一種高低分區分層稀薄燃燒發動機燃燒室結構的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及發動機技術領域，特別是涉及一種高低分區分層稀薄燃燒發動機燃燒室結構。
【背景技術】
[0002]目前，汽車發動機多為往復式活塞發動機，往復式活塞發動機是汽車上應用最多的發動機，但存在以下不足之處:(1)在怠速完全關閉節氣門，只有很少空氣通過節氣門怠速通道進入氣缸，使吸氣時形成很大的真空度，必然會使進氣消耗的能量增大，增大栗氣損失；同時由于此時進氣管的真空度很大，在進氣門開啟時，氣缸內的壓力高于進氣管壓力，廢氣膨脹進入進氣管，在吸氣沖程時，這些廢氣和新混合氣同時吸入氣缸，為了保證這種經廢氣稀釋過的混合氣能正常燃燒，就必須供給更多的燃油，把混合氣加濃，必然增大油耗；
[2]在小負荷時，節氣門的開度很小，使吸氣時形成較大的真空度，在進氣門開啟時，氣缸內的壓力高于進氣管壓力，在吸氣沖程時，同樣有部分廢氣膨脹進入進氣管，為了保證這種經廢氣稀釋過的混合氣能正常燃燒，同樣要供給較多的燃油，增大了油耗；(3)常規汽油機其混合氣是均質，一般只能在空燃比12?17范圍內工作，為了防止發生爆燃，采用較低的壓縮比，導致熱效率較低；(4)采用進氣管節流方式對混合氣充量進行量調節，使得栗氣損失較大，在化學計量比附近燃燒，使得NOx排放較高。
[0003]專利申請號為201410700632.9，名稱為一種分區分層稀薄燃燒發動機燃燒室結構，公開了一種包括氣缸以及連接在氣缸內做功的活塞，氣缸連接在其頂部位置的汽缸蓋，汽缸蓋上設置有汽缸蓋分區隔板，活塞的頂部位置設置有活塞頂部分區隔板，汽缸蓋分區隔板和活塞頂部分區隔板相錯設置，并將燃燒室隔離成小燃燒區和大燃燒區；當活塞運動到上止點時，汽缸蓋分區隔板與活塞頂部分區隔板緊貼在一起。該發動機燃燒室結構實現了發動機在汽車怠速、小負荷時，提高發動機內燃油的燃燒效率，降低發動機排除的廢氣和油耗，從而提高汽車在行駛時的環保性能和減少其使用成本。
[0004]但是上述問題1-4得不到充分的解決。
【發明內容】
[0005]為了克服上述現有技術的不足，本發明提供了一種高低分區分層稀薄燃燒發動機燃燒室結構，其目的在于實現發動機在汽車怠速、小負荷時，提高發動機內燃油的燃燒效率，降低發動機排除的廢氣和油耗，從而提高汽車在行駛時的環保性能和減少其使用成本。
[0006]本發明所采用的技術方案是:一種高低分區分層稀薄燃燒發動機燃燒室結構，包括氣缸以及連接在氣缸內做功的活塞，氣缸連接在其頂部位置的汽缸蓋，汽缸蓋上設置有汽缸蓋分區隔板，活塞的頂部位置設置有活塞頂部分區隔板，汽缸蓋分區隔板和活塞頂部分區隔板相錯設置，并將燃燒室隔離成小燃燒區和大燃燒區；當活塞運動到上止點時，汽缸蓋分區隔板與活塞頂部分區隔板緊貼在一起；燃燒室上分別在大燃燒區頂部設置有:進氣門1、排氣門1、大火花塞I ;燃燒室上分別在小燃燒區頂部設置有:進氣門I1、排氣門I1、火花塞II ;大燃燒區的頂部高于小燃燒區的頂部，從而使得大燃燒區的頂部和小燃燒區的頂部形成臺階形狀；并且活塞頂部分區隔板整體也呈與上述臺階對應的臺階形狀，而且其在大燃燒區與小燃燒區之間設置有凸起。
[0007]本發明的進一步改進在于，汽缸蓋分區隔板雙側分別設置有球形弧面；氣缸的汽缸蓋的兩個球形弧面與活塞和活塞頂部分區隔板、凸起圍成兩個半橄欖球形大、小燃燒區。
[0008]本發明的進一步改進在于，活塞頂部分區隔板與活塞之間還設置有活塞環，活塞環的形狀與活塞頂部分區隔板的形狀相適應。
[0009]本發明的進一步改進在于，大燃燒區的頂部高出小燃燒區的頂部l-5cm。
[0010]本發明的進一步改進在于，大燃燒區的頂部高出小燃燒區的頂部2cm。
[0011]本發明的進一步改進在于，活塞頂部分區隔板的凸起的高度為0.2-0.8cm。
[0012]本發明的進一步改進在于，汽缸蓋分區隔板與活塞頂部分區隔板的凸起間保持
0.5?1.0mm的間隙。
[0013]本發明的進一步改進在于，凸起向著大燃燒區的側面兩端呈弧形，而其另一個側面與汽缸蓋分區隔板相適配。
[0014]本發明的進一步改進在于，大燃燒區和小燃燒區的容積比為51:49至70:30。
[0015]本發明的進一步改進在于，大燃燒區和小燃燒區的容積比為65:35o
[0016]與現有技術相比，本發明的有益效果是:1.在怠速、小負荷、中等負荷時，由于是只使用其中一個燃燒區工作，該工作燃燒區與另一個不工作燃燒區是分隔開的，工作燃燒區容積小，從點火到燃燒完成時間里，產生的熱量能使氣體只在小容積燃燒區內膨脹，因此比傳統發動機的壓力大大高，壓力升高率大大提高，使熱功轉化率有很大的提高；
2、在怠速、小負荷、中等負荷時，不點火做功的燃燒區充入的是廢氣，即使氣缸內處于高溫，也不易使這些廢氣再產生NOx，比其它稀燃發動機大大減少了污染氣體的排放；
3、在活塞在上行進行壓縮沖程時，汽缸蓋的擠氣面、汽缸蓋的分區隔板與活塞頂部之間能形成一個擠氣作用，在大燃燒區和小燃燒區都形成一定強度的氣體流動，形成快速燃燒，降低對辛烷值的要求；
4、本發動機是在現有四氣門發動機成熟技術上的改進，因此研發試驗成本低，資金投入少，開發風險小。
[0017]本發明的一種高低分區分層稀薄燃燒發動機燃燒室結構，實現了發動機在汽車怠速、小負荷時提高了發動機內燃油的燃燒效率，降低了發動機排除的廢氣和油耗，從而提高了汽車在行駛時的環保性能和減少了其使用成本。
【附圖說明】
[0018]圖1為本發明發動機汽缸內活塞構造和汽缸蓋的一個實施例的構造示意圖；
圖2為圖1的實施例中的活塞和活塞環的構造不意圖；
圖3為圖1的實施例中的汽缸蓋的內部設置有汽缸蓋分區隔板的一個實施例的構造示意圖；
圖4為圖1的實施例中的發動機汽缸蓋的內部設置有擠氣面和形成的擠氣流的一個實施例的示意圖；
圖5為使用本發明的燃燒室結構的發動機控制裝置示意圖； 圖6為使用本發明的燃燒室結構的發動機的吸氣沖程時形成四股滾流示意圖；
圖7為使用本發明的燃燒室結構的發動機的小燃燒區吸入可燃混合氣時各種氣體分層示意圖；
圖8為使用本發明的燃燒室結構的發動機的壓縮沖程完成時小燃燒區工作時不同氣體的分層示意圖；
圖9為圖1的實施例的大燃燒區吸入可燃混合氣時各種氣體分層示意圖；
圖10為使用本發明的燃燒室結構的發動機的壓縮沖程完成時大燃燒區工作時不同氣體的分層示意圖；
圖11為使用本發明的燃燒室結構的發動機的大、小燃燒區都吸入可燃混合氣時各種氣體分層示意圖；
圖中:1.汽缸蓋，2.汽缸蓋分區隔板，201.球形弧面；3.活塞環，4.進氣門1、5.排氣門1、6、火花塞I ,410.進氣門ΙΙ、510.排氣門ΙΙ、610.火花塞II，7.活塞，8.活塞頂部分區隔板，81.凸起；9.小燃燒區，901.小燃燒區的頂部；10.大燃燒區，101.大燃燒區的頂部，102.擠氣凸起；11.汽缸蓋的擠氣面，12.廢氣儲存容器，13.空氣進氣口，14.氣體濾清器，15.節氣門體，16.節氣門，17.廢氣回流管，18.進氣轉換閥門I，19.空氣進氣管，20.氣缸進氣管，21.噴油器I，22.氣缸進氣管分道板，23.大進氣道，24.小進氣道，25.可燃混合氣滾流，26.空氣滾流，27廢氣滾流，28.電子控制單元(也稱Ε⑶)，29.控制閥，30.空氣燃油混合氣，31.大燃燒區內的擠氣氣流，32.小燃燒區內的擠氣氣流，38.進氣轉換閥門II，41.噴油器II，110.電磁控制器，113.廢氣排出口，141.空氣濾清器，161.節氣門體。
【具體實施方式】
[0019]為了加深對本發明的理解，下面結合附圖和實施例對本發明進一步說明，該實施例僅用于解釋本發明，并不對本發明的保護范圍構成限定。
[0020]一種高低分區分層稀薄燃燒發動機燃燒室結構，包括氣缸42以及連接在氣缸42內做功的活塞7，氣缸42連接在其頂部位置的汽缸蓋1，汽缸蓋1上設置有汽缸蓋分區隔板2，活塞7的頂部位置設置有活塞頂部分區隔板8，汽缸蓋分區隔板2和活塞頂部分區隔板8相錯設置，并將燃燒室隔離成小燃燒區9和大燃燒區10 ;當活塞7運動到上止點時，汽缸蓋分區隔板2與活塞頂部分區隔板8緊貼在一起；燃燒室上分別在大燃燒區頂部設置有:進氣門I 4、排氣門I 5、大火花塞I 6 ;燃燒室上分別在小燃燒區頂部設置有:進氣門II 410、排氣門II 510、火花塞II 610 ;大燃燒區的頂部101高于小燃燒區的頂部901，從而使得大燃燒區的頂部101和小燃燒區的頂部901形成臺階形狀；
并且活塞頂部分區隔板8整體也呈與上述臺階對應的臺階形狀，而且其在大燃燒區10與小燃燒區9之間設置有凸起81。
[0021]在上述實施例中，汽缸蓋分區隔板2雙側分別設置有球形弧面201 ;氣缸42的汽缸蓋1的兩