重型发动机燃烧室结构及发动机的制作方法

文档序号:15719103发布日期:2018-10-19 22:30阅读:335来源:国知局

本实用新型涉及汽车发动机技术领域,尤其是涉及一种重型发动机燃烧室结构及发动机。



背景技术:

发动机的燃烧室是由缸盖系统、活塞总成、缸体系统形成的封闭空间,是混合气燃烧的重要场所。

燃烧室的设计,直接影响混合气的形成和燃烧过程,对发动机的动力性、经济性、排放和燃烧噪声有着重要影响。

如图1所示,传统重型商用车发动机为柴油机平台,采用两气门2,气缸盖1底面基本为平面,火花塞3和气门设置于气缸盖1的底部。第一燃烧室5容积主要集中在活塞6顶部。活塞6可移动地设置于气缸体7内。当改为点燃式(天然气/甲醇/汽油等)发动机时,压缩比要下降很多,第一燃烧室5容积要加大,一般考虑改活塞6,加大活塞6的第一凹坑8的容积。

当第一燃烧室5容积加大,活塞6的第一凹坑8加深太多时,主要有以下问题:1、火焰传播距离长,燃烧差,动力经济性和排放都不利;2、火焰传播距离长,正常火焰到达前,可能出现终燃混合气的自燃现象,既爆燃现象,发动机可靠性,性能变差;3、活塞6一环槽距离燃烧室太近,可靠性变差,冷却损失也增加;4、严重破坏活塞6原有结构,使得顶厚变小,奥氏体镶圈和内冷油道等可能下移。

现有的重型发动机燃烧室结构中,第一凹坑加深过大,影响发动机的性能的缺点。



技术实现要素:

本实用新型的一个目的在于提供一种重型发动机燃烧室结构,以解决现有重型发动机燃烧室结构中,第一凹坑加深过大,影响发动机的性能的技术问题。

为解决上述技术问题,本实用新型采用了以下技术方案;本实用新型第一方面提供的重型发动机燃烧室结构,其中,包括:气缸盖、活塞和气缸体;所述活塞设置于所述气缸体内,所述活塞上设置有第一凹坑,所述气缸盖上对应于所述第一凹坑设置有第二凹坑,所述第二凹坑内设置有火花塞和气门。

本实用新型提供的重型发动机燃烧室结构中所述气缸盖上对应于所述第一凹坑设置有第二凹坑,所述第二凹坑内设置有火花塞和气门。第一凹坑和第二凹坑组成第二燃烧室,通过将燃烧室容积分配在气缸盖上,可以避免第一凹坑的深度过大,影响燃烧和火焰传播。具有结构简单和发动机性能好等优点。

由于现有的两气门结构,主要有以下问题:充气效率不足,发动机性能受影响;对气流组织要求高,难以兼顾高、低转速;火花塞不能布置在燃烧室中间。

在上述任一技术方案中,进一步的,所述气门为多个,所述火花塞设置于所述第二凹坑的中间,多个所述气门沿所述第二凹坑的周向均布。

在上述任一技术方案中,进一步的,所述气门的个数为两个或四个。

为了便于实现,气门个数优选为四个,火花塞布置在燃烧室中间,降低对气流组织的要求,兼顾高、低转速性能,缩短火焰传播距离,改善燃烧,进气面积加大,排气顺畅,充气效率提高。

在上述任一技术方案中,进一步的,所述第二凹坑的直径不大于所述活塞的直径。

在上述任一技术方案中,进一步的,所述活塞内设置有内冷油道。

在上述任一技术方案中,进一步的,所述活塞上对应于所述气缸体设置有奥氏体镶圈。

在上述任一技术方案中,进一步的,所述第二凹坑的直径与所述活塞的直径成正比。

第二凹坑的直径根据发动机的压缩比的调整,压缩比为气缸的容积与第二燃烧室容积的比值,压缩比较小时,第二凹坑的直径或深度较大,压缩比较大时,第二凹坑的直径或深度较小。

为了防止气体漏出,在上述任一技术方案中,进一步的,所述气缸盖与所述气缸体之间设置有密封垫。

在上述任一技术方案中,进一步的,所述第二凹坑的形状为圆形。

本实用新型还包括一种发动机,其中,包括如上所述的重型发动机燃烧室结构。

本实用新型提供的重型发动机燃烧室结构中根据压缩比的调整,将第二燃烧室容积合理的分配在气缸盖上,第二凹坑为浅盆型。这样避免余隙容积加大,影响燃烧和排放,或者第一凹坑加深太多,使得活塞一环槽太靠近燃烧室,影响活塞的可靠性,破坏其原有结构,避免火焰传播距离的加长,影响燃烧,加大爆燃倾向。

将商用发动机的两气门改四气门,火花塞可以布置在燃烧室中间,降低对气流组织的要求,兼顾高、低转速性能,缩短火焰传播距离,改善燃烧,进气面积加大,排气顺畅,充气效率提高。

采用上述技术方案,本实用新型具有如下有益效果:

本实用新型提供的重型发动机燃烧室结构中所述气缸盖上对应于所述第一凹坑设置有第二凹坑,所述第二凹坑内设置有火花塞和气门。第一凹坑和第二凹坑组成第二燃烧室,通过将燃烧室容积分配在气缸盖上,可以避免第一凹坑的深度过大,影响燃烧和火焰传播。具有结构简单和发动机性能好等优点。

进一步的,所述气门为多个,所述火花塞设置于所述第二凹坑的中间,多个所述气门沿所述第二凹坑的周向均布。

进一步的,所述第二凹坑的直径不大于所述活塞的直径。

进一步的,所述第二凹坑的形状为圆形。

本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述部分中变得明显,或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型背景技术提供的重型发动机燃烧室结构的结构示意图;

图2为本实用新型实施例一提供的重型发动机燃烧室结构的结构示意图;

图3为本实用新型实施例一提供的重型发动机燃烧室结构中气缸盖的结构示意图;

图4为本实用新型实施例二提供的重型发动机燃烧室结构中活塞的结构示意图。

附图标记:

1:气缸盖; 2:气门; 3:火花塞;

4:密封垫; 5:第一燃烧室; 6:活塞;

7:气缸体; 8:第一凹坑; 9:奥氏体镶圈;

10:内冷油道; 11:第二凹坑; 12:第二燃烧室。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本实用新型一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本实用新型保护的范围。需要说明的是,在不冲突的情况下,本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本实用新型的描述中,需要说明的是,术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本实用新型和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本实用新型的限制。此外,术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下面结合具体的实施方式对本实用新型做进一步的解释说明。

实施例一

图2为本实用新型实施例一提供的重型发动机燃烧室结构的结构示意图;图3为本实用新型实施例一提供的重型发动机燃烧室结构中气缸盖的结构示意图。

如图2和图3所示,本实用新型第一方面的实施例提供的重型发动机燃烧室结构,包括:气缸盖1、活塞6和气缸体7;所述活塞6设置于所述气缸体7内,所述活塞6上设置有第一凹坑8,所述气缸盖1上对应于所述第一凹坑8设置有第二凹坑11,所述第二凹坑11内设置有火花塞3和气门2。

本实用新型提供的重型发动机燃烧室结构中所述气缸盖1上对应于所述第一凹坑8设置有第二凹坑11,所述第二凹坑11内设置有火花塞3和气门2。第一凹坑8和第二凹坑11组成第二燃烧室12,通过将燃烧室容积分配在气缸盖1上,可以避免第一凹坑8的深度过大,影响燃烧和火焰传播。具有结构简单和发动机性能好等优点。

由于现有的两气门2结构,主要有以下问题:充气效率不足,发动机性能受影响;对气流组织要求高,难以兼顾高、低转速;火花塞3不能布置在燃烧室中间。

在上述任一技术方案中,进一步的,所述气门2为多个,所述火花塞3设置于所述第二凹坑11的中间,多个所述气门2沿所述第二凹坑11的周向均布。

在上述任一技术方案中,进一步的,所述气门2的个数为两个或四个。

为了便于实现,气门2个数优选为四个,火花塞3布置在燃烧室中间,降低对气流组织的要求,兼顾高、低转速性能,缩短火焰传播距离,改善燃烧,进气面积加大,排气顺畅,充气效率提高。

在上述任一技术方案中,进一步的,所述第二凹坑11的直径不大于所述活塞6的直径。

在上述任一技术方案中,进一步的,所述第二凹坑11的直径与所述活塞6的直径成正比。

第二凹坑11的直径根据发动机的压缩比的调整,压缩比为气缸的容积与第二燃烧室12容积的比值,压缩比较小时,第二凹坑11的直径或深度较大,压缩比较大时,第二凹坑11的直径或深度较小。

为了防止气体漏出,在上述任一技术方案中,进一步的,所述气缸盖1与所述气缸体7之间设置有密封垫4。

在上述任一技术方案中,进一步的,所述第二凹坑11的形状为圆形。

本实用新型还包括一种发动机,其中,包括如上所述的重型发动机燃烧室结构。

实施例二

如图4所示,在本实施例二提供的重型发动机燃烧室结构中,在上述任一技术方案中,进一步的,所述活塞6内设置有内冷油道10。

在上述任一技术方案中,进一步的,所述活塞6上对应于所述气缸体7设置有奥氏体镶圈9。

本实用新型提供的重型发动机燃烧室结构中根据压缩比的调整,将第二燃烧室12容积合理的分配在气缸盖1上,第二凹坑11为浅盆型。这样避免余隙容积加大,影响燃烧和排放,或者第一凹坑8加深太多,使得活塞6一环槽太靠近燃烧室,影响活塞6的可靠性,破坏其原有结构,避免火焰传播距离的加长,影响燃烧,加大爆燃倾向。

将商用发动机的两气门2改四气门2,火花塞3可以布置在燃烧室中间,降低对气流组织的要求,兼顾高、低转速性能,缩短火焰传播距离,改善燃烧,进气面积加大,排气顺畅,充气效率提高。

本实用新型提供的重型发动机燃烧室结构中,在气缸盖1上对应于第一凹坑8的位置设置有第二凹坑11,第一凹坑8和第二凹坑11组成第二燃烧室12,不需要将第一凹坑8加深,增加第二燃烧室12的容积。且设置四个气门2在第二凹坑11内,火花塞3布置在第二燃烧室12中间,降低对气流组织的要求,改善燃烧,进气面积加大,排气顺畅。

综上所述,本实用新型提供的重型发动机燃烧室结构中所述气缸盖上对应于所述第一凹坑设置有第二凹坑,所述第二凹坑内设置有火花塞和气门。第一凹坑和第二凹坑组成第二燃烧室,通过将燃烧室容积分配在气缸盖上,可以避免第一凹坑的深度过大,影响燃烧和火焰传播。具有结构简单和发动机性能好等优点。

最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。此外,本领域的技术人员能够理解,尽管在此所述的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征,但是不同实施例的特征的组合意味着处于本实用新型的范围之内并且形成不同的实施例。例如,在上面的权利要求书中,所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本实用新型的总体背景技术的理解,而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。

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