專利名稱：一種汽油機燃燒室的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種汽油機燃燒室，特別涉及一種小排量頂置氣門的 汽油機燃燒室。
背景技術(shù)：
汽汕機的燃燒室在整個燃燒過程中起到極其重要的作用，通常汽油機
燃燒室采用淺長盆型燃燒室結(jié)構(gòu)，如圖1、圖2所示，圖1是現(xiàn)有技術(shù)中的 汽油機淺長盆型燃燒室的主視圖，圖2是圖1所示的汽油機淺長盆型燃燒 室的局部俯視圖。其中r為氣缸中心線，2'為氣門中心線，L'為氣門中心線 2'和氣缸中心線l'的距離，淺長盆形燃燒室由4'、 5'、 6'、 7'四段弧形段組 成，弧形段4'、 6'分別是以進(jìn)氣門12'和排氣門13，中心為圓心的一段弧形 段，弧形段7'為4'、 6'兩弧形段的公切弧線，弧形段5'分別和弧形段4'、 6' 相切，淺長盆形燃燒室的優(yōu)勢在于燃燒室投影面積小，可以在形成擠氣效 應(yīng)、促進(jìn)燃燒的同時防止火焰?zhèn)鞑ゾ嚯x過長，導(dǎo)致爆震，主要用于直立氣 門的大缸徑汽油機。但由于現(xiàn)代小排量汽油機的氣缸直徑較小，且氣門所 占相對面積相應(yīng)偏大，采用淺長盆形燃燒室則投影面積加大，擠氣面積減 小，加之現(xiàn)代汽油機的壓縮比較高，燃燒室容積相對更小，若采用盆形燃 燒室，則因投影面積偏大而深度就不能加大，兩者綜合起來就失去了盆形 燃燒室應(yīng)有的擠氣效果，導(dǎo)致燃燒室內(nèi)紊流過低，燃燒速度減緩，出現(xiàn)后 燃或不完全燃燒，在燃燒過程中易產(chǎn)生HC及CO，不能滿足現(xiàn)代汽油機的 工作要求和廢氣排放要求。速度，降低HC及CO的排放。 實用新型內(nèi)容本實用新型目的是提供一種適用于滿足現(xiàn)代汽油機的工作要求和廢氣 排放要求的小型汽油機的燃燒室，該汽油機燃燒室凹陷于氣缸蓋上，汽油 機燃燒室最大截面面積位于氣缸蓋底部，整個燃燒室的周邊輪廓呈淺長盆 形且其右側(cè)中間局部向外凸出，其中進(jìn)、排氣門在氣缸蓋底部平面的中心 線位于氣缸中心線的左側(cè)，火花塞軸向中心線與氣缸蓋底面上交點位于氣 缸中心線右側(cè)。
本實用新型提供適用于新型的小型汽油機的蚌形燃燒室，汽油機燃燒 室位于氣缸蓋上，汽油機燃燒室最大截面面積位于氣缸蓋底部，實用新型， 它能夠在提高壓縮比的同時利用擠氣效應(yīng)提高燃燒室內(nèi)混合氣的紊流動 量，使燃燒條件改善，加快燃燒過程，優(yōu)化汽油機性能，降低排放。
本實用新型適用于頂置氣門布置的小型汽油機，設(shè)置在汽油機氣缸蓋 上。其中燃燒室形狀由六段相圓滑連接的不對稱弧形段構(gòu)成，第一、二弧 形段分別是以排氣門中心、進(jìn)氣門中心為圓心的一段弧形段，第三弧形段 為與上述第一、二弧形段分別相切的一段過渡弧形段，第四弧形段是以火 花塞在氣缸蓋底面投影中心點為圓心的一段弧形段，然后第四弧形段分別 與第一、二弧形段用第五、第六弧形段過渡相切相連。
第一、二弧形段的半徑范圍為R-0.25 0.3D，第四弧形段的半徑范闈為 R1=0.2 0.4D，第四弧形段中心到氣缸中心的距離t=0.18 0.22D，其中D 表示氣缸直徑，其D取值范圍大致在60—90mm之間。
汽油機燃燒室位于氣缸蓋上，汽油機燃燒室最大截面面積位于氣缸蓋 底部，整個燃燒室的周邊輪廓和正、側(cè)剖面整體類似于半邊河蚌形狀，為 淺蚌形燃燒室，即整個燃燒室的周邊輪廓在傳統(tǒng)淺長盆形基礎(chǔ)上，其右側(cè) 中間局部向外凸出。進(jìn)氣門、排氣門布置在第三弧形段一側(cè)，火花塞布置 在第四弧形段一側(cè)。燃燒室的長、短軸比例為y : x- (1.1-1.2) : 1，優(yōu)選
比例為y : x=i.i6 : i;燃燒室的長軸與深度的比例為y : h= (9—10):i，優(yōu)選比例為y : h=9.8 : i。
本實用新型還提供了第二種實施方式汽油機燃燒室，本實用新型的第 二種實施方式應(yīng)用于頂置兩氣門且氣門軸線斜置的汽油機，即進(jìn)氣門與排 氣門的中心線與氣缸中心傾斜成一定角度。其中火花塞側(cè)弧形段局部突起
于周邊輪廓，且氣門側(cè)壁面呈小夾角傾斜；第一、二弧形段分別以進(jìn)氣門 和排氣門中心為圓心的一段弧形段，第三弧形段分別和第一、二弧形段相 切，第七弧形段的中心為火花塞在氣缸蓋底面上的投影在x方向上，第一、 二弧形段的半徑范圍為r=0.25~0.3d，第七弧形段的半徑范圍為 r1=0.2~0.4d，第七弧形段中心到氣缸中心的距離t^.18 0.22d，其中火花 塞布置在第四弧形段一側(cè)，其中火花塞一側(cè)輪廓第七弧形段局部比第一實 施方式的第四弧形段更向外突起，氣門側(cè)的壁面面積顯著大于火花塞側(cè)的 壁面，且氣門側(cè)的壁面與缸蓋底平面的夾角明顯小于火花塞側(cè)的壁面與缸 蓋底平面的夾角；該方案還可以減少氣道流動阻力，提高充氣效率，進(jìn)一 步改善燃燒。
本實用新型的技術(shù)原理是針對小型點燃式汽油機的缸徑較小，可以 避免火焰?zhèn)鞑ゾ嚯x過長引起的爆震的特點，可以加大燃燒室的投影面積。 在較高壓縮比和燃燒室投影面積較大的情況下，減小燃燒室深度并采用斜 坡壁面，利用斜坡壁面產(chǎn)生擠氣效應(yīng)，提高燃燒室內(nèi)混合汽的紊流強度。
本實用新型的燃燒室的蚌型結(jié)構(gòu)特點，在火花塞周圍有較深的燃燒室 空間，加上氣門側(cè)斜坡壁面形成的燃燒室內(nèi)混合汽的擠流動量，當(dāng)汽油機 正常工作時，使汽油機在壓縮終點時可燃混合氣被擠向并積聚在火花塞附 近，形成高強度擠氣紊流，使點火電極處混合氣溫度增高，改善了點火條 件，易于形成穩(wěn)定的火花使混合氣著火，且初期火焰?zhèn)鞑ゼ涌?，燃燒速?提高，燃燒穩(wěn)定完全，減少燃燒的循環(huán)波動，汽油機動力性經(jīng)濟性提高， 排放降低。

圖]是現(xiàn)有技術(shù)中的汽油機盆型燃燒室的主視圖2是圖1所示的汽油機盆型燃燒室的局部俯視圖3是本實用新型汽油機蚌型燃燒室的氣缸蓋最大底部截面輪廓圖4是圖3所示氣缸蓋C一C階梯橫剖面圖5是圖3所示氣缸蓋B—B縱剖面圖6是本實用新型汽油機蚌型燃燒室第二實施方式的氣缸蓋最大底部 截面輪廓圖7是圖6所示氣缸蓋D—D階梯橫剖面圖； 圖8是圖6所示氣缸蓋E—E縱剖面具體實施方式
下面結(jié)合本實用新型的附圖，詳細(xì)描述本實用新型的技術(shù)實現(xiàn)方案。 如圖3—5所示，圖3示出了本實用新型汽油機蚌型燃燒室的氣缸蓋最 大底部截面輪，圖4是圖3所示氣缸蓋C一C階梯橫剖面圖，圖5是圖3 所示氣缸蓋B—B縱剖面圖。進(jìn)、排氣門12、 13和火花塞3呈三角形布置， 4為氣缸內(nèi)壁。其中進(jìn)、排氣門12、 13在氣缸蓋底部平面的中心線2位于 氣缸中心線1的左側(cè)，火花塞3軸向中心線與氣缸蓋底面16上交點位于氣 缸中心線1右側(cè)。
六段相圓滑連接的不對稱的第一弧形段9、第三弧形段8、第二弧形段 11、第五弧形段30、第四弧形段10、第六弧形段31依次構(gòu)成了燃燒室在 氣缸蓋底部的平面周邊輪廓，進(jìn)氣門12、排氣門13布置在第三弧形段8 — 側(cè)，火花塞3布置在第四弧形段10—側(cè)。第二、 一弧形段ll、 9分別是以 進(jìn)氣門12和排氣門13中心為圓心的一段弧形段，第三弧形段8分別和第 二、 一弧形段11、 9相切，第四弧形段10是以火花塞3在氣缸蓋底面16上的投影在X方向上點為圓心的一段圓弧，然后第四弧形段10分別與第一、
二弧形段9、 ll用第五、第六弧形段30、 31過渡相切相連。
第一、二弧形段9、 11的半徑范圍為RK).25 0.3D，第四弧形段10的 半徑范圍為R1=0.2~0.4D，第四弧形段10中心到氣缸中心1的距離 T=0.18 0.22D，其中D表示氣缸直徑，其D取值范圍大致在60—90mm之 間。
汽油機燃燒室其凹陷于氣缸蓋上，汽油機燃燒室最大截面面積位于氣 缸蓋底部，整個燃燒室的周邊輪廓整體類似于半邊河蚌形狀，為淺蚌形燃 燒室，即整個燃燒室的周邊輪廓在傳統(tǒng)淺長盆形基礎(chǔ)上，其右側(cè)中間局部 向外凸出。如圖3所示，進(jìn)氣門12、排氣門13布置在第三弧形段8—側(cè)， 火花塞3布置在第四弧形段10 —側(cè)。位于氣缸蓋底部燃燒室最大截面的長、
短軸比例為Y : x= (1.1-1.2) :i，優(yōu)選比例為Y : x=U6 : i;位于氣缸 蓋底部燃燒室最大截面燃燒室的長軸與氣缸蓋燃燒室的深度的比例為y: H= (9—io) : i，優(yōu)選比例為Y : H=9.8 : l。
如圖3、圖4所示，從該燃燒室的周邊輪廓和的縱、橫剖面來看，整個
燃燒室類似于半邊河蚌形狀，為淺蚌形燃燒室，即整個燃燒室的周邊輪廓
在傳統(tǒng)淺長盆形基礎(chǔ)上，其右側(cè)中間局部向外凸出。圖4顯示了燃燒室的 橫剖面結(jié)構(gòu)和擠氣紊流形成的原理。在汽油機壓縮行程中，活塞20上行壓
縮氣缸內(nèi)的可燃混合氣。當(dāng)活塞接近壓縮終點時，缸內(nèi)混合氣被壓向淺蚌
形燃燒室，由于氣缸蓋底平面16和活塞20之間距離縮小的擠出效應(yīng)，加 上因半邊"蚌型"燃燒室的結(jié)構(gòu)特點，氣門側(cè)斜坡壁面19的強制導(dǎo)向，周 邊混合氣體被進(jìn)一步擠向火花塞3并形成渦狀擠氣紊流17。
積聚了大量渦狀紊流能量的可燃混合氣集中在火花塞3附近， 一方面 改善了點火條件，易于形成穩(wěn)定的火花使混合氣著火；另一方面，擠氣紊 流促使初期火焰?zhèn)鞑ワ@著加快，燃燒速度提高，避免了膨脹行程后期的燃燒。燃燒周期的縮短，完全燃燒的保證，使汽油機在動力性經(jīng)濟性提高的
同時，減少了未燃碳?xì)浠衔颒C和一氧化碳CO的排放。
針對頂置兩氣門且氣門軸線斜置的汽油機，本實用新型還提供了第二 實施方式的汽油機蚌型燃燒室，如圖6—8所示，其中圖6是本實用新型汽 油機蚌型燃燒室另一種實施方式的氣缸蓋最大底部截面輪廓圖，圖7是圖6 所示氣缸蓋D—D階梯橫剖面圖，圖8是圖6所示氣缸蓋E—E縱剖面圖。 圖6所示的氣缸蓋最大底部截面輪廓與圖3所示的氣缸蓋最大底部截面輪 廓相比，其中火花塞3 —側(cè)輪廓第七弧形段25局部比圖3所示的周邊輪廓 第四弧形段10更向外突起，且氣門側(cè)壁面19與氣缸蓋底平面16呈小夾角 18傾斜，即氣門側(cè)壁面19與氣缸蓋底平面16的夾角更小。其氣門側(cè)壁面 19面積顯著大于火花塞側(cè)的壁面22，且氣門側(cè)壁面19與缸蓋底平面16的 夾角18明顯小于火花塞側(cè)的壁面22與缸蓋底平面16的夾角21。
本實用新型的第二種實施方式應(yīng)用于頂置兩氣門且氣門軸線斜置的汽 油機，即如圖7 — 8所示，進(jìn)氣門12與排氣門13的垂直中心線與氣缸垂直 中心1傾斜成一定角度。其中火花塞3 —側(cè)的第七弧形段25局部突起于周 邊輪廓線26，且氣門側(cè)壁面19與氣缸蓋底平面16呈小夾角傾斜；第二、 一弧形段23、27分別是以進(jìn)氣門12和排氣門13中心為圓心的一段弧形段， 第三弧形段24分別和第二、 一弧形段23、 27相切，第七弧形段25是以火 花塞3在氣缸蓋底面16上的投影在X方向上點為圓心的一段圓弧。其中第 二、 一弧形段23、 27的半徑范圍為R=0.25 0.3D，第七弧形段25的半徑范 圍為Rl=0.2 0.4D，第七弧形段25中心到氣缸中心線1的距離 T=0.18 0.22D，其中火花塞3布置在第七弧形段25 —側(cè)，第七弧形段25 突出于第二弧形段23和第一弧形段27的弧形過渡線26，氣門側(cè)的壁面19 面積顯著大于火花塞側(cè)的壁面22，且氣門側(cè)的壁面19與缸蓋底平面16的 夾角18明顯小于火花塞側(cè)的壁面22與缸蓋底平面16面的夾角21;該方案還可以減少氣道流動阻力，提高充氣效率，進(jìn)一步改善燃燒。
本實用新型的第二實施方式針對氣門斜置的特點，氣門側(cè)的壁面19所占橫剖面輪廓的比例增加，氣門側(cè)的壁面19與缸蓋底平面16的夾角18減 小，使擠氣效果更強，從而減少氣道流動阻力，提高充氣效率，進(jìn)一步改 善燃燒。
實踐表明，在非增壓的小型點燃式汽油機上，采用本實用新型可以把 壓縮比提高到9以上，在提高功率的同時，氣體排放物可以滿足國際最嚴(yán) 格的2007年美國加州排放法規(guī)的限值。
權(quán)利要求1、一種汽油機燃燒室，其凹陷于氣缸蓋上，汽油機燃燒室最大截面面積位于氣缸蓋底部，整個燃燒室的周邊輪廓呈淺長盆形且其右側(cè)中間局部向外凸出，其特征在于進(jìn)、排氣門(12、13)在氣缸蓋底部平面的中心線(2)位于氣缸中心線(1)的左側(cè)，火花塞(3)軸向中心線與氣缸蓋底面(16)上交點位于氣缸中心線(1)右側(cè)。
2、 如權(quán)利要求1所述的汽油機燃燒室，其特征在于汽油機燃燒室 最大截面由六段不對稱弧形段(8、 9、 10、 11、 30、 31)相圓 滑連接。
3、 如權(quán)利要求2所述的汽油機燃燒室，其特征在于第二、 一弧形 段(11、 9)分別是以進(jìn)氣門(12)和排氣門(13)中心為圓心 的一段弧形段，第三弧形段(8)分別和第二、 一弧形段Ul、 9)相切，第四弧形段(10)是以火花塞(3)在氣缸蓋底面(16) 上的投影在X方向上點為圓心的一段圓弧，第四弧形段(10) 分別與第一、—:弧形段(9、 11)用第五、第六弧形段(30、 31) 過渡相切相連。
4、 如權(quán)利要求3所述的汽油機燃燒室，其特征在于第一、二弧形 段(9、 11)的半徑范圍為R-0.25 0.3D，第四弧形段(10)的 半徑范圍為R1=0.2~0.4D，第四弧形段(10)中心到氣缸中心(1)的距離T,.18 0.22D，其中D表示氣缸直徑。
5、 如權(quán)利要求4所述的汽油機燃燒室，其特征在于氣缸直徑D取 值范圍在60—90mm之間。
6、 如權(quán)利要求1所述的汽油機燃燒室，其特征在于位于氣缸蓋底部的燃燒室最大截面的長、短軸比例為y : x= (1.1-1.2) : i;位于氣缸蓋底部燃燒室最大截面燃燒室的長軸與氣缸蓋燃燒室的深度的比例為y:h-(9—10) :1。
7、 如權(quán)利要求6所述的汽油機燃燒室，位于氣缸蓋底部的燃燒室最大截面的長、短軸比例為Y : x =1.16 : l;位于氣缸蓋底部 燃燒室最大截面燃燒室的長軸與氣缸蓋燃燒室的深度的比例 為y : h=9.8 : i。
8、 如權(quán)利要求1所述的汽油機燃燒室，其特征在于進(jìn)氣門(12) 與排氣門(13)的垂直中心線分別與氣缸垂直中心線(1)傾 斜成一定角度，其中火花塞(3) —側(cè)的第七弧形段(25)局 部突起于其周邊輪廓線(26)。
9、 如權(quán)利要求8所述的汽油機燃燒室，其特征在于氣門側(cè)的壁面(19)面積大于火花塞側(cè)的壁面(22)的面積。
10、 如權(quán)利要求8所述的汽油機燃燒室，其特征在于且氣門側(cè)壁面(19)與氣缸蓋底平面(16)的夾角(18)小于火花塞側(cè)的壁 面(22)與缸蓋底平面(16)面的夾角(21)。
專利摘要一種汽油機燃燒室，其凹陷于氣缸蓋上，汽油機燃燒室最大截面面積位于氣缸蓋底部，整個燃燒室的周邊輪廓類似于淺長盆形狀，其特征在于進(jìn)、排氣門(12、13)在氣缸蓋底部平面的中心線(2)位于氣缸中心線(1)的左側(cè)，火花塞(3)軸向中心線與氣缸蓋底面(16)上交點位于氣缸中心線(1)右側(cè)。
文檔編號F02B23/08GK201144726SQ20072003947
公開日2008年11月5日 申請日期2007年6月7日 優(yōu)先權(quán)日2007年6月7日
發(fā)明者夏基勝, 儀 徐, 李秀峰, 楊龍銀, 王成存, 瞿世飛, 奇 陳, 魏登惠 申請人:江蘇江淮動力股份有限公司