燃燒系統及具有其的發動機技術方案

本發明專利技術提供了一種燃燒系統，包括進氣道、排氣道、火花塞、缸蓋和活塞，所述火花塞在所述缸蓋上為偏心布置且火花塞的位置位于缸蓋的排氣側。本發明專利技術的發動機燃燒系統，采用偏心火花塞布置，可以提高發動機的抗爆性，解決發動機的爆震問題，改善高速缸內火焰傳播不均勻性，增加發動機高速時的動力性。本發明專利技術還提供了一種發動機。

Combustion system and engine having the same

The invention provides a combustion system, which comprises an air inlet, an exhaust passage, a spark plug, a cylinder head and a piston, wherein the spark plug is arranged eccentrically on the cylinder head, and the position of the spark plug is arranged at the exhaust side of the cylinder head. The combustion system of the engine, the eccentric spark plug arrangement can improve the antiknock performance of the engine, to solve the problem of engine knock, improve the flame propagation speed in cylinder inhomogeneity, the dynamic increase of engine at high speed. The invention also provides an engine.

【技術實現步驟摘要】
燃燒系統及具有其的發動機
本專利技術屬于發動機
，具體地說，本專利技術涉及一種燃燒系統及具有其的發動機。
技術介紹
伴隨著國內宏觀經濟形勢進入經濟發展“新常態”，以及正承擔家庭重任的80后和90后成為汽車消費市場的主力，家用型轎車正處于家庭購置車輛的高峰階段。轎車在改善生活便捷的同時，亦帶來了能源緊張和環境危機的問題。針對上述問題，我國于2015年1月1日頒布了第四階段油耗法規。為面對國家油耗和排放法規，研究機構和企業催生出一系列新的汽油機技術。其中，汽油機增壓小型化、高壓縮比、米勒循環以及中冷EGR技術逐漸成為新一代發動機技術的發展方向。上述技術應用效果取決因素之一為，提高缸內氣流運動湍動能水平。其中，采用高滾流進氣道是常用技術方案，但是當發動機出現高速如轉速>4000r/min，缸內火焰傳播方向明顯會偏向排氣側，隨著發動機轉速的增加，不均勻性更加明顯，抗爆性降低，影響高速外特性動力性，尤其是發動機額定功率。雖然可采用小氣門傾角結合優化活塞凹坑形狀緩解火焰傳播不均勻問題，但是在實際開發過程中，生產線改制費用受限，小氣門傾角技術方案難易實現。
技術實現思路
本專利技術旨在至少解決現有技術中存在的技術問題之一。為此，本專利技術提供一種燃燒系統及具有其的發動機，目的是提高發動機抗爆性。為了解決上述技術問題，本專利技術所采用的技術方案是：燃燒系統，包括進氣道、排氣道、火花塞、缸蓋和活塞，所述火花塞在所述缸蓋上為偏心布置且火花塞的位置位于缸蓋的排氣側。所述進氣道為高滾流進氣道。所述火花塞位于所述缸蓋上兩個排氣門的中間位置處。所述火花塞為垂直設置，火花塞的軸線與氣缸中心線相平行。所述火花塞為傾斜設置，火花塞的軸線與氣缸中心線之間具有夾角。所述火花塞的軸線與所述氣缸中心線之間的夾角為2～6°。所述火花塞的電極中心與所述缸蓋的內壁面之間的距離最小值為3～5mm。所述火花塞的電極中心位于上止點且火花塞的電極中心與所述活塞的頂面之間的距離最小值為3～5mm。所述活塞的頂面設置凹坑，凹坑為偏心設置且凹坑的中心偏向排氣側。本專利技術還提供了一種發動機，包括上述燃燒系統。本專利技術的發動機燃燒系統，采用偏心火花塞布置，可以提高發動機的抗爆性，解決發動機的爆震問題，改善高速缸內火焰傳播不均勻性，解決高速時缸內火焰傳偏問題，增加發動機高速時的動力性。附圖說明圖1為本專利技術燃燒系統的剖視圖；上述圖中的標記均為：1、進氣道；2、火花塞；3、排氣道；4、缸蓋；5、凹坑；6、活塞凹坑中心線；7、火花塞電極中心線；8、氣缸中心線；9、活塞；10、缸蓋底平面平行線；11、噴油器；θ為火花塞傾角；為噴油器傾角；Le為火花塞電極中心與氣缸中心線的最短距離；Lp為活塞凹坑的中心線與氣缸中心線最短距離。具體實施方式下面對照附圖，通過對實施例的描述，對本專利技術的具體實施方式作進一步詳細的說明，目的是幫助本領域的技術人員對本專利技術的構思、技術方案有更完整、準確和深入的理解，并有助于其實施。如圖1所示，本專利技術提供了一種燃燒系統，包括進氣道1、排氣道3、火花塞2、缸蓋4、活塞9和噴油器11，進氣道1與缸蓋4的進氣口連接，排氣道3與缸蓋4的排氣口連接，噴油器11設置于缸蓋4上且位于進氣道1的側部，火花塞2在缸蓋4上為偏心布置且火花塞2的位置位于缸蓋4的排氣側。具體地說，如圖1所示，進氣道1、排氣道3、缸蓋4和活塞9之間形成燃燒室的腔體，進氣道1優選為高滾流進氣道。火花塞2偏心布置在排氣側，且位于兩排氣門中心線上，火花塞2位于缸蓋4上兩個排氣門的中間位置處。如圖1所示，噴油器11在缸蓋上為傾斜設置，設噴油器11的長度方向與缸蓋的底平面(缸蓋上與活塞中心線相垂直的平面)之間的夾角為為銳角，火花塞2的電極中心與氣缸中心線之間的最短距離為4～8mm，火花塞2為偏心設置，具體偏心距離可根據額定功率點火焰傳播均勻性設計。直噴汽油機的噴油器11與曲軸軸線角度為25～35°，具體角度可根據CFD仿真(CFD的英文全稱為ComputationalFluidDynamics)來確認。如圖1所示，火花塞2為傾斜設置，設火花塞2的軸線與氣缸中心線之間的夾角為θ，θ為火花塞傾角，根據結構限制以及實際可燃混合氣需要，傾角θ為2～6°。當火花塞電極中心在活塞的上止點時，火花塞電極中心與周圍缸蓋內壁面和下方活塞頂面之間的最近距離為3mm～5mm。如圖1所示，活塞的頂面設置有凹坑5，凹坑5為偏心設置且凹坑5的中心偏向排氣側，凹坑5的中心線與氣缸中心線最短距離，即凹坑中心的偏心量Lp為5～10mm。通過調整凹坑5在活塞上的位置，并調整噴油器11的安裝角度，配合在偏心火花塞點火電極附近可以形成合理的混合氣濃度。缸蓋燃燒室采用四氣門結構，具有兩個進氣門和兩個排氣門，缸蓋下底面采用平和斜擠氣結構均可以，排氣道集成與否均可以。進、排氣門可采用小氣門傾角布置。進氣門與排氣門夾角可以采用等角度布置，也可根據實際布置需要采用非等角度布置。上述結構的發動機燃燒系統，具有以下優點：當汽油發動機采用高滾流進氣道后，隨之帶來高轉速火焰傳播不均勻問題，影響外特性動力性提升。一般采用小氣門傾角方案來緩解，但是汽油機產品升級時，前期沒有采用該方案，就需花較大成本調整生產線；或者降低發動機高速時動力性。而汽油發動機采用上述結構的燃燒系統，不需要調整生產線，經過CFD仿真分析，確認火花塞偏心距離和電極升入深度、噴油器安裝角度(或噴嘴油束角度)以及活塞凹坑位置匹配，在生產線改制受限情況下，有效解決采用高滾流進氣道后高速火焰傳偏問題；或者在已有小氣門傾角技術基礎上，結合偏心火花塞布置，更加改善燃燒火焰傳播均勻性，燃燒重心提前也能改善各循環燃燒一致性。本專利技術還提供了一種發動機，包括上述結構的燃燒系統。此燃燒系統的具體結構可參照圖1，在此不再贅述。由于本專利技術的發動機包括上述實施例中的燃燒系統，所以其具有上述燃燒系統的所有優點。上面結合附圖對本專利技術進行了示例性描述，顯然本專利技術具體實現并不受上述方式的限制，只要采用了本專利技術的方法構思和技術方案進行的各種非實質性的改進，或未經改進將本專利技術的構思和技術方案直接應用于其它場合的，均在本專利技術的保護范圍之內。本文檔來自技高網...

【技術保護點】
燃燒系統，包括進氣道、排氣道、火花塞、缸蓋和活塞，其特征在于：所述火花塞在所述缸蓋上為偏心布置且火花塞的位置位于缸蓋的排氣側。

【技術特征摘要】
1.燃燒系統，包括進氣道、排氣道、火花塞、缸蓋和活塞，其特征在于：所述火花塞在所述缸蓋上為偏心布置且火花塞的位置位于缸蓋的排氣側。2.根據權利要求1所述的燃燒系統，其特征在于：所述進氣道為高滾流進氣道。3.根據權利要求1所述的燃燒系統，其特征在于：所述火花塞位于所述缸蓋上兩個排氣門的中間位置處。4.根據權利要求1所述的燃燒系統，其特征在于：所述火花塞為垂直設置，火花塞的軸線與氣缸中心線相平行。5.根據權利要求1所述的燃燒系統，其特征在于：所述火花塞為傾斜設置，火花塞的軸線與氣缸中心線之間具有夾角。6.根據權利要求5所述...

【專利技術屬性】
技術研發人員：胡鵬，
申請(專利權)人：奇瑞汽車股份有限公司，
類型：發明
國別省市：安徽,34