專利名稱：一種發動機燃燒系統的制作方法
技術領域：
本發明涉及內燃機領域，具體涉及一種新型、高效的發動機燃燒系統。
背景技術：
隨著油價的攀升和日益嚴格的排放法規，低污染、低油耗、大功率、大扭矩的發動 機就是發動機工程師的設計目標。而配氣機構的影響著發動機的混合氣的形成和燃燒排放 等性能。控制發動機充量交換過程的氣門，其特性參數主要有三個氣門開啟相位、氣門開 啟持續角度(氣門保持開啟持續的曲軸轉角)和氣門升程。隨著發動機轉速和負荷的改變， 對閥系的最佳特性需求是不同的。為了提高功率，要提早開啟、推遲關閉進氣門，并提高進 氣門的升程；為了提高低速扭矩，需要較小的氣門升程。能夠實現該功能的機構稱之為氣門 升程完全可變機構，見作者發明專利公開號200910116424. 3,200910116666. 2 (由于技術 相關，在此將以上申請號的專利文件包括附圖在內全文引用)。而實際的發動機大部分時間 運行在部分負荷和中低轉速的范圍之內，而現有技術無法合理組織混合氣形成。
發明內容
本發明的目的在于提供一種在可變氣門升程機構發動機上的一種新型的燃燒系 統機構，使發動機低速扭矩和高速性能的進一步提升，同時兼顧油耗、排放方面的影響。一 般主流設計的全升程氣門機構的燃燒系統采用對稱氣道與棚頂型燃燒室結合通過滾流氣 道來組織缸內氣流運動來實現發動機的燃燒，但是發動機缸內氣流運動的滾流與進氣流量 系數對發動機的氣道性能是一個相對對立的影響因素，也就是說，較高的滾流勢必會使發 動機的缸蓋的流量系數相對較低，從而影響發動機的進氣量進而影響發動機的高速功率； 同理，較低的滾流會得到較高的流量系數，從而使發動機高速功率得以保證，但是，缸內氣 流運動的減弱勢必會導致油耗、低速扭矩有一定的惡化。本發明具體技術方案如下一種發動機燃燒系統，包括進氣道(1)，排氣道(2)和發動機缸蓋(10)，所述進氣 道(1)設置在發動機缸蓋(10)的一側，所述排氣道(2)設置在發動機缸蓋(10)的另一側， 其中，所述進氣道(1)分為第一氣道和第二氣道，所述第一氣道和第二氣道其于進氣部位 處匯合，且第一氣道和第二氣道較進氣部位向下彎曲一定角度，使得進氣道(1)內不形成 渦流或滾流，且進氣的流量系數最大。還包括進氣門(3)，排氣門(4)，火花塞(9)，渦流引導區(11)和燃燒室(13)，所述 火花塞(9)中置在發動機缸蓋(10)上，所述進氣門(3)，排氣門(4)設置于火花塞(9)兩 側，燃燒室(13)設于發動機缸體內，并設有渦流引導區(11)用于引導氣體渦流。所述渦流引導區(11)設置為四角為圓弧形的四邊形，其引導氣體渦流使得發動 機工作在高氣門升程時，氣門完全打開，渦流引導區(11)在大升程時候基本不起作用，或， 發動機工作在較低的氣門升程時，渦流引導區(11)引導氣體渦流形成沿正向或反向的規 則的缸內渦流運動，加快氣體的混合。
進一步地，還包括第一氣門導管(5)，第二氣門導管(6)，進氣門座圈(7)和排氣門 座圈(8)，所述第一氣門導管(5)設置于進氣門(3)，所述第二氣門導管(6)設置于排氣門 (4)，所述進氣門座圈(7)設置于進氣門(3)的進氣孔周圍，所述排氣門座圈(8)設置于排 氣門(4)的排氣孔周圍。按照氣流方向，所述發動機燃燒系統為沿進氣道(1)的壁面，沿著進氣門座圈(7) 和進氣門⑶的錐面，在進氣門座圈⑵和進氣門(3)的導向下進入燃燒室(13)內的渦流 引導區(11)。進一步地，發動機工作在較低的氣門升程為氣門升程小于3mm。
進一步地，所述燃燒室為斜屋頂式燃燒室。進一步地，所述進氣道(1)橫截面形狀為圓形或者橢圓形，面積沿氣流方向逐漸 縮小或者不變。與目前現有技術相比，本發明通過氣道和燃燒室的合理匹配結合可變氣門升程技 術進一步提高發動機的性能和低速扭矩1、大氣門升程通過不組織氣流運動，保證發動機進氣沖量來提高發動機的高速功率。2、在較低氣門升程下配合新燃燒室可以保證氣缸內形成有規律的渦流氣流運動， 提高火焰傳播速度，減小保證傾向，提高低速扭矩，降低油耗。3、實現簡單、對發動機改動量小。
圖1是本發明的燃燒系統具體部件圖；圖2是本發明采用的高流量系數氣道的結構示意圖；圖3是本發明的燃燒室具體結構的俯視圖；圖4是本發明的較低氣門升程下沿著縱向的缸內流場示意圖；圖中標記為1、進氣道；2、排氣道；3、進氣門；4、排氣門；5、氣門導管；6、氣門導 管；7、進氣門座圈；8、排氣門座圈；9、火花塞；10、發動機缸蓋；11、渦流引導區；12、渦流方 向；13、燃燒室。
具體實施例方式下面對照附圖，通過對實施實例的描述，對本發明的具體實施方式
如所涉及的各 構件的形狀、構造、各部分之間的相互位置及連接關系、各部分的作用、工作原理采用的技 術方案等作進一步的詳細說明本發明主要用在可變氣門升程機構的燃燒系統中，如圖1 所示，進氣道(1)和排氣道(2)是該燃燒系統的重要組成部分，發動機缸蓋(10)上有進氣 道(1)和排氣道(2)，改進氣道(1)采用了高流量系數的氣道，進氣道(1)的結構示意圖如 圖2所示，在氣道內不組織任何的渦流、滾流，保證進氣道(1)的流量系數做到最大。如圖1所示，進氣道(1)和排氣道(2)是該燃燒系統的重要組成部分，發動機缸 蓋(10)上有進氣道(1)和排氣道(2)，改進氣道(1)采用了高流量系數的氣道，進氣道(1) 的結構示意圖如圖2所示，在氣道內不組織任何的渦流、滾流氣流運動，保證設計的進氣道 (1)具有最大的流量系數。在發動機工作在高氣門升程時，氣門完全打開，渦流引導區(11)在大升程時候基本不起作用，這樣可以保證高速的功率輸出。當發動機工作在較低的氣門升程時候，一般指小于3mm，此時，缸內的氣流運動較 弱，為了保證部分負荷的油耗和扭矩，合理的缸內氣流運動對部分負荷下的燃油消耗量與 扭矩起著非常重要的作用，氣流沿著進氣道(1)的壁面，沿著進氣門座圈(7)和進氣門(3) 的錐面，在進氣門座圈⑵和進氣門(3)的導向下進入燃燒室(13)內的渦流引導區(11)， 在缸內形成如圖1中12所示的方向的規則的缸內渦流運動，加快氣體的混合，可以形成如 圖4所示的氣流運動，渦流運動可以縮短火焰的傳播速度、減小爆震的傾向，從而提升部分 負荷的扭矩、降低發動機的部分負荷下的油耗。該發明實例可以用到可變氣門升程機構上，保證低速扭矩、部分負荷油耗、高速功 率的綜合折中，進一步提高發動機的性能。同時，亦可以用到兩段可變的氣門升程機構的汽 油機燃燒系統中。采用本實施例的技術方案，能得到以下的有益效果1、大氣門升程通過不組織氣流運動，保證發動機進氣沖量來提高發動機的高速功率。2、在較低氣門升程下配合新燃燒室可以保證氣缸內形成有規律的渦流氣流運動， 提高火焰傳播速度，減小爆震傾向，提高低速扭矩，降低油耗。3、實現簡單，只需要對氣道、燃燒室進行適當的改變和合理的匹配就可以應用在 可變氣門升程機構的燃燒系統上，進一步提高發動機的高速功率、低速扭矩，同時降低油
^^ ο上面結合附圖對本發明進行了示例性描述，顯然本發明具體實現并不受上述方式 的限制，只要采用了本發明的方法構思和技術方案進行的各種改進，或未經改進直接應用 于其它場合的，均在本發明的保護范圍之內。
權利要求
一種發動機燃燒系統，其特征在于，包括進氣道(1)，排氣道(2)和發動機缸蓋(10)，所述進氣道(1)設置在發動機缸蓋(10)的一側，所述排氣道(2)設置在發動機缸蓋(10)的另一側，其中，所述進氣道(1)分為第一氣道和第二氣道，所述第一氣道和第二氣道其于進氣部位處匯合，且第一氣道和第二氣道較進氣部位向下彎曲一定角度，使得進氣道(1)內不形成渦流或滾流，且進氣的流量系數最大。
2.如權利要求1所述的發動機燃燒系統，其特征在于，還包括進氣門(3)，排氣門(4)， 火花塞(9)，渦流引導區(11)和燃燒室(13)，所述火花塞(9)中置在發動機缸蓋(10)上， 所述進氣門(3)，排氣門(4)設置于火花塞(9)兩側，燃燒室(13)設于發動機缸體內，并設 有渦流引導區(11)用于引導氣體渦流。
3.如權利要求1或2所述的發動機燃燒系統，其特征在于，所述渦流引導區(11)設置 為四角為圓弧形的四邊形，其引導氣體渦流使得發動機工作在高氣門升程時，氣門完全打 開，渦流引導區(11)在大升程時候基本不起作用，或，發動機工作在較低的氣門升程時，渦 流引導區(11)引導氣體渦流形成沿正向或反向的規則的缸內渦流運動，加快氣體的混合。
4.如權利要求1-3中任一項所述的發動機燃燒系統，其特征在于，還包括第一氣門導 管(5)，第二氣門導管(6)，進氣門座圈(7)和排氣門座圈(8)，所述第一氣門導管(5)設置 于進氣門(3)，所述第二氣門導管(6)設置于排氣門(4)，所述進氣門座圈(7)設置于進氣 門⑶的進氣孔周圍，所述排氣門座圈⑶設置于排氣門⑷的排氣孔周圍。
5.如權利要求3或4所述的發動機燃燒系統，其特征在于，按照氣流方向，所述發動機 燃燒系統為沿進氣道(1)的壁面，沿著進氣門座圈(7)和進氣門(3)的錐面，在進氣門座圈 (7)和進氣門(3)的導向下進入燃燒室(13)內的渦流引導區(11)。
6.如權利要求3或4所述的發動機燃燒系統，其特征在于，發動機工作在較低的氣門升 程為氣門升程小于3mm。
7.如權利要求1-6中任一項所述的發動機燃燒系統，其特征在于，所述燃燒室為斜屋 頂式燃燒室。
8.如權利要求1-7中任一項所述的發動機燃燒系統，其特征在于，所述進氣道(1)橫截 面形狀為圓形或者橢圓形，面積沿氣流方向逐漸縮小或者不變。
全文摘要
本發明涉及一種發動機燃燒系統，包括進氣道(1)，排氣道(2)和發動機缸蓋(10)，所述進氣道(1)設置在發動機缸蓋(10)的一側，所述排氣道(2)設置在發動機缸蓋(10)的另一側，其中，所述進氣道(1)分為第一氣道和第二氣道，所述第一氣道和第二氣道其于進氣部位處匯合，且第一氣道和第二氣道較進氣部位向下彎曲一定角度，使得進氣道(1)內不形成渦流或滾流，且進氣的流量系數最大。
文檔編號F02B31/00GK101907032SQ201010246459
公開日2010年12月8日 申請日期2010年7月30日 優先權日2010年7月30日
發明者劉和義 申請人:奇瑞汽車股份有限公司