一種汽油發動機缸內直噴燃燒系統的製作方法

2023-05-12 20:34:46

專利名稱：一種汽油發動機缸內直噴燃燒系統的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於汽車技術領域，涉及一種汽油發動機缸內直噴燃燒系統。
背景技術：
隨著科學技術的發展和人們生活水平的提高，汽車已經走進千家萬戶，成為人們日常出行最主要的交通工具。現代汽車所使用的引擎，都屬於傳統內燃機引擎一類，即燃油與新鮮空氣在氣缸外形成混合氣，進入氣缸後點燃，將燃料化學能轉化為壓力，推動活塞做功，藉以推動汽車。在這樣的過程之中，如何能讓燃油與空氣之間獲得最佳的空燃比及燃燒效果，將直接決定引擎動力性能和燃油經濟性。傳統的汽油發動機是通過噴油器將汽油噴入進氣道，燃油直接噴射至進氣門背部，利用氣門溫度及氣門打開時從燃燒室回流的氣體溫度將液態燃油霧化，與新鮮空氣均 勻混合後進入燃燒室。由於直接噴入進氣道，汽油同空氣的混合情況受進氣氣流和氣門開閉時間、升程大小的影響較大，並且微小的油顆粒會吸附在氣道壁上，在怠速及部分負荷工況泵氣損失大，燃油效率低、排放性差、起動性差；且車載發動機在工況循環變動情況下，噴油器響應慢，難以形成理想空燃比混合氣，燃油經濟性差、排放差。為此，工程師研究出了一種燃油缸內直噴技術，通過高壓油泵輸出高壓燃油，高壓油經油軌分配後，由直接安裝於燃燒室內的噴油器將燃油噴入汽缸。供油系統採用缸內直噴設計的最大優勢，就在於燃油是以極高壓力直接注入燃燒室中，油束直徑小，缸內溫度高，油氣的霧化效果和燃燒效率更為優異。加上近來車上各項電子系統的控制技術大幅度進步，ECU對於進氣量與噴油噴射時機的判讀與控制也愈加精準，因此缸內直噴技術得以實現，發動機的燃燒效率可大幅提升，提升了動力性、燃油經濟性和排放性。但是，在現有缸內直噴技術中，其發動機燃燒系統還存在一些不足，噴油器噴射的油霧會直接噴射到低溫的汽缸套上，使出現溼壁，溼壁會對燃油造成浪費，而且液態燃油會破壞汽缸套的潤滑油膜，同時燃油被活塞環刮入油底殼，會稀釋機油，影響發動機潤滑效果，降低發動機使用壽命；二是發動機在進氣行程中吸入的空氣難以形成有組織的滾流，導致油氣混合不均勻，無法充分燃燒，因此油耗較高。以上種種原因造成了現有汽車發動機燃燒系統的燃燒效率和燃油經濟性降低。
發明內容本實用新型的目的是針對現有的技術存在上述問題，提出了一種能防止發動機溼壁發生同時能提高油氣混合效果，繼而提升發動機燃燒系統的燃燒效率和燃油經濟性的汽油發動機缸內直噴燃燒系統。本實用新型的目的可通過下列技術方案來實現一種汽油發動機缸內直噴燃燒系統，包括缸體和設置在缸體上的缸蓋，在缸體上設有活塞，該活塞在缸體上做往復直線運動，所述活塞的頂部與所述的缸蓋形成燃燒室，在缸蓋上進氣道的一側設有對燃燒室進行噴油的噴油器，所述的活塞頂部設有一能對噴油器噴射的油束形成導流作用的凹槽。[0008]高壓油泵安裝於氣缸蓋罩上，經高壓油泵泵出的高壓燃油供給高壓油軌，然後把燃油分配給各缸，噴油器再根據ECU命令，執行燃油噴射時刻和持續時間，精確的把燃油噴入燃燒室。由於噴油器設置在缸蓋上進氣道的一側，噴油時油束可帶動空氣進一步形成滾流，加速油氣混合，迅速達到當量空燃比，使燃燒充分、油耗降低。由於活塞頂部設有凹槽，該凹槽能阻擋油束噴射到溫度較低的汽缸套上，因此能避免溼壁現象的發生，另外，凹槽對噴油器噴射的油霧具有導向作用使油束向火花塞方向運動，保證各工況下點火穩定。在上述的汽油發動機缸內直噴燃燒系統中，所述的凹槽槽底為一弧形底，上述的噴油器的噴嘴口與所述弧形底相對。凹槽對油束的作用為-阻擋導向。在上述的汽油發動機缸內直噴燃燒系統中，所述的噴油器固設在所述的缸蓋上並與缸蓋底平面形成傾斜角。在上述的汽油發動機缸內直噴燃燒系統中，所述的噴油器與缸蓋底平面形成傾斜 角的角度為20° 30°。噴油器傾斜活塞頂部設置能增加油氣混合效果。作為優選，噴油器與活塞頂部傾斜的角度為25°。在上述的汽油發動機缸內直噴燃燒系統中，所述的活塞的頂部形成燃燒室的缸蓋上設有一圓錐形狀的凹腔，所述的火花塞位於凹腔的中部。缸體通過這樣的設計，使形成一篷形燃燒室，火花塞布置在燃燒室中央，有利於燃燒，提升燃燒效率。在上述的汽油發動機缸內直噴燃燒系統中，所述的缸蓋上設有兩道進氣道，上述的噴油器位於兩道進氣道的一側並處於兩道進氣道的中部位置。進氣道為對稱進氣道，通過這樣的設計，能進一步促使油束帶動空氣形成滾流，加速油氣混合。與現有技術相比，本汽油發動機缸內直噴燃燒系統具有以下優點I、本汽油發動機缸內直噴燃燒系統在活塞頂部設計出一弧形底凹槽，凹槽能阻擋油束，避免溼壁，且油束撞擊到燃燒凹槽後朝火花塞方向運動，保證各工況下點火穩定，有助於在火化塞附近能形成利於點火的混合氣。2、本汽油發動機缸內直噴燃燒系統中氣缸蓋採用對稱進氣道形成強滾流，且噴油器布置於溫度較低的進氣側兩氣道中間，噴油時油束可帶動空氣進一步形成滾流，加速油氣混合，迅速達到當量空燃比，且噴油器不易堵塞和結焦，延長使用壽命。3、本汽油發動機缸內直噴燃燒系統具有設計合理、結構簡單等優點，並能很大程度上提高汽車發動機的燃燒效率和燃油經濟性。

圖I是本汽油發動機缸內直噴燃燒系統的主視結構示意圖。圖2是本汽油發動機缸內直噴燃燒系統的剖視結構示意圖。圖中，I、缸蓋；2、活塞；3、燃燒室；4、噴油器；5、凹槽；6、凹腔；7、進氣道；8、高壓油泵。
具體實施方式
以下是本實用新型的具體實施例並結合附圖，對本實用新型的技術方案作進一步的描述，但本實用新型並不限於這些實施例。如圖I所示，本汽油發動機缸內直噴燃燒系統，包括缸體I和設置在缸體上的缸蓋I，在缸體上設有活塞2，在缸蓋I上設有高壓油泵8、兩道進氣道7，活塞2在缸體上做往復直線運動，該活塞2的頂部與缸蓋I形成燃燒室3，在缸蓋I上進氣道7的一側還設有對燃燒室3進行噴油的噴油器4。高壓油泵8泵出的高壓油液通過高壓油軌供給噴油器4，噴油器4再把燃油送入燃燒室3。如圖2所示，本噴油器4位於兩道進氣道7的一側並處於兩道進氣道7的中部位置，同時噴油器4固設在缸蓋I上呈傾斜於缸蓋I底平面，其傾斜的角度為20。 30°，優選為25°。另外，本汽油發動機缸內直噴燃燒系統在與活塞2的頂部形成燃燒室3的缸蓋I上設有一圓錐形狀的凹腔6，缸體上的火花塞位於凹腔6的中部。為了防止「溼壁現象」的發生，保證發動機點火穩定，如圖2所示，本汽油發動機缸內直噴燃燒系統在活塞2頂部設有一能使噴油器4噴射的油束形成導流作用的凹槽5。通常該凹槽5槽底為一弧形底，噴油器4的噴嘴口與弧形底相對。本文中所描述的具體實施例僅僅是對本實用新型精神作舉例說明。本實用新型所屬技術領域的技術人員可以對所描述的具體實施例做各種各樣的修改或補充或採用類似的方式替代，但並不會偏離本實用新型的精神或者超越所附權利要求書所定義的範圍。 儘管本文較多地使用了缸體、活塞2、燃燒室3、噴油器4、凹槽5、凹腔6等術語，但並不排除使用其它術語的可能性。使用這些術語僅僅是為了更方便地描述和解釋本實用新型的本質；把它們解釋成任何一種附加的限制都是與本實用新型精神相違背的。
權利要求1.一種汽油發動機缸內直噴燃燒系統，包括缸體和設置在缸體上的缸蓋(I)，在缸體上設有活塞(2)，該活塞(2)在缸體上做往復直線運動，所述活塞(2)的頂部與所述的缸蓋(I)形成燃燒室(3)，在缸蓋(I)上進氣道(7)的一側設有對燃燒室(3)進行噴油的噴油器(4)，所述的活塞(2)頂部設有一能對噴油器(4)噴射的油束形成導流作用的凹槽(5)。
2.根據權利要求I所述的汽油發動機缸內直噴燃燒系統，其特徵在於，所述的凹槽(5)槽底為一弧形底，上述的噴油器(4)的噴嘴口與所述弧形底相對。
3.根據權利要求I所述的汽油發動機缸內直噴燃燒系統，其特徵在於，所述的噴油器(4)固設在所述的缸蓋(I)上並與缸蓋(I)底平面形成傾斜角。
4.根據權利要求3所述的汽油發動機缸內直噴燃燒系統，其特徵在於，所述的噴油器(4)與缸蓋(I)底平面形成傾斜角的角度為20° 30°。
5.根據權利要求I或2或3或4所述的汽油發動機缸內直噴燃燒系統，其特徵在於，所述活塞(2)的頂部形成燃燒室(3)的缸蓋(I)上設有一圓錐形狀的凹腔￠)，所述的火花塞位於凹腔(6)的中部。
6.根據權利要求I或2或3或4所述的汽油發動機缸內直噴燃燒系統，其特徵在於，所述的缸蓋(I)上設有兩道進氣道(7)，上述的噴油器(4)位於兩道進氣道(7)的一側並處於兩道進氣道(7)的中部位置。
專利摘要本實用新型提供了一種汽油發動機缸內直噴燃燒系統，屬於汽車技術領域。它解決了現有汽車發動機燃燒系統容易出現「溼壁現象」，燃料無法充分燃燒、油耗較高等技術問題。本汽油發動機缸內直噴燃燒系統，包括缸體和設置在缸體上的缸蓋，在缸體上設有活塞，該活塞在缸體上做往復直線運動，所述活塞的頂部與所述的缸蓋形成燃燒室，在缸蓋上進氣道的一側設有對燃燒室進行噴油的噴油器，所述的活塞頂部設有一能對噴油器噴射的油束形成導流作用的凹槽。本實用新型能防止發動機「溼壁現象」的發生同時能增加油氣混合效率，使發動機燃燒系統的燃燒效率大幅度提升。
文檔編號F02F3/00GK202578933SQ20122012526
公開日2012年12月5日 申請日期2012年3月29日 優先權日2012年3月29日
發明者吳獻策, 劉巖, 沈源, 由毅, 趙福全 申請人:浙江吉利汽車研究院有限公司, 浙江吉利控股集團有限公司