发动机总成及车辆的制作方法

本发明涉及车辆工程，尤其涉及一种发动机总成及车辆。

背景技术：

1、目前量产汽油发动机的最高热效率为41～42％，未来45％～50％热效率的汽油发动机成为追求的目标。加快燃烧速度，提高等容度，减少散热损失，同时抑制爆震，是提高汽油机热功转化效率的有效手段。预燃室射流点火能提高燃烧速度、抑制爆震、扩展稀燃极限，是未来超高热效率发动机最有希望应用的技术之一。

2、预燃室燃烧则可以采用接近上止点的点火提前角，跳火后预燃室的混合气着火，压力快速升高，预燃室压力进程出现第二个峰值，而主燃室由于活塞的快速下行，出现压力略微下降；随着预燃室混合气燃烧导致的压力升高，大量的活性反应基团通过预燃室上的小孔喷出，形成射流火焰，在主燃室内沿周向均匀分布的四个点位形成着火点，使主燃室内的混合气从燃烧室边缘向中心迅速燃烧，缸内爆发压力快速升高，峰值燃烧压力相比原机增加，此时预燃室与主燃室的压力基本达到平衡，出现了第三个压力峰值。

3、虽然预燃烧系统具备上述优点，但在汽车工业中尚未被广泛的应用于商业生产。究其原因，发动机长时间运行时，预燃室长期在高温下工作，会导致预燃室内的火花塞的使用寿命大大缩短，还会使得预燃室喷油器因过热而融化或者损坏，还可能会因为局部温度过高，形成热点而引起早燃等。但发动机原有的冷却系统多服务于主燃室的冷却，导致预燃室无法支撑长时间的作业。

4、现有的部分厂商，为预燃室独立设置了新的冷却系统，这导致了新冷却系统与原有的冷却系统占用了大量的安装空间，且水路布设复杂，因此并不实用。

5、因此，亟需一种发动机总成及车辆，以解决上述技术问题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提出一种发动机总成及车辆，能够同时为主燃烧系统和预燃烧系统进行冷却降温。

2、为达此目的，本发明采用以下技术方案：

3、发动机总成，包括：

4、主燃烧系统，上述主燃烧系统包括主燃烧室；

5、预燃烧系统，上述预燃烧系统包括预燃烧室，上述预燃烧室与上述主燃烧室连通；

6、冷却系统，上述冷却系统包括气缸体水套和气缸盖水套，上述气缸体水套包括缸体主水套、进水腔和排水腔，上述进水腔和上述排水腔通过上述缸体主水套连通，上述气缸盖水套包括上层水套和下层水套，上述上层水套和上述下层水套并联于上述进水腔及上述排水腔之间且连通，且沿竖直方向，上述上层水套、上述下层水套和上述缸体主水套自上而下依次排列，上述主燃烧室部分插设于上述下层水套内，上述预燃烧室同时插设于上述上层水套和上述下层水套内。

7、作为上述发动机总成的一种优选技术方案，上述排水腔位于上述缸体主水套的进气侧，上述进水腔位于上述缸体主水套的排气侧。

8、作为上述发动机总成的一种优选技术方案，上述上层水套包括第一冷却区和第二冷却区，上述第一冷却区包括两个进水端，上述第一冷却区的其中一个进水端与上述下层水套连通，另一个上述进水端与上述第二冷却区连通，上述预燃烧室的上部插设于上述第一冷却区，上述主燃烧系统包括出气道，上述出气道的上部插设于上述第二冷却区。

9、作为上述发动机总成的一种优选技术方案，上述下层水套包括第三冷却区、第四冷却区和第五冷却区，上述第三冷却区的排水端与上述第四冷却区的进水端连通，上述第四冷却区的排水端与上述第五冷却区的进水端连通，上述主燃烧室和上述预燃烧室的部分插设于上述第三冷却区、上述第四冷却区和上述第五冷却区，且上述第一冷却区的其中一个上述进水端与上述第四冷却区的进水端连通。

10、作为上述发动机总成的一种优选技术方案，上述冷却系统还包括气缸垫，上述气缸垫夹设于上述气缸体水套和上述气缸盖水套之间，上述气缸垫开设有第一流道总成和第二流道总成，上述第二冷却区的进水端通过上述第一流道总成与上述进水腔连通，上述第三冷却区的进水端通过上述第一流道总成与上述进水腔连通。

11、作为上述发动机总成的一种优选技术方案，上述第一流道总成包括多条第一流道，上述第二流道总成包括多条第二流道。

12、作为上述发动机总成的一种优选技术方案，上述第一冷却区开设有安装孔，上述安装孔的内周壁绕其轴线开设有圆弧槽，上述预燃烧室的周侧绕轴线开设有冷却环槽，上述冷却环槽的侧壁与上述圆弧槽的侧壁围合成冷却水道，上述冷却水道连通上述第一冷却区的进水端和出水端，且上述预燃烧室套设有密封圈，上述密封圈填充上述预燃烧室与上述安装孔的径向空隙。

13、作为上述发动机总成的一种优选技术方案，上述第一冷却区的排水端与上述第五冷却区的排水端的高位点连通，于上述上层水套的排气侧设置有出气管，于竖直方向，上述出气管位于上述上层水套的上方，上述出气管与上述上层水套连通。

14、作为上述发动机总成的一种优选技术方案，还包括电子水泵、控制单元、温度传感器和调温器，上述电子水泵、上述温度传感器和上述调温器均与上述控制单元通讯连接，上述温度传感器安装于上述气缸盖水套内，上述电子水泵用于驱动冷却液在上述冷却系统和上述调温器之间循环。

15、还提供了一种车辆，包括上述的发动机总成。

16、本发明有益效果：

17、本申请提供了一种发动机总成，包括主燃烧系统、预燃烧系统和冷却系统。其中，主燃烧系统包括主燃烧室；预燃烧系统包括预燃烧室，预燃烧室与主燃烧室连通；冷却系统包括气缸体水套和气缸盖水套，气缸体水套包括缸体主水套、进水腔和排水腔，进水腔和排水腔通过缸体主水套连通，气缸盖水套包括上层水套和下层水套，上层水套和下层水套并联于进水腔及排水腔之间且连通，且沿竖直方向，上层水套、下层水套和缸体主水套自上而下依次排列，主燃烧室部分插设于下层水套内，预燃烧室同时插设于上层水套和下层水套内。

18、具体的，于竖直方向，预燃烧室位于主燃烧室的上方，预燃烧室的排料口与主燃烧室的进料口连通，发动机运行时，燃料先进入预燃室，并于预燃烧室中点燃，形成高温燃气，并以火焰射流的方式进入主燃烧室内，在主燃室内发展成多束火焰点燃主燃烧室内的稀薄混合气。如此，在预燃烧室初步点燃，在主燃烧室内充分燃烧的方式，可以使火焰更深入主燃烧室，接触更多的未然混合气，提高点火能量，加强燃烧室内的气流扰动。

19、冷却系统包括气缸体水套和气缸盖水套，气缸体水套包括进水腔、缸体主水套和排水腔，气缸盖水套包括上层水套和下层水套，预燃烧室的主体插设于上层水套内，预燃烧室与主燃烧室的连接处插设于下层水套内，主燃烧室一部分放置于下层水套内，一部分位于缸体主水套内。其中，缸体主水套、上层水套和下层水套并联于进水腔与排水腔之间，冷却液进入进水腔后，分别流向缸体主水套和下层水套为主燃烧室主体降温、为预燃烧室的下部降温，流向上层水套为预燃烧室的主体降温、为排气道上部降温。且缸体主水套、上层水套和下层水套内的冷却液均排至排水腔内。

20、如此，冷却系统能够同时为主燃烧室和预燃烧室进行冷却。

技术特征：

1.发动机总成，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的发动机总成，其特征在于，所述排水腔(313)位于所述缸体主水套(311)的进气侧，所述进水腔(312)位于所述缸体主水套(311)的排气侧。

3.根据权利要求1所述的发动机总成，其特征在于，所述上层水套(321)包括第一冷却区(3211)和第二冷却区(3212)，所述第一冷却区(3211)包括两个进水端，所述第一冷却区(3211)的其中一个进水端与所述下层水套(322)连通，另一个所述进水端与所述第二冷却区(3212)连通，所述预燃烧室(210)的上部插设于所述第一冷却区(3211)，所述主燃烧系统(100)包括出气道(120)，所述出气道(120)的上部插设于所述第二冷却区(3212)。

4.根据权利要求3所述的发动机总成，其特征在于，所述下层水套(322)包括第三冷却区(3221)、第四冷却区(3222)和第五冷却区(3223)，所述第三冷却区(3221)的排水端与所述第四冷却区(3222)的进水端连通，所述第四冷却区(3222)的排水端与所述第五冷却区(3223)的进水端连通，所述主燃烧室(110)和所述预燃烧室(210)的部分插设于所述第三冷却区(3221)、所述第四冷却区(3222)和所述第五冷却区(3223)，且所述第一冷却区(3211)的其中一个所述进水端与所述第四冷却区(3222)的进水端连通。

5.根据权利要求4所述的发动机总成，其特征在于，所述冷却系统(300)还包括气缸垫(330)，所述气缸垫(330)夹设于所述气缸体水套(310)和所述气缸盖水套(320)之间，所述气缸垫(330)开设有第一流道总成(331)和第二流道总成(332)，所述第二冷却区(3212)的进水端通过所述第一流道总成(331)与所述进水腔(312)连通，所述第三冷却区(3221)的进水端通过所述第一流道总成(331)与所述进水腔(312)连通。

6.根据权利要求5所述的发动机总成，其特征在于，所述第一流道总成(331)包括多条第一流道，所述第二流道总成(332)包括多条第二流道。

7.根据权利要求5所述的发动机总成，其特征在于，所述第一冷却区(3211)开设有安装孔，所述安装孔的内周壁绕其轴线开设有圆弧槽，所述预燃烧室(210)的周侧绕轴线开设有冷却环槽(211)，所述冷却环槽(211)的侧壁与所述圆弧槽的侧壁围合成冷却水道，所述冷却水道连通所述第一冷却区(3211)的进水端和出水端，且所述预燃烧室(210)套设有密封圈，所述密封圈填充所述预燃烧室(210)与所述安装孔的径向空隙。

8.根据权利要求4所述的发动机总成，其特征在于，所述第一冷却区(3211)的排水端与所述第五冷却区(3223)的排水端的高位点连通，于所述上层水套(321)的排气侧设置有出气管(340)，于竖直方向，所述出气管(340)位于所述上层水套(321)的上方，所述出气管(340)与所述上层水套(321)连通。

9.根据权利要求1所述的发动机总成，其特征在于，还包括电子水泵、控制单元、温度传感器和调温器，所述电子水泵、所述温度传感器和所述调温器均与所述控制单元通讯连接，所述温度传感器安装于所述气缸盖水套(320)内，所述电子水泵用于驱动冷却液在所述冷却系统(300)和所述调温器之间循环。

10.车辆，其特征在于，包括权利要求1-9任一项所述的发动机总成。

技术总结
本发明涉及车辆工程技术领域，提供了一种发动机总成及车辆，包括主燃烧系统、预燃烧系统和冷却系统。其中，主燃烧系统包括主燃烧室；预燃烧系统包括预燃烧室，预燃烧室与主燃烧室连通；冷却系统包括气缸体水套和气缸盖水套，气缸体水套包括缸体主水套、进水腔和排水腔，进水腔和排水腔通过缸体主水套连通，气缸盖水套包括上层水套和下层水套，上层水套和下层水套并联于进水腔及排水腔之间且连通，且沿竖直方向，上层水套、下层水套和缸体主水套自上而下依次排列，主燃烧室部分插设于下层水套内，预燃烧室同时插设于上层水套和下层水套内。如此，冷却系统可实现对主燃烧系统和预燃烧系统的共同冷却，简化了结构布设，适用于更多车型。

技术研发人员：杨文蕾,孙明陆,朱立铭,刘东航,张得志,熊鹏
受保护的技术使用者：中国第一汽车股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/5/19