專利名稱：內燃機燃燒系統的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種減小缸內壓力升高率、降低最大爆發壓力的內燃機燃燒系統，屬于發動機燃燒領域。
背景技術：
目前，往復式內燃機主要有汽油機和柴油機二種，一般都認為進一步提高壓縮比，可以提高發動機的工作效率。對于汽油機而言，壓縮比都比較低，壓縮比超過10易發生爆燃等不正常燃燒，使發動機工作不穩定，性能下降。而柴油機的壓縮比較高，但隨著發動機的進一步強化，高轉速、高增壓機的出現，發動機的機械負荷和熱負荷增加，也限制了壓縮比的進一步提高，甚至為保證發動機工作的可靠性只能采用較抵的壓縮比工作。
發明內容
為了解決現有汽油機和柴油機壓縮比不能進一步提高、循環工作效率低的問題，本發明提供一種減少缸內壓力升高率、降低最大爆發壓力的內燃機燃燒系統，該燃燒系統不僅能保證內燃機工作可靠，而且性能指標也有顯著提高。
本發明解決其技術問題所采用的技術方案是一種內燃機燃燒系統，它主要包括一個由氣缸蓋、氣缸套和活塞組成的燃燒室，活塞在燃燒室中的高溫高壓燃氣作用下向下運動通過曲軸對外輸出動力。在氣缸蓋上設置一個蓄壓室，在蓄壓室和燃燒室之間設有可控制其開閉的閥組。
在蓄壓室和燃燒室之間設有二個閥組。閥組V1是向蓄壓室內開啟，該閥組由閥、彈簧座、彈簧、彈簧罩、導向套和襯套組成，襯套、導向套和彈簧罩用螺栓緊固在氣缸蓋上，由燃燒室中的壓力作用在閥上的力大于彈簧力時，閥就向上開啟，使燃燒室中的壓力上升得到緩解。閥組V2是向燃燒室內開啟，該閥組由閥、彈簧、彈簧座和錐形卡塊組成，在活塞下行過程中，由于燃燒室的壓力降到低于蓄壓室內的壓力一定值時，閥所受壓差力會克服彈簧力而向下開啟，使蓄壓室內的氣體進入燃燒室幫助活塞下行作功。
在蓄壓室與燃燒室之間設有一個閥組。該閥組可以向燃燒室開啟，或向蓄壓室開啟。控制閥組開啟的方法有二種。一種是利用電磁閥，另一種是采用曲軸驅動的氣門搖臂機構。這二種方法都設定閥開啟始點位于缸內最高壓力值對應的曲柄轉角前5°左右，直至進氣行程終結時關閉。這樣可以有效地降低缸內爆發壓力的最大值。
本發明的有益效果是由于用閥適時地控制蓄壓室的開閉，使發動機在壓縮沖程上止點后5～15度曲柄轉角范圍內，正時氣缸壓力處于峰值階段，蓄壓室的開啟，突然增大了燃燒室的容積，使氣缸壓力峰值明顯降低。在492汽油機上試驗時，壓縮比從7提高到14，燃用90號汽油，沒有發生爆燃等不正常燃燒，發動機油耗下降了9.6％，輸出功率增加了14.5％，氣缸最高爆發壓力沒有明顯增加。
下面結合附圖和實施例對本發明作進一步說明。
圖1是內燃機燃燒系統第一個實施例的縱剖面構造圖。
圖2是圖1的A放大視圖。
圖3是圖1的B放大視圖。
圖4是圖1的C放大視圖。
圖5是圖1的D放大視圖。
圖6是內燃機燃燒系統第二個實施例的縱剖面構造圖。
圖7是圖6的E放大視圖。
圖8是內燃機燃燒系統第三個實施例的縱剖面構造圖。
圖9是圖8的F放大視圖。
圖中1、氣缸蓋，2、氣缸套，3、活塞，4、燃燒室，5、蓄壓室，6、閥，7、彈簧座，8、彈簧，9、彈簧罩，10、導向套，11、襯套，12、螺栓，13、閥，14、彈簧，15、彈簧座，16、錐形卡塊，17、底座，18、銜鐵，19、線圈。
具體實施例方式
在圖1所示的實施例中，氣缸蓋(1)、氣缸套(2)和活塞(3)組成了一個燃燒室(4)，蓄壓室(5)設置在氣缸蓋(1)上。在蓄壓室(5)和燃燒室(4)之間設有由閥組(V1、V2)開閉的二個通道，閥組(V1)向蓄壓室方向開啟，閥組(V2)向燃燒室方向開啟。閥組(V1、V2)的開啟時刻完成取決于二室的壓力差，只有當壓力差作用在閥盤上的合力大于彈簧預緊力時，閥就會自動開啟。在發動機的燃燒初始階段，爆發壓力迅猛上升時，閥組(V1)的開啟，增加了燃燒室的總容積，遏制了爆發壓力的劇增，在活塞下行過程中，當蓄壓室(5)的壓力遠大于燃燒室(4)的壓力時，閥組(V2)就會開啟，使積蓄在蓄壓室內的燃氣參與作功。
圖2、3、4、5是閥組(V1、V2)的局部放大視圖。在圖2、3中，襯套(11)是壓裝在氣缸蓋(1)中，襯套(11)的下部設有閥座，閥6穿過導向套(10)，依次裝上了彈簧座(7)、彈簧(8)和彈簧罩(9)后用螺栓(12)緊固在氣缸蓋(1)上組成閥組(V1)。在圖4、5中，閥座就直接設在氣缸蓋(1)上，閥(13)穿過氣缸蓋(1)后，依次裝上彈簧(14)、彈簧座(15)和錐形卡塊(16)組成閥組(V2)。
在圖6所示的另一個實施例中，在氣缸蓋(1)上只設閥組(V2)，采用電磁閥方式控制閥(13)的開閉。也就是說，只在燃燒室(4)內的壓力過高時讓閥(13)打開，直到發動機進氣行程終結時才關閉。這樣同樣可以有效遏制最高爆發壓力的劇增。圖7示出由銜鐵(18)和線圈(19)組成的電磁閥安裝在固定于氣缸蓋(1)上的底座(17)的結構。
在圖8所示的再一個實施例中，在氣缸蓋(1)上只設閥組(V1)，采用電磁閥方式控制閥(6)的開閉。同樣，只在燃燒室(4)內的壓力過高時讓閥(6)打開，直到發動機進氣行程終結時才關閉。同樣可以有效遏制最高爆發壓力的劇增。圖9示出與閥(6)一體的銜鐵(18)和線圈(19)組成的電磁閥固定在彈簧罩(9)上的結構。
權利要求
1.一種內燃機燃燒系統，它主要包括一個由氣缸蓋(1)、氣缸套(2)和活塞(3)組成的燃燒室(4)，活塞(3)在燃燒室(4)的高溫高壓燃氣作用下向下運動通過曲軸對外輸出動力，其特征是在氣缸蓋(1)上設置一個蓄壓室(5)，在蓄壓室(5)與燃燒室(4)之間設有可控制其開閉的閥組。
2.據權利要求1所述的內燃機燃燒系統，其特征是在蓄壓室(5)與燃燒室(4)之間設有二個閥組(V1、V2)，閥組V1是向蓄壓室(5)內開啟，閥組V2是向燃燒室(4)內開啟。
3.據權利要求1所述的內燃機燃燒系統，其特征是在蓄壓室(5)與燃燒室(4)之間設有一個閥組(V2)。
4.據權利要求2所述的內燃機燃燒系統，其特征是閥組(V1)由閥(6)、彈簧座(7)、彈簧(8)、彈簧罩(9)、導向套(10)和襯套(11)組成，襯套(11)、導向套(10)和彈簧罩(9)用螺栓(12)緊固在氣缸蓋(1)上，閥(6)在克服彈簧力時可向上開啟。
5.據權利要求4所述的內燃機燃燒系統，其特征是閥組(V2)由閥(13)、彈簧(14)、彈簧座(15)和錐形卡塊(16)組成，閥(13)在克服彈簧力時可向下開啟。
6.據權利要求3所述的內燃機燃燒系統，其特征是在閥組(V2)的上方設置一個控制閥(13)開閉的電磁閥，由銜鐵(18)和線圈(19)組成的電磁閥安裝于固定在氣缸蓋(1)的底座(17)上。
7.據權利要求3所述的內燃機燃燒系統，其特征是在閥組(V1)的上方設置一個控制閥(6)開閉的電磁閥，由銜鐵(18)和線圈(19)組成的電磁閥固定在彈簧罩(9)上。
8.據權利要求3所述的內燃機燃燒系統，其特征是采用曲軸驅動的氣門搖臂機構來開閉閥組(V2)中的閥(13)。
全文摘要
一種減小缸內壓力升高率，降低最大爆發壓力的內燃機燃燒系統，屬于發動機燃燒領域。該燃燒系統在氣缸蓋上設有一個蓄壓室，通過閥的開閉控制蓄壓室的工作狀態。在燃燒室中的氣缸爆發壓力劇增時，蓄壓室的及時開啟有效地遏制了氣缸的最大爆發壓力，在活塞下行氣缸壓力下降過程中，蓄壓室內的燃氣同樣能參與作功。采用這種燃燒系統可以大幅度提高發動機的壓縮比，提高燃燒效率，同時可降低油耗和提高發動機的最大輸出功率，發動機的振動和噪聲也能得到明顯改善。
文檔編號F02B23/04GK1480632SQ0314392
公開日2004年3月10日 申請日期2003年7月29日 優先權日2003年7月29日
發明者隆武強 申請人:大連理工大學