CN215566237U - 直喷汽油机预燃结构及直喷汽油机 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种直喷汽油机预燃结构及直喷汽油机,该预燃结构包括固定在气缸盖上的壳体,以及点火装置,壳体的内部形成有预燃室,收容在壳体内的点火装置,将高压电引入到预燃室内;于壳体的底部形成有多个通孔,多个通孔连通预燃室和形成在气缸盖内的主燃室,各通孔的喷射路径中心线和气缸盖的中心线的夹角为大于45°的锐角。本实用新型的直喷汽油机预燃结构,混合气在预燃室内被点燃并通过多个通孔向主燃室传递,形成多个着火点,并通过设计通孔角度,能够有效提高预燃效果。
Description
技术领域
本实用新型涉及汽油机技术领域,特别涉及一种直喷汽油机预燃结构。另外,本实用新型还涉及一种直喷汽油机。
背景技术
目前国内外汽车行业中,高热效率小排量增压直喷混动专用汽油机受到众多关注。在增压直喷汽油机开发过程中,爆震是抑制热效率提升的重要因素之一。现有汽油机的燃烧室主要有:半球形燃烧室、蓬形燃烧室、楔形燃烧室等多种几个形状,上述燃烧室虽然加工简单,成产成本低,受热面积小,但是在混合气燃烧过程中容易产生“爆震”,限制了汽油机热效率的提高,从而降低汽油机的动力性、经济性和排放性。
汽油机的燃烧室在整个燃烧过程中起着至关重要的作用,随着发动机技术对热效率的追求越来越高,传统的预燃室在点火时,混合气燃烧不均极易发生爆震的情况,而提高混合气预燃效果已成为降低发动机爆震情况发生的必要手段。
实用新型内容
有鉴于此,本实用新型旨在提出一种直喷汽油机预燃结构,以改善混合气燃烧的均匀性,提高预燃效果。
为达到上述目的,本实用新型的技术方案是这样实现的:
一种直喷汽油机预燃结构,固定在气缸盖上的壳体,以及点火装置;其中:
所述壳体的内部形成有预燃室,收容在所述壳体内的所述点火装置,将高压电引入到所述预燃室内;
于所述壳体的底部形成有多个通孔,多个所述通孔连通所述预燃室和形成在所述气缸盖内的主燃室;
各所述通孔的喷射路径中心线和所述气缸盖的中心线的夹角为大于45°的锐角。
进一步的,各所述通孔的喷射路径中心线和所述气缸盖的中心线的夹角角度为66°~80°。
进一步的,各所述通孔的直径为1mm~1.2mm。
进一步的,所述壳体的底部呈球面状。
进一步的,各所述通孔的喷射路径均为直线,且所有所述通孔的喷射路径整体呈发散状。
进一步的,在所述壳体的外表面上设有外凸设置的定位块。
进一步的,所述定位块被设置为沿所述壳体的周向间隔分布的至少两个。
进一步的,所述壳体包括主壳体,以及安装体;
所述主壳体顶部敞口设置,并以埋入的方式固定到气缸盖上,所述预燃室形成在所述主壳体的内部;
所述安装体固定设置在埋入状态的所述主壳体上方,所述安装体螺纹连接所述气缸盖;所述安装体上下贯通,在所述安装体的内部形成有安装腔;点火装置的下端保持在所述安装腔内。
进一步的,所述预燃室的容积占燃烧室总容积的4%~6%。
进一步的,于所述安装体的外表面上形成有螺接所述气缸盖的外螺纹。
进一步的,在所述安装体和所述主壳体之间装配有密封垫片。
相对于现有技术,本实用新型具有以下优势:
(1)本实用新型所述的直喷汽油机预燃结构,发动机压缩冲程会将主燃室内的部分混合气由通孔压入预燃室,混合气在预燃室内被点燃后,混合气燃烧膨胀通过多个通孔向主燃室喷射,通过设计各通孔的角度,改善多个通孔预燃同步性,有效提高预燃效果。
(2)壳体的底部设置呈球面状,多个通孔分布在球面状的范围内,该结构设计,可以提高预燃结构整体的使用效果。
(3)定位块的设置,防止主壳体在气缸盖内发生扭转,提高主壳体安装在气缸盖内时的稳定性。
(4)主壳体与安装体采用分体式结构,使得预燃结构整体装配简单,便于生产,此外,主壳体采用埋入的方式固定在气缸盖上,安装体与气缸盖固连以保持和主壳体的位置匹配,安装较为稳固。
本实用新型的另一个目的在于提出一种直喷汽油机,包括气缸盖,形成在气缸盖内的主燃室,于气缸盖上装配有如上所述的预燃结构。
进一步的,所述通孔的喷射轴线与发动机Y向的夹角为β,相邻的两个β的角度差为44°至45°。
相对于现有技术,本实用新型提出的直喷汽油机,装配有以上所提供的预燃结构,可有效提高预燃效果,且其安装操作简便,安装后整体结构稳定性较好。
附图说明
构成本实用新型的一部分的附图,是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是用于解释本实用新型,其中涉及到的前后、上下等方位词语仅用于表示相对的位置关系,均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预燃结构的结构示意图;
图2为本实用新型实施例一所述的预燃结构的剖视图;
图3为本实用新型实施例一所述的预燃结构的使用状态示意图;
图4为本实用新型实施例二所述的直喷汽油机的部分结构剖视图;
图5为本实用新型实施例二所述的通孔的喷射路径示意图。
附图标记说明:
1、气缸盖;101、主燃室;2、壳体;201、主壳体;2011、空腔;20111、预燃室;2012、通孔;2013、定位块;202、安装体;2021、安装腔;3、密封垫片;4、点火装置。
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。
在本实用新型的描述中,需要说明的是,若出现“上”、“下”、“内”、“外”等指示方位或位置关系的术语,其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,在本实用新型的描述中,除非另有明确的限定,术语“安装”、“相连”、“连接”“连接件”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,可以结合具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
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
本实用新型及一种直喷汽油机预燃结构,其在整体结构上,包括固定在气缸盖上的壳体,以及点火装置。
其中,在壳体的内部形成有预燃室,收容在壳体内的点火装置,将高压电引入到预燃室内,于主壳体的底部形成有多个通孔,多个通孔连通预燃室和形成在气缸盖内的主燃室;各通孔的喷射路径中心线和气缸盖的中心线的夹角为大于45°的锐角。
如上结构,混合气在预燃室内被点燃后,混合气燃烧膨胀通过多个通孔向主燃室喷射,形成多个着火点以缩短燃烧期,此外,通过设计各通孔的角度,能够进一步缩短燃烧期,并有效提高预燃效果。
基于如上的整体设计思想,本实施例的一种示例性结构,如图1和图2所示,壳体2采用分体式结果,其包括主壳体201,以及安装体202,其中,主壳体201的整体呈柱状结构,其顶部敞口,底部封闭设置。在主壳体201的内部形成有空腔2011,该空腔2011的中下部被定义形成预燃室20111。本实施例中,为了更好的提高装配效果以及预燃效果,预燃室20111的横截面面积小于空腔2011的横截面积,从主壳体201的外部形态上看,具有预燃室20111的主壳体201部分,相对于主壳体201的上部,呈阶梯状的变径结构。
在壳体2的底部,即主壳体201的底部形成有通孔2012。通孔2012的作用为用于连通预燃室20111和如下描述的设置在气缸盖1内的主燃室102,通过该通孔2012,可以将预燃室20111内点燃的气体,引入到主燃室102内。在本实施例中,通孔2012被设置成多个,其具体数量,可根据车辆排量来确定,如在1.5L排量的四缸汽油机中,可以将通孔2012设置成本实施例的八个。通孔2012的直径为1mm~1.2mm为优,具体的,通孔2012直径可为1mm、1.1mm或1.2mm,在本实施例中,通孔2012直径采用1.1mm。
为了进一步提高通孔2012对点燃气体的引导效果,以及对主燃室102内气体的点燃效果,本实施例中参照图1,将主壳体201的底部,设置为球面状,多个通孔2012分布在球面状的范围内。该结构设计,可以进一步的提高整体的使用效果。
安装体202的整体形状,同样为柱状结构。在安装体202的内部形成有安装腔2021,构成安装腔2021的安装体202内壁上形成有内螺纹,该内螺纹和诸如火花塞等点火装置4外部的外螺纹旋接,以将点火装置4保持在安装腔2021内,这样,点火装置4可将高压电引入到预燃室20111内。如图2所示,火花塞保持在安装腔2021内,火花塞的点火端伸入至主壳体201空腔2011的中部位置,以便更好的引燃混合气。
本实施例中,为了将构成壳体2的安装体202和主壳体201,安装在气缸盖1上,主壳体201以压装的方式,埋入到气缸盖1内,此时,主壳体201的顶部,应与气缸盖1的顶面之间,具有一定的落差高度。
为了进一步提高主壳体201埋入在气缸盖1内时的稳定性,本实施例中,在主壳体201的外壁上设有外凸设置的定位块2013,本实施例中的定位块2013可设置为两个,两个定位块2013沿着主壳体201的周向,间隔布置。在主壳体201埋入到气缸盖1内时,两个定位块2013镶嵌在气缸盖1内,防止主壳体201在气缸盖1内发生扭转。
安装体202的圆周外表面上构造有外螺纹,安装体202与气缸盖1的固定方式则采用螺纹连接,具体而言,埋入状态的主壳体201上的气缸盖1上,设置有用于固定安装体202的安装孔,该安装孔的内壁上构造有内螺纹,以与安装体202螺接。如上结构,能够保证在高压和高温条件下预燃结构不易松动,进而提高预燃结构的可靠性。其最终安装状态结果,如图3所示。
为保证安装体202与主壳体201之间的密封性,在安装体202和主壳体201之间装配有密封垫片3,由此可防止混合气泄露,保证混合气的燃烧效果,同时也可保证汽油机点燃混合气时的安全性。
在装配本实施例的预燃结构时,需先将主壳体201压装到气缸盖1上,同时通过定位块2013对主壳体201进行角度定位,随后安装密封垫片3,最后将安装体202与气缸盖1螺纹连接固定,而主壳体201和密封垫片3则随安装体202的转动被压紧,由此可完成预燃结构于气缸盖1上的安装。
此外,基于图3所示的使用状态示意图,由于气缸盖1上还设置有喷油器和气门等必要结构,如在1.5L排量的四缸汽油机中,气门则为设置在气缸盖1上圆周布置的四个,为提升气门和活塞的耐久性,各通孔2012可分别朝向四个气门之间的空隙和四个活塞头部的气门避让坑设置。其中,通孔2012的喷射路径中心线和气缸盖1中心线的夹角定义为α,试验数据表明,通孔2012的喷射路径中心线和气缸盖1的中心线的夹角α为66°~80°为佳。
本实施例中,各通孔2012的喷射路径中心线和气缸盖1中心线的夹角α可依次设置为68°、70°、78°、71°、67°、71°、78°、70°,如此设计,使得通孔2012的喷射火焰能够避开气门和活塞顶部,进而能够延长气门和活塞的耐久性。
可以理解的,当发动机压缩冲程时,会将主燃室102内的部分混合气由通孔2012压入预燃室20111,而火花塞点火后,混合气受热产生膨胀,此时燃烧的混合气通过通孔2012向主燃室102喷射,进而形成多个着火点,以点燃主燃室102内的混合气,由此可缓解发动机产生爆震的现象。
实施例二
本实施例涉及一种直喷汽油机,其一种示例性的部分结构,如图4所示,该汽油机包括气缸盖1,以及形成在气缸盖1内的主燃室102。实施例一涉及的直喷汽油机预燃结构,以倾斜的姿态装配在气缸盖1上,此时主壳体201的底部部分伸入到主燃室102内,通过通孔2012,使预燃室20111与主燃室102连通。
另外,结合图5所示的通孔2012的喷射路径图,为了提高整体使用效果,本实施例中,各通孔2012的喷射路径L均为直线,且所有通孔2012的喷射路径整体呈发散状;为进一步提高预燃效果,通过调节各通孔2012的喷射轴线与发动机Y向之间的喷射角度,可改变由通孔2012喷射出的火焰的喷射路程。由此可以明确的是,当喷射火焰由各通孔2012喷出的喷射路程均等,可使混合气的引燃变得更加均匀。
基于此思想,通孔2012的喷射轴线与发动机Y向的夹角定义为β,试验数据表明,本实施例中β可顺次设置为5°、50°、95°、140°、184°、228°、273°、317°为优,也即相邻的两个β的角度差为44°至45°。通过设计各通孔2012的喷射角度,可使得由通孔2012喷射的火焰,自起始点沿各自的喷射轨迹到主燃室102的最远距离,即各通孔2012的喷射路程尽可能的均等,从而有利于预燃效果的提升,减小发动机爆震现象的发生,进而可提高发动机工作的稳定性。
此外,在本实施例中,为了进一步提高预燃效果,结合图4所示的,预燃室20111容积占主燃室102总容积的4~6%,尤其是在5%时,燃烧速率及效果最佳。
本实施例的直喷汽油机,通过装配有上述实施例一中所述的预燃结构,其安装操作简便,且安装后,整体结构稳定性较好。
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 (13)
1.一种直喷汽油机预燃结构,其特征在于:该预燃结构包括固定在气缸盖(1)上的壳体(2),以及点火装置(4);
所述壳体(2)的内部形成有预燃室(20111),收容在所述壳体(2)内的所述点火装置(4),将高压电引入到所述预燃室(20111)内;
于所述壳体(2)的底部形成有多个通孔(2012),多个所述通孔(2012)连通所述预燃室(20111)和形成在所述气缸盖(1)内的主燃室(101);
各所述通孔(2012)的喷射路径中心线和所述气缸盖(1)的中心线的夹角为大于45°的锐角。
2.根据权利要求1所述的直喷汽油机预燃结构,其特征在于:各所述通孔(2012)的喷射路径中心线和所述气缸盖(1)的中心线的夹角角度为66°~80°。
3.根据权利要求2所述的直喷汽油机预燃结构,其特征在于:各所述通孔(2012)的直径为1mm~1.2mm。
4.根据权利要求1所述的直喷汽油机预燃结构,其特征在于:所述壳体(2)的底部呈球面状。
5.根据权利要求1所述的直喷汽油机预燃结构,其特征在于:各所述通孔(2012)的喷射路径均为直线,且所有所述通孔(2012)的喷射路径整体呈发散状。
6.根据权利要求1所述的直喷汽油机预燃结构,其特征在于:在所述壳体(2)的外表面上设有外凸设置的定位块(2013)。
7.根据权利要求6所述的直喷汽油机预燃结构,其特征在于:所述定位块(2013)被设置为沿所述壳体(2)的周向间隔分布的至少两个。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的直喷汽油机预燃结构,其特征在于:所述壳体(2)包括主壳体(201),以及安装体(202);
所述主壳体(201)顶部敞口设置,并以埋入的方式固定到气缸盖(1)上,所述预燃室(20111)形成在所述主壳体(201)的内部;
所述安装体(202)固定设置在埋入状态的所述主壳体(201)上方,所述安装体(202)螺纹连接所述气缸盖(1);所述安装体(202)上下贯通,在所述安装体(202)的内部形成有安装腔(2021);点火装置(4)的下端保持在所述安装腔(2021)内。
9.根据权利要求8所述的直喷汽油机预燃结构,其特征在于:所述预燃室(20111)的容积占所述主燃室(101)容积的4%~6%。
10.根据权利要求8所述的直喷汽油机预燃结构,其特征在于:于所述安装体(202)的外表面上形成有螺接所述气缸盖(1)的外螺纹。
11.根据权利要求8所述的直喷汽油机预燃结构,其特征在于:在所述安装体(202)和所述主壳体(201)之间装配有密封垫片(3)。
12.一种直喷汽油机,包括气缸盖(1),形成在所述气缸盖(1)内的主燃室(101),其特征在于:于所述气缸盖(1)上装配有如权利要求1至11中任一项所述的预燃结构。
13.根据权利要求12所述的直喷汽油机,其特征在于:所述通孔(2012)的喷射轴线与发动机Y向的夹角为β,相邻的两个β的角度差为44°至45°。
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