小，里面的空气量相对较少，因此只需要很少量的燃油就能达到点火的浓度，达到节油的目的，特别是怠速和小负荷时，不需要增加燃油的浓度本发动机也能实现稳定的点火燃烧，在小燃烧区里也能实现16 —17的经济空燃比稳定燃烧，因此节油效果更明显；(2)另一个不工作的燃烧区充入废气，因此不需要采取减小节气门开度的方法减少气缸充量，可以适当调大节气门怠速通道和进气门开度，使整个气缸充量增加，既可以降低栗气损失，又适当提高空燃比，提高热功转化率；(3)只有某一个燃烧区工作产生废气，因此排除的废气比传统发动机少很多。
[0032]如图6所示，气缸进气管分道板22将进入管分成大小不同的进气道，进气道24较小，进气道23较大，进气道23的上侧安装有喷油器，喷入的燃油只与大进气道的气体混合；进入气缸的气体被分成四股独立的滚流；二边的二个滚流较大，中间的二个滚流较小；独立的滚流能较好地形成分层，有效地抑制不同气流的相互扩散；当发动机怠速或者小负荷工况时，活塞下行吸气，进入气缸下燃烧区的是空气，喷油器21喷出燃油，形成的滚流25是可燃混合气，可燃混合气用“.”表示，滚流26是没有燃油的空气，用“〇”表示，进入大燃烧区的是废气，用“ X ”表示，形成的滚流27是废气滚流。
[0033]如图7所不，表不吸气冲程时的不同成分气体的分布情况，图7表不的是发动机处于怠速时，喷油器21喷油，与大进气道23里的空气混合后形成可燃混合气滚流25，用“.”表示，可燃混合气进入小燃烧区9，另外从小进气道进24入的是空气滚流24，用“〇”表示，进入大燃烧区10的是废气滚流27，用“ X ”表示，由于废气的温度比空气稍高，因此压缩过程中，废气压强增大快于空气，会造成少部分废气越过活塞顶部隔板8进入小燃烧区，与小气道24进入的空气混合分布在小燃烧区的左下角；形成这样的气体分布的好处是:既能实现分层燃烧，又能让废气抑制产生NOx的反应，减少污染气体的排放；因为产生NOx的反应是一个可逆反应，废气中含有一定浓度的NOx，可以抑制产生NOx的正反应；另外:充入大燃烧区的全部是回流废气，因此本发动机将比传统稀薄燃烧发动机产生的废气大大减少，会大大高出国家排放标准，是一款环保理想的发动机。
[0034]如图8所示，汽缸盖分区隔板2与活塞顶部分区隔板8的凸起81在上止点时完全咬合，形成小燃烧区9和大燃烧区10，在怠速和小负荷时，小燃烧区里的气体有:(I)可燃混合气，用“.”表示，(2)空气，用“〇”表示，(3)废气，用“ X ”表示，它们在小燃烧区里分层分布；这时大燃烧区里全部是废气；二个隔板的分隔作用从上止点前约45°曲轴转角开始到上止点后约45°曲轴转角结束；根据发动机燃烧情况，一般在上止点前15°曲轴转角时开始点火，混合气燃烧在下止点前20°曲轴转角时结束，因此本发动机的分区效果充分保证了在燃烧期实现分区，保证了分区分层燃烧；当然，分区行程越长，分隔时间就越长，油耗就越低，因为:工作燃烧区的压力升高率保持的时间越长，热功转化率就会越高，燃油经济性也就越好。
[0035]如图9所示，表示的是发动机处于中等负荷时，大燃烧区进入的是新鲜空气，喷油器41喷油，燃油在大进气道23里与空气混合后形成可燃混合气25，用“.”表示，该可燃混合气进入大燃烧区10，另外从小进气道进24是空气26，用“〇”表示，进入小燃烧区9的是废27，用“X”，表示；由于废气的温度比空气稍高，因此压缩过程中，废气压强增大快于空气，会造成少部分废气越过活塞顶部隔板8进入小燃烧区，与小气道24进入的空气混合分布在小燃烧区的左下角；形成这样的气体分布的好处是:既能实现分层燃烧，又能让废气抑制产生NOx的反应，减少污染气体的排放。
[0036]如图10所示，表示了在中等负荷时，压缩冲程完成时:汽缸盖分区隔板2与活塞顶部分区隔板8的凸起81在上止点时完全咬合，形成小燃烧区9和大燃烧区10，在中等负荷时，大燃烧区里的气体有:(I)可燃混合气，用“.”表示，(2)空气，用“〇”表示，(3)废气，用“X”表示，它们在大燃烧区里分层分布；当火花塞在上止点前点火(提前点火)时，初期燃烧使大燃烧区的压强大于小燃烧区的压强，活塞顶部分区隔板凸起81会发生一些形变，向汽缸盖分区隔板靠拢至完全贴合，使大、小燃烧区完全实现分隔，这时大燃烧区燃烧产生的压力升高率大大提高，使热功转化率有很大的提高。这时小燃烧区里充入的全部是回流的废气，减少了废气的排放。
[0037]如图11所示，表示的是发动机处于大负荷和满负荷时，喷油器22和喷油器41都喷油，燃油在大进气道23里与空气混合后形成可燃混合气25，用“.”表示，可燃混合气25分别进入大燃烧区10和小燃烧区9，从小进气道24进入的是空气26，用“〇”表示，空气与可燃混合气分层分布，压缩后实现分层燃烧。
[0038]本发明的实施例公布的是较佳的实施例，但并不局限于此，本领域的普通技术人员，极易根据上述实施例，领会本发明的精神，并做出不同的引申和变化，但只要不脱离本发明的精神，都在本发明的保护范围内。
【主权项】
1.一种高低分区分层稀薄燃烧发动机用汽缸盖，包括设置于汽缸盖(I)的顶部位置处的汽缸盖分区隔板(2)，所述汽缸盖分区隔板(2)将汽缸盖(I)的燃烧室隔离成小燃烧区(9)和大燃烧区(10);其特征在于:所述大燃烧区的顶部(101)高于小燃烧区的顶部(901 )，从而使得所述大燃烧区的顶部(101)和小燃烧区的顶部(901)形成台阶形状。2.根据权利要求1所述的一种高低分区分层稀薄燃烧发动机用汽缸盖，其特征在于:所述大燃烧区的顶部(101)高出小燃烧区的顶部(901) l-5cm03.根据权利要求2所述的一种高低分区分层稀薄燃烧发动机用汽缸盖，其特征在于:所述大燃烧区的顶部(101)高出小燃烧区的顶部(901) 2cm。4.根据权利要求1所述的一种高低分区分层稀薄燃烧发动机用汽缸盖，其特征在于:所述汽缸盖分区隔板(2)双侧分别设置有球形弧面(201);所述汽缸盖(I)内还设有活塞(7)，所述活塞(7)与小燃烧区(9)和大燃烧区(10)之间设有活塞顶部分区隔板(8);所述活塞顶部分区隔板(8)靠近汽缸盖分区隔板(2)处设置有向上延伸的突起(81);两个所述球形弧面(201)与活塞顶部分区隔板(8)、突起(81)围成两个半橄榄球形大、小燃烧区(10，9)05.根据权利要求4所述的一种高低分区分层稀薄燃烧发动机用汽缸盖，其特征在于:所述活塞顶部分区隔板(8)的突起(81)的高度为0.2-0.8cm。6.根据权利要求4所述的一种高低分区分层稀薄燃烧发动机用汽缸盖，其特征在于:所述汽缸盖分区隔板(2)与活塞顶部分区隔板的突起(81)间保持0.5?1.0mm的间隙。7.根据权利要求1或4所述的一种高低分区分层稀薄燃烧发动机用汽缸盖，其特征在于:所述大燃烧区(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)，所述挤气凸起(102)的底面形成挤气面(11)。8.根据权利要求1或4所述的一种高低分区分层稀薄燃烧发动机用汽缸盖，其特征在于:所述大燃烧区(10)和小燃烧区(9)的容积比为51:49至70:30。9.根据权利要求8所述的一种高低分区分层稀薄燃烧发动机用汽缸盖，其特征在于:所述大燃烧区(10)和小燃烧区(9)的容积比为65:35o
【专利摘要】本发明公开了一种高低分区分层稀薄燃烧发动机用汽缸盖，包括设置于汽缸盖的顶部位置处的汽缸盖分区隔板，汽缸盖分区隔板将汽缸盖的燃烧室隔离成小燃烧区和大燃烧区；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。本发明的汽缸盖，实现了发动机在汽车怠速、小负荷时提高了发动机内燃油的燃烧效率，降低了发动机排除的废气和油耗，从而提高了汽车在行驶时的环保性能和减少了其使用成本。
【IPC分类】F02B23/00, F02F1/24
【公开号】CN105221289
【申请号】CN201510633180
【发明人】汪辉
【申请人】汪辉
【公开日】2016年1月6日
【申请日】2015年9月30日