[發明專利]一種分區分層稀薄燃燒發動機用汽缸蓋

在審

• 申請號: 201410784209.1
• 申請日: 2014-12-18
• 公開（公告）號: CN104500252A
• 公開（公告）日: 2015-04-08
• 發明（設計）人: 汪輝
• 申請（專利權）人: 汪輝
• 主分類號: F02F1/18
• 分類號: F02F1/18;F02B23/08
• 代理公司: 南京正聯知識產權代理有限公司32243
• 代理人: 黃智明

技術領域

本發明涉及發動機技術領域，特別是涉及一種分區分層稀薄燃燒發動機用汽缸蓋。

背景技術

目前，汽車發動機用途最廣泛的是往復式活塞發動機，該種發動機在高轉速大負荷時通過渦輪增壓實現了燃油經濟性，但是在怠速和小負荷時沒能達到燃油經濟性，因此在市區低速行駛時燃油消耗明顯過高。

其原因有以下幾個方面：（1）在怠速時完全關閉節氣門，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，增大泵氣損失；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，氣缸內的壓力同樣高于進氣管壓力，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，這就是汽車在市區行駛油耗高的重要原因之一；（3）在怠速、小負荷、中等負荷時都采用進氣管節流方式對混合氣充量進行量調節，節氣門沒有完全打開，形成一定的真空度，使得泵氣損失增大，特別是怠速和小負荷時，使得泵氣損失明顯增大，在中等負荷時，節氣門開度較大，形成的真空度較小，盡管每個吸氣沖程的損失不大，但是，發動機60%以上處于該工況，因此造成的泵氣損失增大總量還是很大的；（4）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，在化學計量比附近燃燒，使得NOx排放較高。為了防止發生爆燃，采用較低的壓縮比，尤其在怠速和小負荷時，空燃比更是遠遠小于理論空燃比，導致熱效率較低。

發明內容

為了克服上述現有技術的不足，本發明提供了一種分區分層稀薄燃燒發動機用汽缸蓋，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。

本發明所采用的技術方案是：?一種分區分層稀薄燃燒發動機用汽缸蓋，連接在發動機的氣缸上使用,汽缸蓋上設置有汽缸蓋分區隔板，汽缸蓋分區隔板將氣缸的燃燒室隔離成小燃燒區和大燃燒區。

優選地，汽缸蓋分區隔板雙側設置有球形弧面；兩個球形弧面與活塞、氣缸圍成兩個半橄欖球形大、小燃燒區。小燃燒區和大燃燒區對應的汽缸蓋上分別依次設置有一個進氣門、一個火花塞、一個排氣門?。汽缸蓋分區隔板沿其板體的豎直方向設置有若干槽。每一個槽在其所附著的汽缸蓋分區隔板不貫通。

優選地，大燃燒區和小燃燒區的容積比為51：49至70：30。

優選地，大燃燒區和小燃燒區的容積比為60：40。

與現有技術相比，本發明的有益效果是：?1、在怠速時，連接大燃燒區的進氣轉換閥門打開廢氣回流管，同時關閉空氣進氣管，向大燃燒區提供廢氣，該進氣道噴油器不噴油；連接小燃燒區的進氣轉換閥門打開空氣進氣管，同時關閉廢氣回流管，向小燃燒區提供新鮮空氣，該進氣道噴油器噴油，這時只在小燃燒區形成可燃混合氣，相對傳統發動機有以下幾個優點（1）只需要更少量的燃油就能達到點火的濃度，達到節油的目的；（2）可以適當調大節氣門怠速通道，使整個氣缸充量增加，既可以降低泵氣損失，又適當提高空燃比，提高熱效率；（3）只有小燃燒區工作產生廢氣，因此排除的廢氣比傳統發動機少很多。

2、在小負荷時，與怠速一樣只使用小燃燒區工作，可以加大節氣門開度，在提高整個氣缸的充量時也能在小燃燒區形成可靠的點火濃度，既減少了泵氣損失，又提高了空燃比，提高了熱功轉化率，尤其是在小負荷的最大狀況時，就可以使進氣門處于最大開度，熱功轉化率能達到最佳；事實上：如果是2.0排量的發動機，在小負荷時，本發動機實際相當于2.0×40%=0.8排量的發動機滿負荷工作，油耗當然大大減少。

3、在中等負荷時，連接小燃燒區的進氣轉換閥門打開廢氣回流管，同時關閉空氣進氣管，向小燃燒區提供廢氣，該進氣道噴油器不噴油；連接大燃燒區的進氣轉換閥門打開空氣進氣管，同時關閉廢氣回流管，向大燃燒區提供新鮮空氣，該進氣道噴油器噴油，這時只在大燃燒區形成可燃混合氣，采用渦輪增壓器提高壓縮比至11～12，在中等負荷就能夠實現空燃比25～50范圍內穩定工作，大大提高熱效率；事實上：如果是2.0排量的發動機，在小負荷時，本發動機實際相當于2.0×60%=1.2排量的發動機滿負荷工作，油耗當然大大減少。