CN209781028U - 发动机燃烧室和发动机以及车辆 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种发动机燃烧室和发动机以及车辆，所述的发动机燃烧室由位于发动机气缸盖底部的缸盖燃烧室和位于发动机缸体顶部的缸体燃烧室围合构成，且于所述发动机气缸盖上构造有进气道和排气道，于所述缸盖燃烧室靠近所述排气道一侧的壁面上构造有进气导向面，且所述进气导向面的底部边沿和所述缸体燃烧室的顶部边沿平齐，或者位于所述缸体燃烧室顶部边沿的内侧。本实用新型的发动机燃烧室，通过在缸盖燃烧室的壁面上构造进气导向面，可降低发动机的爆震倾向，并可提高发动机的热效率。

Description

发动机燃烧室和发动机以及车辆

技术领域

本实用新型涉及车辆零部件技术领域，特别涉及一种发动机燃烧室，本实用新型还涉及一种应用有该发动机燃烧室的发动机，以及安装有该发动机的车辆。

背景技术

随着我国持续的改革开放，国民经济的全面提升，内燃机作为动力源的乘用车普及率逐年上升，随之而来，空气质量却逐年下降。汽车尾气排放作为大气污染源之一，慢慢进入公众视野，受到社会各界的广泛关注，汽车尾气清洁化的发展方向已成为社会各界的共识，想要减少车辆尾气污染物的排放，主要途径为提高发动机的热效率。目前困扰汽油机热效率进一步提升的主要因素是爆震问题。目前，爆震问题的主流认可的原因为燃烧速度过慢，火焰前锋未达到燃烧室末端时，末端气体自燃导致。

为降低爆震倾向，目前各厂家提升末端滚流的方式为将进气道进入缸盖燃烧室的支管布置成垂直于缸盖燃烧室壁面的直筒式，这样可以将进气导入至气缸边缘，提升气缸边缘、也即燃烧室末端的滚流强度，采用此种方式，需要将气缸盖螺栓向外侧移动，或者导致进气支管直径减小，而向外侧移动螺栓不利于燃烧室的密封，而进气支管直径的减小，会影响发动机空气充量，降低发动机性能。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型旨在提出一种发动机燃烧室，以能够在不影响空气充量的同时，降低发动机的爆震倾向而可提升发动机的热效率。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种发动机燃烧室，包括位于发动机气缸盖底部的缸盖燃烧室和位于发动机缸体顶部的缸体燃烧室，且于所述发动机气缸盖上构造有进气道和排气道，于所述缸盖燃烧室靠近所述排气道一侧的壁面上构造有进气导向面，且所述进气导向面的底部边沿和所述缸体燃烧室的顶部边沿平齐，或者所述进气导向面的底部边沿位于所述缸体燃烧室顶部边沿的内侧。

进一步的，所述进气导向面的底部边沿位于所述缸体燃烧室顶部边沿的内侧时，所述进气导向面底部边沿上的任一点和所述缸体燃烧室顶部边沿间的最小距离L1在2mm以下。

进一步的，于所述发动机气缸盖上布置有排气门，所述排气门的门盘部底端的端面和所述发动机气缸盖底面之间的夹角α以及所述进气导向面和所述发动机气缸盖底面之间的夹角β满足：α和β之间的差值在20°以下。

进一步的，所述夹角α与所述夹角β的差值为0。

进一步的，所述门盘部底端的端面与所述进气导向面共面，或者所述门盘部底端的端面相对于所述进气导向面具有向所述发动机燃烧室一侧的凸出。

进一步的，所述门盘部底端的端面相对于所述进气导向面具有向所述发动机燃烧室一侧的凸出时，所述门盘部底端的端面与所述进气导向面间的最大垂向距离在3mm以下。

进一步的，所述缸盖燃烧室呈锥形。

相对于现有技术，本实用新型具有以下优势：

(1)本实用新型所述的发动机燃烧室，通过在气缸盖燃烧室靠近排气道一侧的壁面上构造进气导向面，并将进气导向面的底部边沿设置为和缸体燃烧室的顶部边沿平齐，或位于缸体燃烧室顶部边沿的内侧，可降低气体的动力损失，可提高燃烧室内的滚流强度，以及能较好的对缸体燃烧室壁面进行冷却，减少因燃烧室壁面点燃气体而造成的爆震现象。

(2)进气导向面底部边沿与缸体燃烧室顶部边沿间的最小距离在2mm以下时，可避免气流在此处形成气流漩涡，影响进气效果。

(3)进气导向面的底部边沿和所述缸体燃烧室的顶部边沿平齐时，气流具有较小的动力损失。

(4)门盘部底端的端面与进气导向面间按上述设置可降低气流的动力损失。

(5)夹角α与所述夹角β的差值为0时，气流的动力损失最小。

本实用新型的另一目的在于提出一种发动机，于所述发动机上应用有如上所述的发动机燃烧室。

此外，本实用新型还提供了一种车辆，于所述车辆上安装有如上所述的发动机。

本实用新型的发动机以及车辆与上述的发动机燃烧室具有相同的有益效果，在此不再赘述。

附图说明

构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为本实用新型实施例一所述的发动机气缸盖的仰视图；

图2为本实用新型实施例一所述的发动机的示意简图；

图3为本实用新型实施例一所述的发动机示意简图的剖视图；

图4为本实用新型实施例一所述的进气导向面处的放大图；

图5为图4中A处的放大图。

附图标记说明：

1-发动机气缸盖，101-缸盖燃烧室，11-进气导向面，2-发动机缸体，21-排气侧火力面，201-缸体燃烧室，3-进气道，31-进气门，4-排气道，41-排气门，411-门盘部，4111-底端面，5-活塞，6-喷油器，7-火花塞。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

实施例一

本实施例涉及一种发动机燃烧室，如图1至图3所示，该发动机燃烧室由位于发动机气缸盖1底部的缸盖燃烧室101和位于发动机缸体2顶部的缸体燃烧室201围合构成，且于发动机气缸盖1上构造有进气道3和排气道4。

发动机的一种示意性说明如下：如图2所示，上述的发动机燃烧室具体由缸盖燃烧室101的壁面、缸体燃烧室201的壁面及活塞5的顶面围成，发动机燃烧室内油气混合气体的燃烧可推动活塞5做功。其中，发动机燃烧室内的燃油是经由设于发动机气缸盖1上的喷油器6释放的，而发动机燃烧室内的空气是经由上述的进气道3进入的，油气混合气燃烧后的废气会经上述的排气道4排出。为了控制发动机燃烧室的进气及排气过程，在发动机气缸盖1上还布置有进气门31及排气门41，进气门31可构成进气道3与发动机燃烧室的连通或关闭，而排气门41可构成排气道4与发动机燃烧室的连通或关闭。需要说明的是，该发动机的结构，除下述的进气导向面11外，均可参考现有的发动机结构，在此描述发动机仅为了帮助对下述进气导向面11的理解。

当进气门31打开后，也即构成进气道3与发动机燃烧室的连通后，气体进入发动机燃烧室后的行程如下：因进气道3和排气道4在缸盖燃烧室101的顶部呈V形设置，由进气道3进入发动机燃烧室的空气，为便于描述，该由进气道3进入发动机燃烧室的空气下述时将称为进气，其初始方向为顺着进气道3的方向，即如图2所示的斜向下方向，随后进气受缸盖燃烧室101靠近排气道4的一侧下称排气侧的壁面的引导，将维持斜向下的运动；直至进气倾斜的碰撞至缸体燃烧室201排气侧壁面的上部；然后气体将受缸体燃烧室201排气侧壁面的引导变为向下移动。

当进气沿着缸体燃烧室201排气侧的壁面向下运动至活塞5的顶面时，会受到活塞5顶面轮廓阻挡进而转向至平行于活塞5顶面方向的、向缸体燃烧室201进气侧壁面移动；然后依次顺着缸体燃烧室201及缸盖燃烧室101进气侧壁面向上移动，直至与由进气门31进入的气体混合，进入下一次循环，其具体可参考图2中箭头所示。

其中，上述进气由缸盖燃烧室101排气侧的壁面移动至与缸体燃烧室201排气侧的壁面相碰撞的过程中，该缸体燃烧室201排气侧0与进气相碰撞的壁面为排气侧火力面21区域，该排气侧火力面21在活塞5工作过程中，始终位于活塞5的上方，因此该部位一直与燃烧气体相接触，承受着极高的热负荷。

发动机燃烧室的混合气体在被火花塞7点火后，位于火花塞7周围的油气混合气体首先燃烧，随后火焰前锋向四周扩散。若上述的排气侧火力面21温度过高，则其将持续对附近的混合气体进行加热，而该区域距离燃烧中心，也即火花塞7的距离较远，若火焰前锋尚未到达，该排气侧火力面21已经将周围的混合气体加热至自燃温度，则会在发动机燃烧室内部出现除火花塞7点火产生的火核以外的另一个或多个火核心，即会引起发动机爆震现象，而爆震会导致较高的燃烧室温度、较高的机械负荷及不舒适的噪音，影响车辆的舒适性。

综上所述，可通过降低排气侧火力面21的温度来降低发动机的爆震倾向，为此本实施例中，在缸盖燃烧室101排气侧的壁面上构造有进气导向面11，可将进气导向至排气侧火力面21，通过温度较低的进气对排气侧火力面21进行较好的冷却。此外，进气导向面11可顺畅地连接门盘部411和缸体燃烧室201，降低进气的动力损失而提高燃烧室内的滚流强度，改善发动机的热效率。

经过大量研究，发明人发现通过对缸盖燃烧室101排气侧的壁面进行调整，在不影响发动机整体结构，不增加开发难度及成本的情况下，可较好的解决上述问题。

具体的来说，如图1至图5所示，在缸盖燃烧室101排气侧的壁面上构造有进气导向面11，该进气导向面11可由缸盖燃烧室101排气侧的整个壁面构成，也可由正对进气道3的部分壁面构成。其中，需要说明的是，该缸盖燃烧室101排气侧的壁面与缸盖进气侧的壁面可通过以下方式划分，缸盖燃烧室101由进气道3与排气道4间的对称面分成的两部分中，与排气道4相接的一侧的为缸盖燃烧室101排气侧，而另一侧为缸盖燃烧室101进气侧。

本实施例中，上述的进气导向面11的底部边沿与缸体燃烧室201的顶部边沿平齐，或者位于缸体燃烧室201顶部边沿的内侧，以使进气可顺畅的由缸盖燃烧室101排气侧的壁面引导至缸体燃烧室201的壁面上。上述进气导向面11的底部边沿若位于缸体燃烧室201的顶部边沿的外侧，进气会与缸体的底面碰撞，造成进气的动力损失，还会在此处形成气体涡流，进一步降低气流强度，而进气的流动速度降低显然会降低对排气侧火力面21的冷却效果，还会影响发动机燃烧室的滚流强度。

具体的来说，上述的进气导向面11的底部边沿优选与缸体燃烧室201的顶部边沿平齐，以可取得更好的效果，即图5中L1的数值为0。若因为结构限制，使得进气导向面11的底部边沿优选与缸体燃烧室201的顶部边沿不能相平齐时，进气导向面11的底部边沿应被设置在位于缸体燃烧室201顶部边沿的内侧。为避免进气导向面11的底部边沿过多的位于缸体燃烧室201顶部边沿的内侧后，导致在发动机缸盖与缸体相接的位置形成气流漩涡，降低进气的气流强度。进气导向面11的底部边沿与缸体燃烧室201的顶部边沿间的距离不能过大，更具体地来说，进气导向面11底部边沿上的任一点和缸体燃烧室201顶部边沿间的最小距离L1应在2mm以下。

此外，为了减少排气门41的门盘部411对进气的影响，本实施例中，还使进气导向面11尽量与门盘部411的底端面4111相平行，具体的来说，若进气导向面11与发动机气缸盖1底面间的夹角为α，而门盘部411的底端面4111与发动机气缸盖1底面间的夹角为β，α与β间的差值应为0。当然，若因缸体燃烧室201的尺寸或排气门41的安装角度的影响，使得α与β间的差值不能满足上述要求时。夹角α和夹角β之间的差值在20°以下也是可行的。而在夹角α和夹角β之间的差值在20°以上时，门盘部411对进气的影响会明显增加。

另外，为了进一步降低门盘部411对进气的阻挡，在排气门41处于闭合状态时，也即排气道4与燃烧室之间断开时，排气门41的门盘部411的底端面4111应于进气导向面11间共面，若因发动机结构限制导致两者不能共面时，排气门41的门盘部411应相对于所述进气导向面11、具有向所述发动机燃烧室一侧的凸出，即门盘部411应伸入燃烧室内。

当然，为了取得较好的效果，门盘部411底端的端面相对于进气导向面11、具有向发动机燃烧室一侧的凸出时，门盘部411靠近发动机燃烧室一端的端面与所述进气导向面11间的最大垂向距离在3mm以下，换句话说，也即该门盘部411底端的端面上任一点与进气导向面11间的各最小距离中的最大值应在3mm以下，以减少门盘部411对进气的影响，若该距离过大对进气的影响会明显的增加。

另外，为了进一步减少进气流经进气导向面11时的动力损失，本实施例中，该进气导向面11与过缸盖燃烧室101中心线的任一平面间的交线为直线，也即是说缸盖燃烧室101至少在设置该进气导向面11的部分呈圆锥形。

综上所述，本实施例的发动机燃烧室，通过在气缸盖燃烧室101排气侧的壁面上设置进气导向面11，在不对发动机整体结构进行大的改动，不增加开发难度的同时，减少进气移动至排气侧火力面21过程中的动力损失，从而可较好的对排气侧火力面21进行冷却，进而可减少因排气侧火力面21对油气混合气体的点燃而造成的发动机爆震问题。同时，减少进气的动力损失，还可有效提高发动机燃烧室内的滚流强度，提高发动机的燃油经济性。

实施例二

本实施例涉及一种发动机，于所述发动机上应用如实施例一所述的发动机燃烧室。

本实施例的发动机，通过应用如实施例一所述的发动机燃烧室，可在不影响发动机开发难度的情况下降低发动机的爆震倾向，并可提高发动机的燃油经济性。

实施例三

本实施例涉及一种车辆，于所述车辆上安装有如实施例二所述的发动机。

本实施例的车辆，因发动机具有较低的爆震倾向，使发动机具有较好的舒适性，并具有较好的燃油经济性，有利于车辆的节能减排。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种发动机燃烧室，包括位于发动机气缸盖(1)底部的缸盖燃烧室(101)和位于发动机缸体(2)顶部的缸体燃烧室(201)，且于所述发动机气缸盖(1)上构造有进气道(3)和排气道(4)，其特征在于：于所述缸盖燃烧室(101)靠近所述排气道(4)一侧的壁面上构造有进气导向面(11)，且所述进气导向面(11)的底部边沿和所述缸体燃烧室(201)的顶部边沿平齐，或者所述进气导向面(11)的底部边沿位于所述缸体燃烧室(201)顶部边沿的内侧。

2.根据权利要求1所述的发动机燃烧室，其特征在于：所述进气导向面(11)的底部边沿位于所述缸体燃烧室(201)顶部边沿的内侧时，所述进气导向面(11)底部边沿上的任一点和所述缸体燃烧室(201)顶部边沿间的最小距离L1在2mm以下。

3.根据权利要求1所述的发动机燃烧室，其特征在于：于所述发动机气缸盖(1)上布置有排气门(41)，所述排气门(41)的门盘部(411)底端的端面和所述发动机气缸盖(1)底面之间的夹角α以及所述进气导向面(11)和所述发动机气缸盖(1)底面之间的夹角β满足：α和β之间的差值在20°以下。

4.根据权利要求3所述的发动机燃烧室，其特征在于：所述夹角α与所述夹角β的差值为0。

5.根据权利要求3所述的发动机燃烧室，其特征在于：所述门盘部(411)底端的端面与所述进气导向面(11)共面，或者所述门盘部(411)底端的端面相对于所述进气导向面(11)具有向所述发动机燃烧室一侧的凸出。

6.根据权利要求5所述的发动机燃烧室，其特征在于：所述门盘部(411)底端的端面相对于所述进气导向面(11)具有向所述发动机燃烧室一侧的凸出时，所述门盘部(411)底端的端面与所述进气导向面(11)间的最大垂向距离在3mm以下。

7.根据权利要求1所述的发动机燃烧室，其特征在于：所述缸盖燃烧室(101)呈锥形。

8.一种发动机，其特征在于：于所述发动机上应用有如权利要求1至7中任一项所述的发动机燃烧室。

9.一种车辆，其特征在于：于所述车辆上安装有如权利要求8所述的发动机。