CN220791376U - 一种气缸组件、发动机和车辆 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种气缸组件、发动机和车辆，其中，气缸组件包括气缸、位于所述气缸内的活塞和位于所述气缸端部的缸盖，所述气缸的侧壁、所述活塞的顶面和所述缸盖的底面之间形成燃烧室，所述活塞的活塞边缘与所述缸盖的缸盖边缘之间的间隙由远离燃烧室向靠近燃烧室的方向增大。通过改变缸盖边缘和活塞边缘的形状，使得活塞边缘与缸盖边缘之间的间隙由远离燃烧室向靠近燃烧室的方向增大。在滚流进气不变的情况下，使得火焰传播更容易，避免混合气在区域内自燃引发爆震。

Description

一种气缸组件、发动机和车辆

技术领域

本实用新型涉及发动机技术领域，特别涉及一种气缸组件、发动机和车辆。

背景技术

目前的发动机的气缸内设置有活塞，气缸的端部设置有缸盖。活塞的顶面、气缸的内壁以及缸盖的底面之间围设出燃烧室。

为了增大燃烧室的面积，目前的发动机的缸盖为棚顶形缸盖，活塞为盆形活塞。具体的，棚顶形缸盖的顶部形状为V字型，盆形活塞为向远离缸盖的方向向下凹陷的形状，即缸盖和活塞向远离对方的方向突出，从而增大燃烧室的面积。

发动机工作时，使用较强的滚流进气，以加快火焰传播速度，优化燃烧效率。然而在活塞移动至上止点附近时，由于缸盖边缘和活塞边缘之间的间隙小，形成的挤流区空间小气体流动性差，火焰难以传播至间隙内部，导致挤流区内远离火焰的区域混合气容易自燃，形成爆震。

其中，滚流是气流绕与气缸中心轴线垂直的轴线有组织的大尺度旋流流动。爆震是燃烧室内火焰传播过程中，远端混合气在高温高压下自燃，在气缸内产生的高频压力波动。

因此，如何减少爆震的问题出现，以保证发动机的正常使用，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供了一种气缸组件，减少爆震的问题出现，以保证发动机的正常使用。本实用新型还提供了一种具有上述气缸组件的发动机和车辆。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种气缸组件，其包括气缸、位于所述气缸内的活塞和位于所述气缸端部的缸盖，所述气缸的侧壁、所述活塞的顶面和所述缸盖的底面之间形成燃烧室，

所述活塞的活塞边缘与所述缸盖的缸盖边缘之间的间隙由远离燃烧室向靠近燃烧室的方向增大。

优选的，上述的气缸组件中，所述活塞的端部为向远离所述缸盖的方向凹陷的盆形结构，且所述缸盖的顶部为向远离所述活塞的方向突出的棚顶形结构。

优选的，上述的气缸组件中，所述缸盖的缸盖边缘与所述缸盖的顶部的对应侧的侧边连接，并且所述缸盖边缘与对应侧的所述侧边共线且平行。

优选的，上述的气缸组件中，所述棚顶形结构为关于竖直方向中心线对称的V字型结构，且所述缸盖边缘相对于所述竖直方向中心线倾斜布置。

优选的，上述的气缸组件中，所述活塞的活塞边缘与所述活塞的端部连接，所述活塞边缘包括与所述缸盖边缘平行的倾斜段和向远离所述活塞边缘方向倾斜的平直段。

优选的，上述的气缸组件中，所述平直段与所述竖直方向中心线垂直。

优选的，上述的气缸组件中，所述平直段与所述活塞的端部圆滑过渡连接。

优选的，上述的气缸组件中，所述平直段的长度与所述倾斜段的长度相同。

一种发动机，包括气缸组件，其中，所述气缸组件为如上述任一项所述的气缸组件。

一种车辆，包括发动机，其中，所述发动机为上述所述的发动机。

本实用新型提供了一种发动机的气缸组件，通过改变缸盖边缘和活塞边缘的形状，使得活塞边缘与缸盖边缘之间的间隙由远离燃烧室向靠近燃烧室的方向增大。在滚流进气不变的情况下，使得火焰传播更容易，避免混合气在区域内自燃引发爆震。

此外，本实用新型还提供了一种发动机和车辆，其中，发动机具有上述气缸组件，因此，具有上述气缸组件的发动机和具有该发动机的车辆也具有上述技术效果。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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为现有技术中公开的发动机的结构示意图；

图2为现有技术中公开的发动机的燃烧室的结构示意图；

图3为现有技术中公开的发动机的燃烧室内燃烧时火焰面达到的位置的示意图；

图4为本实用新型实施例中公开的发动机的燃烧室的结构示意图；

图5为本实用新型实施例中公开的发动机的燃烧室内燃烧时火焰面达到的位置的示意图；

其中，01为缸盖、02为活塞、03为排气通道、04为进气通道、05为挤流区；

011为缸盖边缘、021为活塞边缘；

1为缸盖、2为活塞、3为挤流区；

11缸盖边缘、21为活塞边缘、211为倾斜段、212为平直段。

具体实施方式

本实用新型公开了一种气缸组件，减少爆震的问题出现，以保证发动机的正常使用。本实用新型还公开了一种具有上述气缸组件的发动机和车辆。

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅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。

如图1至图3所示，其中，图1为现有技术中公开的发动机的结构示意图；图2为现有技术中公开的发动机的燃烧室的结构示意图；图3为现有技术中公开的发动机的燃烧室内燃烧时火焰面达到的位置的示意图。

目前的发动机的气缸内设置有活塞02，气缸的端部设置有缸盖01。活塞02的顶面、气缸的内壁以及缸盖01的底面之间围设出燃烧室。

为了增大燃烧室的面积，图1中的缸盖01为棚顶形缸盖，活塞02为盆形活塞。具体的，棚顶形缸盖的顶部形状为V字型，盆形活塞为向远离缸盖的方向向下凹陷的活塞结构，即缸盖01和活塞02向远离对方的方向突出，从而增大燃烧室的面积。

缸盖01的顶部连接有进气通道04和排气通道03，并且进气通道04和排气通道03分别通过阀门与气缸内部连通。

图1所示的发动机工作时，使用较强的滚流进气，以加快火焰传播速度，优化燃烧效率。然而在活塞移动至上止点附近时，由于缸盖边缘011和活塞边缘021之间的间隙小，形成的挤流区05空间小气体流动性差，火焰难以传播至间隙内部，如图3所示，导致挤流区05内远离火焰的区域混合气容易自燃，形成爆震。

需要说明的是：滚流是气流绕与气缸中心轴线垂直的轴线有组织的大尺度旋流流动。爆震是燃烧室内火焰传播过程中，远端混合气在高温高压下自燃，在气缸内产生的高频压力波动。

鉴于上述技术问题，本申请中公开了一种发动机，通过改变缸盖边缘和活塞边缘的形状，以增大挤流区的大小，从而缓解爆震的问题。

如图4所示，图4为本实用新型实施例中公开的发动机的燃烧室的结构示意图。

发动机的气缸组件包括气缸、活塞2和缸盖1，其中，活塞2伸入于气缸内，气缸的端部设置有缸盖1。活塞2的顶面、气缸的内壁以及缸盖1的底面之间围设出燃烧室。

为了使火焰面能够进入挤流区3，一些实施例中，通过改变缸盖边缘11和活塞边缘21的形状，使得活塞边缘21与缸盖边缘11之间的间隙由远离燃烧室向靠近燃烧室的方向增大。可选的，活塞边缘21与缸盖边缘11之间的间隙可逐渐增大，也可等尺寸增大。

通过上述设置，在滚流进气不变的情况下，可使得火焰传播更容易，避免混合气在区域内自燃引发爆震。

一些实施例中，缸盖1为棚顶形缸盖，活塞2为盆形活塞。具体的，棚顶形缸盖的端部为向远离活塞2的方向突出的V字型结构。活塞2为盆形活塞，盆形活塞包括平面底部和与平面底部连接，并且高于平面底部的侧边。

需要说明的是，本文中涉及到的棚顶形缸盖和盆形活塞仅是对于形状的具体限定，一些实施例中，对于采用本申请中活塞2和缸盖1的边缘的挤流区的改进均在本申请的保护范围。

棚顶形缸盖的端部与缸盖边缘11连接，并且缸盖边缘11的延伸方向与棚顶形缸盖的侧边走向相同。活塞2的侧边与活塞边缘21连接，并且活塞边缘21向远离平面底部的方向倾斜。

可选的，缸盖1的缸盖边缘11与活塞2的活塞边缘21相对设置，缸盖边缘11和活塞边缘21之间形成挤流区3，并且挤流区3相对于活塞2的竖直方向中心线倾斜布置。

具体的，缸盖1为棚顶形缸盖，并且缸盖边缘11与缸盖1的端部的侧边共线且平行，从而使得缸盖边缘11为倾斜边缘，即缸盖边缘11与缸盖1的端部形成整体的V字型结构。

活塞边缘21包括倾斜段211和平直段212。其中，倾斜段211与缸盖边缘11平行布置，平直段212平行于活塞2的平面底部，即倾斜段211相对于平直段212倾斜，从而使得活塞边缘21与缸盖边缘11之间的间隙由倾斜段211向平直段212增大，实现挤流区3靠近燃烧室的位置的边缘入口增大。

参见图4，平直段212与活塞2的竖直方向中心线垂直布置，而倾斜段211相对于平直段212倾斜，并且倾斜段211与缸盖边缘11平行，倾斜段211与缸盖边缘11形成斜挤流区。

通过改变缸盖边缘11和活塞边缘21的形状，使得倾斜段211和缸盖边缘11之间形成斜挤流区，平直段212和缸盖边缘11之间的边缘入口增大。在滚流进气不变的情况下，利用斜挤流，并扩大边缘入口，使得火焰传播更容易，避免混合气在区域内自燃引发爆震。

此外，缸盖边缘11采用直线过渡，有利于减小进气流动阻力，降低流动损失，保证缸内湍流能量，着火后促进火焰传播。

进一步的，为了减小进气流动阻力，可将平直段212与活塞2的端部圆滑过渡连接，具体的，平直段212与活塞2的边缘连接。

结合图5所示，本申请中公开的燃烧室内的火焰能够进入挤流区3，从而有降低了混合气自燃的趋势，减小爆震的可能性。

一些实施例中，上述的平直段212和倾斜段211的长度相同，可保证平直段212与缸盖边缘11之间的边缘入口较大，有利于火焰面进入边缘入口。

利用三维仿真计算软件对比图2所示方案与图4所示方案的燃烧效果，结果如下：

通过比较可知，发动机的气缸组件的缸盖边缘11区域尤其是进气侧，由于缸盖边缘11和倾斜段211形成了斜挤流，外加缸盖边缘11和平直段212之间形成的边缘入口扩张，使得火焰能够发展到位，有效防止爆震。

此外，本申请中还公开了一种发动机，包括气缸组件，其中，该气缸组件为上述实施例中公开的气缸组件，因此，具有该气缸组件的发动机也具有上述所有技术效果，在此不再一一赘述。

另外，本申请中还公开了一种车辆，包括发动机，其中，该发动机为上述实施例中公开的发动机，因此，具有该发动机的车辆也具有上述技术效果，在此不再一一赘述。

需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与有关实用新型相关的部分。在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及现有实施例中的特征可以相互组合。

以上描述仅为本实用新型的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明而已，并不用于限制本实用新型。对于本领域技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。本实用新型中所涉及的实用新型范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离上述实用新型构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本实用新型中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。

Claims (8)

1.一种气缸组件，其特征在于，包括气缸、位于所述气缸内的活塞和位于所述气缸端部的缸盖，所述气缸的侧壁、所述活塞的顶面和所述缸盖的底面之间形成燃烧室，

所述活塞的活塞边缘与所述缸盖的缸盖边缘之间的间隙由远离燃烧室向靠近燃烧室的方向增大；

所述缸盖边缘相对于竖直方向中心线倾斜布置；

所述活塞的活塞边缘与所述活塞的端部连接，所述活塞边缘包括与所述缸盖边缘平行的倾斜段和向远离所述活塞边缘方向倾斜的平直段；

所述平直段与所述竖直方向中心线垂直。

2.根据权利要求1所述的气缸组件，其特征在于，所述活塞的端部为向远离所述缸盖的方向凹陷的盆形结构，且所述缸盖的顶部为向远离所述活塞的方向突出的棚顶形结构。

3.根据权利要求2所述的气缸组件，其特征在于，所述缸盖的缸盖边缘与所述缸盖的顶部的对应侧的侧边连接，并且所述缸盖边缘与对应侧的所述侧边共线且平行。

4.根据权利要求3所述的气缸组件，其特征在于，所述棚顶形结构为关于竖直方向中心线对称的V字型结构。

5.根据权利要求1所述的气缸组件，其特征在于，所述平直段与所述活塞的端部圆滑过渡连接。

6.根据权利要求1所述的气缸组件，其特征在于，所述平直段的长度与所述倾斜段的长度相同。

7.一种发动机，包括气缸组件，其特征在于，所述气缸组件为如权利要求1至6任一项所述的气缸组件。

8.一种车辆，包括发动机，其特征在于，所述发动机为如权利要求7所述的发动机。