CN214887351U - 一种内燃机 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出了一种内燃机，该内燃机包括气缸、缸盖、活塞、预燃室和主燃烧室，所述缸盖安装于所述气缸上；所述活塞收纳于所述气缸，并沿着所述气缸的轴线往复运动；所述缸盖内设置有所述主燃烧室，所述主燃烧室设置有进气道和排气道；所述预燃室安装于所述缸盖上，所述预燃室包括用于储存废气的废气腔、预燃腔和开闭阀，所述预燃腔与所述主燃烧室连通；所述开闭阀设置在所述废气腔与所述预燃腔之间，所述废气腔通过所述开闭阀与所述预燃腔连通。本实用新型的内燃机解决了现有的内燃机预燃室内的废气残余高的问题。

Description

一种内燃机

技术领域

本实用新型涉及发动机技术领域，尤其涉及一种内燃机。

背景技术

随着油耗法规愈加严苛，内燃机超高热效率成为追求的目标。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。在点燃、往复式的发动机中，使用预燃室湍流射流点火技术能大幅提高发动机的有效热效率。预燃室射流点火能提高燃烧速度、抑制爆震、扩展稀燃极限，在改善汽油机热效率方面具有一定潜力。预燃室射流点火首先引燃预燃室空腔内的混合气，高温高压混合气通过小孔喷向主燃烧室，形成高速射流火焰，大幅增加点火面积，提高燃烧速度。另一方面，预燃室内未燃中间产物也可加快燃烧进程。但是由于预燃室与主燃烧室的小孔通道直径较小，预燃室点燃后的残余废气不能在进气和排气冲程全部排出到主燃烧室，导致预燃室内的废气残余系数较大，在部分负荷时导致预燃室内点火燃烧不稳定，甚至失火，使得主燃烧室的燃烧稳定性较差。

现有技术中，一般使用空气喷射器的预燃室和引入油气混合气的预燃室，将残余废气排出预燃室，使预燃室内的残余废气减小。但空气喷射器的预燃室需要高压气体，增加了机构的复杂程度和成本，且气体喷射器体积较大，在小缸径的汽油发动机上较难安装。引入的油气混合气将预燃室中油气混合气需要提前制备，需要加热器、喷射器等设备，设备复杂、成本较高、体积较大。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题中：针对现有的内燃机预燃室内的废气残余高的问题，提供一种内燃机。

本实用新型提供了一种内燃机，包括气缸、缸盖、活塞、预燃室和主燃烧室，所述缸盖安装于所述气缸上；所述活塞收纳于所述气缸，并沿着所述气缸的轴线往复运动；所述缸盖内设置有所述主燃烧室，所述主燃烧室设置有进气道和排气道；所述预燃室安装于所述缸盖上，所述预燃室包括用于储存废气的废气腔、预燃腔和开闭阀，所述预燃腔与所述主燃烧室连通；所述开闭阀设置在所述废气腔与所述预燃腔之间，所述废气腔通过所述开闭阀与所述预燃腔连通。

可选地，所述预燃室还包括至少一个废气通道、至少一个喷射孔和火花塞，所述废气通道连通所述预燃腔与所述废气腔，所述废气通道上设置有所述开闭阀；所述喷射孔连通所述预燃腔与所述主燃烧室；所述火花塞一端延伸入所述预燃腔内。

可选地，所述废气通道为圆柱形通道，所述废气通道的直径为0.8-2mm，所述喷射孔的孔径为0.8-2mm。

可选地，所述喷射孔的轴线与所述预燃腔的中心轴线呈一定夹角，所述喷射孔的个数为1～12个。

可选地，所述废气腔与所述预燃腔的体积比为(0.1～0.2)：1。

可选地，所述进气道内设置有用于打开或关闭所述进气道的进气门，所述排气道内设置有用于打开或关闭所述排气道的排气门；所述进气门和所述排气门均可移动地安装于所述缸盖上。

可选地，所述进气门和所述排气门近所述主燃烧室的一端均呈圆锥结构，所述圆锥结构上设置有密封面。

可选地，所述活塞外周安装有密封环，所述密封环设置在所述活塞与所述气缸之间。

可选地，所述内燃机还包括喷射器，所述喷射器安装于所述缸盖上，所述喷射器一端延伸入所述进气道中。

在本实用新型中，通过在预燃室内设置与预燃腔连通的废气腔，使得内燃机在压缩冲程中，主燃烧室的混合气进入预燃腔，开闭阀开启使预燃腔内的残余废气被压入废气腔，然后在压缩冲程结束时，关闭开闭阀，减少废气腔内的废气回流到预燃腔，最终预燃腔的残余废气减少。或可根据预燃腔内部的残余废气浓度判断是否连通废气腔，当预燃腔内废气系数小于10％时，不同冲程下均可通过开闭阀将废气腔关闭；当预燃腔内废气系数大于10％时，通过废气腔来减少预燃腔的残余废气。该内燃机中的预燃室结构简单，加工方便，空间小，清除预燃室废气效率高，费用低。

附图说明

图1是本实用新型一实施例提供的一种内燃机的结构示意图；

图2是本实用新型一实施例提供的一种内燃机的预燃室的结构示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

为了说明本实用新型的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。

如图1和图2所示，本实用新型的一实施例的一种内燃机，包括气缸1、缸盖2、活塞3、预燃室40和主燃烧室50，所述缸盖2安装于所述气缸1上。所述活塞3收纳于所述气缸1，并沿着所述气缸1的轴线往复运动。所述缸盖2内设置有所述主燃烧室50，所述主燃烧室50设置有进气道51和排气道52。所述预燃室40安装于所述缸盖2上，所述预燃室40包括用于储存废气的废气腔41、预燃腔42和开闭阀43，所述预燃腔42与所述主燃烧室50连通。所述开闭阀43设置在所述废气腔41与所述预燃腔42之间，所述废气腔41通过所述开闭阀 43与所述预燃腔42连通。具体地，所述缸盖2与所述气缸1通过螺栓连接，预燃室40通过螺纹或压紧的方式安装在缸盖2上，开闭阀43通过电机或液压***启动，所述废气腔41设置在所述预燃腔42远离所述主燃烧室50的一端。

本实施例中内燃机的工作过程为：以往复式的四冲程发动机为例，在进气冲程时，进气道51开启，排气道52关闭，活塞3沿气缸1的轴线向远离预燃室40的方向运动，空气从进气道51进入主燃烧室50。主燃烧室50内喷入燃料，形成油气混合物。

在压缩冲程，进气道51、排气道52均关闭，活塞3沿气缸1的轴线向靠近预燃室40的方向运动。主燃烧室50内的油气混合物被压入预燃腔42内。在压缩冲程末端，活塞3将要到达上止点时，引燃预燃腔42的燃料。预燃腔42内的压力上升，高温混合气从预燃腔42喷进主燃烧室50。

做功冲程，主燃烧室50的混合气被点燃，推动活塞3沿气缸1的轴线向远离预燃室40的方向运动。

在排气冲程，排气道52开启，活塞3沿气缸1的轴线向靠近预燃室40的方向运动，已经燃烧过的废气从主燃烧室50进入排气道52。当压缩上止点时，预燃腔42内废气系数小于10％时，不同冲程下均可关闭开闭阀43，此时废气腔 41不起作用。当预燃腔42内废气系数大于10％时，通过废气腔41来减少预燃腔42的残余废气。

在发动机进气冲程开闭阀43开启，使得废气腔41内的气体，在活塞3产生的负压环境时，废气腔41内的废气经过预燃腔42进入主燃烧室50，将预燃腔42内的废气排出。开闭阀43开启状态时，压缩冲程预燃室40腔的废气被新鲜混合气推动，压入废气腔41，减少预燃室40腔的残余废气。在压缩上止点附近时，预燃腔42的燃料引燃前，关闭开闭阀43，从而减少废气腔41内的废气回流到预燃腔42。

重复上述步骤，循环往复。

在本实施例中，通过在预燃室40内设置与预燃腔42连通的废气腔41，使得内燃机在压缩冲程中，主燃烧室50的混合气进入预燃腔42，开闭阀43开启使预燃腔42内的残余废气被压入废气腔41，然后在压缩冲程结束时，关闭开闭阀43，减少废气腔41内的废气回流到预燃腔42，最终预燃腔42的残余废气减少。或可根据预燃腔42内部的残余废气浓度判断是否连通废气腔41，当预燃腔 42内废气系数小于10％时，不同冲程下均可通过开闭阀43将废气腔41关闭；当预燃腔42内废气系数大于10％时，通过废气腔41来减少预燃腔42的残余废气。该内燃机中的预燃室40结构简单，加工方便，空间小，清除预燃室40废气效率高，费用低。

如图1和图2所示，在本实用新型的一些实施例中，所述预燃室40还包括至少一个废气通道44、至少一个喷射孔45和火花塞46，所述废气通道44连通所述预燃腔42与所述废气腔41，所述废气通道44上设置有所述开闭阀43。所述喷射孔45连通所述预燃腔42与所述主燃烧室50。所述火花塞46一端延伸入所述预燃腔42内。具体地，所述火花塞46安装在预燃室40上，且与所述预燃室40通过螺纹连接。

在本实用新型的一些实施例中，所述废气通道44为圆柱形通道，所述废气通道44的直径为0.8-2mm，所述喷射孔45的孔径为0.8-2mm。

在本实用新型的一些实施例中，所述喷射孔45的轴线与所述预燃腔42的中心轴线呈一定夹角，所述喷射孔45的个数为1～12个。

在本实用新型的一些实施例中，所述废气腔41与所述预燃腔42的体积比为(0.1～0.2)：1。预燃腔42的容积占主燃烧室50的容积的1～2％。预燃室40 占用空间小，便于安装在缸盖2上。

如图1所示，在本实用新型的一些实施例中，所述进气道51内设置有用于打开或关闭所述进气道51的进气门53，所述排气道52内设置有用于打开或关闭所述排气道52的排气门54。所述进气门53和所述排气门54均可移动地安装于所述缸盖2上。具体地，缸盖2上开设有安装孔，进气门53和排气门54沿着安装孔的轴线方向移动。

如图1所示，在本实用新型的一些实施例中，所述进气门53和所述排气门 54近所述主燃烧室50的一端均呈圆锥结构，所述圆锥结构上设置有密封面531，用于密封气体。进一步地，密封面531上涂覆有胶面。

如图1所示，在本实用新型的一些实施例中，所述活塞3外周安装有密封环6，所述密封环6设置在所述活塞3与所述气缸1之间，用于密封气体和润滑油。

如图1所示，在本实用新型的一些实施例中，所述内燃机还包括喷射器7，所述喷射器7安装于所述缸盖2上，所述喷射器7一端延伸入所述进气道51中。具体地，所述喷射器7通过压紧的方式安装于所述缸盖2上，用于向主燃烧室 50内喷射燃料。

以上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精神和范围，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种内燃机，其特征在于，包括气缸、缸盖、活塞、预燃室和主燃烧室，所述缸盖安装于所述气缸上；所述活塞收纳于所述气缸，并沿着所述气缸的轴线往复运动；所述缸盖内设置有所述主燃烧室，所述主燃烧室设置有进气道和排气道；所述预燃室安装于所述缸盖上，所述预燃室包括用于储存废气的废气腔、预燃腔和开闭阀，所述预燃腔与所述主燃烧室连通；所述开闭阀设置在所述废气腔与所述预燃腔之间，所述废气腔通过所述开闭阀与所述预燃腔连通。

2.根据权利要求1所述的内燃机，其特征在于，所述预燃室还包括至少一个废气通道、至少一个喷射孔和火花塞，所述废气通道连通所述预燃腔与所述废气腔，所述废气通道上设置有所述开闭阀；所述喷射孔连通所述预燃腔与所述主燃烧室；所述火花塞一端延伸入所述预燃腔内。

3.根据权利要求2所述的内燃机，其特征在于，所述废气通道为圆柱形通道，所述废气通道的直径为0.8-2mm，所述喷射孔的孔径为0.8-2mm。

4.根据权利要求2所述的内燃机，其特征在于，所述喷射孔的轴线与所述预燃腔的中心轴线呈一定夹角，所述喷射孔的个数为1～12个。

5.根据权利要求1所述的内燃机，其特征在于，所述废气腔与所述预燃腔的体积比为(0.1～0.2)：1。

6.根据权利要求1所述的内燃机，其特征在于，所述进气道内设置有用于打开或关闭所述进气道的进气门，所述排气道内设置有用于打开或关闭所述排气道的排气门；所述进气门和所述排气门均可移动地安装于所述缸盖上。

7.根据权利要求6所述的内燃机，其特征在于，所述进气门和所述排气门近所述主燃烧室的一端均呈圆锥结构，所述圆锥结构上设置有密封面。

8.根据权利要求1所述的内燃机，其特征在于，所述活塞外周安装有密封环，所述密封环设置在所述活塞与所述气缸之间。

9.根据权利要求1所述的内燃机，其特征在于，所述内燃机还包括喷射器，所述喷射器安装于所述缸盖上，所述喷射器一端延伸入所述进气道中。

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