多气门发动机的燃烧室及气门布置结构制造技术

本发明专利技术公开了一种多气门发动机的燃烧室、燃烧室结构及气道布置形式，燃烧室的顶部设有用于安装进气门的进气门安装侧楔形面、用于安装排气门的排气门安装侧楔形面和用于安装火花塞的火花塞安装侧楔形面，除进气门安装侧楔形面、排气门安装侧楔形面和火花塞安装侧楔形面之外均采用球形面。本发明专利技术通过重新设计燃烧室结构进行，结合进气喉口、出气喉口与进气道、出气道的设计，既简化了燃烧室的结构与制作工艺、成本，也使其具有高滚流比、高涡流强度、热损失小、充分燃烧等特点，还可以有效减小发动机进、排气的阻力损失，从而提高发动机外性能及燃油经济性能。

Combustion Chamber and Valve Layout Structure of Multi-Valve Engine

The invention discloses a combustion chamber, a combustion chamber structure and an airway arrangement form of a multi-valve engine. The top of the combustion chamber is provided with an intake valve installation side wedge surface for installing an intake valve, an exhaust valve installation side wedge surface for installing an exhaust valve and a spark plug installation side wedge surface for installing a spark plug, in addition to the intake valve installation side wedge surface, the exhaust valve installation side wedge surface and the flame surface. The spherical surface is used outside the wedge-shaped surface of the plug installation side. By redesigning the structure of combustion chamber and combining the design of intake throat, outlet throat, intake and outlet, the invention not only simplifies the structure and manufacturing process and cost of combustion chamber, but also makes it have the characteristics of high roll ratio, high eddy current intensity, low heat loss and full combustion, and can effectively reduce the resistance loss of intake and exhaust of engine, thereby improving the outside of engine. Performance and fuel economy performance.

【技术实现步骤摘要】
多气门发动机的燃烧室及气门布置结构
本专利技术属于发动机领域，具体地讲是一种多气门发动机的燃烧室及气门布置结构。
技术介绍
为达到增加发动机进气量、提升充气效率和发动机动力性能，现在的发动机普遍采用单缸多气门形式。而为能够布置多个进气门、排气门，现有发动机一般采用面容比（燃烧室的表面积与体积的比值）特别大的盆形燃烧室或楔形燃烧室，以及非常小的气门与燃烧室中心线夹角的结构形式。上述结构形式中，面容比过大不利于油气充分混合，也难以使混合气体形成具有分层、滚流、挤流、涡流等促进快速燃烧的特征，且会造成较大热损失、较高的HC和碳烟排放；而气门与燃烧室中心线夹角过小，则会造成气流在气道与喉口交叉位置会的出现近90°的突然转向，继而增大进、排气沿程阻力损失、降低充气效率。基于此，提出本案申请。
技术实现思路
为解决现有技术中多气门燃烧室结构设计与气门布置形式不合理导致的燃烧效果差、热损失过大等问题，本专利技术提供一种重新设计结构的多气门发动机的燃烧室和气门布置结构，其能够使油气混合充分、提高燃烧效率，确保气门进气、排气效率。为实现上述目的，本专利技术采用的方案如下：一种多气门发动机的燃烧室，燃烧室的顶部为主要由进气门安装侧楔形面、排气门安装侧楔形面与火花塞安装侧楔形面三个楔形面及至少两个球形连接面组合而成的半球形或小半球形球面。燃烧室顶部中心或中心及中心附近成屋脊形式。进气门安装侧楔形面为用于安装进气门（可理解为与进气道连通）的一个倾斜的平面。排气门安装侧楔形面为用于安装排气门（可理解为与排气道连通）的一个倾斜的平面。火花塞安装侧楔形面为用于安装火花塞的一个倾斜的平面。定义与进气门安装侧楔形面近似。本专利技术中，活塞位于上止点时，活塞顶面以上、气缸盖底面以下所形成的空间称为燃烧室。燃烧室中心线为位于燃烧室中心、垂直平面上的中心线；以靠近燃烧室顶部中心的一侧为内侧，与之相反的为外侧。半球形指二分之一的球体的穹顶形状，小半球形指弓形的立体形状——即少于二分之一的球体的穹顶形状。球形连接面即指半球形与小半球形的部分弧面，其用于楔形面与燃烧室边缘的连接。本专利技术进一步设置如下：三个楔形面两两相邻，相接处均位于燃烧室顶部中心或中心附近。三个楔形面两两相邻供形成有三个相接处，以相接处为界，两侧的楔形面呈钝角相交。本专利技术进一步设置如下：以楔形面的两两相接侧为内侧边缘，楔形面的外侧边缘与燃烧室边缘重合。上述结构将楔形面的面积最大化、将球形连接面的面积最小化，以便于铸造模具生产。本专利技术进一步设置如下：楔形面的外侧边缘与内侧边缘有中部边缘过度连接，球形连接面位于中部边缘与燃烧室边缘之间，能够提高滚流比，进而提高燃烧效率。本专利技术进一步设置如下：为确保最好的安装效果与进气、排气效率，使燃烧充分，进气门安装侧楔形面与水平面之间的夹角为5~25°和/或排气门安装侧楔形面与水平面之间的夹角为5~30°。本专利技术进一步设置如下：进气楔形面与排气楔形面的相接处偏离中心线并靠向排气楔形面所在侧。上述结构可以加大气道与吼口之间的夹角、提高进气效率，并使进入燃烧室内的油气混合气形成较好的分层，还可以在火花塞电极周围形成浓度合理的油气包围，使得火焰快速传播，达到快速燃烧和避免火焰燃烧时出现失火现象。本专利技术还提供一种多气门发动机的气门布置结构，其采用的技术方案如下：包括上述的燃烧室，进气楔形面上安装并连通有至少两个进气喉口、排气楔形面上安装并连通有至少一个排气喉口。进气喉口与燃烧室中心线之间的夹角为5~25°。排气喉口与燃烧室中心线之间的夹角为5~30°。上述多气门发动机的气门布置结构进一步设置如下：所述进气喉口与进气门安装侧楔形面垂直，排气喉口与排气门安装侧楔形面垂直。一方面，其能够使气门座圈与楔形面充分贴合，确保气门的密封性；另一方面，有利于降低模具/砂芯的设计难度与加工难度。为便于进气、排气，上述多气门发动机的气门布置结构进一步设置如下：所述进气喉口、排气喉口为圆柱形开口。本专利技术技术效果如下：一、本专利技术通过重新设计燃烧室结构，使燃烧室能够在布置多个进气、排气门的同时具有合理的面容比，既有利于油气混合气体的气流组织和充分混合、还有利于形成具有分层、滚流、挤溜、涡流等特征的可快速燃烧混合气，从而确保燃烧充分、提高燃烧效率、减少HC化合物的排放。此外，合理的面容比还能够减少燃烧产生的热损失，进而有助于提高发动机热效率、燃油经济性。二、本专利技术燃烧室使火花塞点火位置更靠近理论中心，能够缩短火焰传播距离并使火花塞喷射出的火焰与油气混合气体相对，有利于火焰传播和油气混合气的充分燃烧，提升燃油经济性。三、本专利技术通过对气门布置形式的合理设计，可以有效减小发动机工作过程中进、排气的沿程阻力损失，提高进、排气效率，改善油气混合效果和气流的组织使其充分、快速的燃烧，避免由于气门与燃烧室中心线夹角θ过小造成的泵气损失过大、局部涡流、充气效率低、表面点火、局部燃烧等不正常燃烧现象等问题，从而改善发动机外性能、燃油经济性提升和排放。四、本专利技术大大简化了燃烧室的结构，降低其砂芯模的制作难度，使进、排气气道和燃烧室模型芯盒的得以重复使用，从而提高砂芯使用率，大大降低模具制造难度和成本。附图说明图1为本专利技术具体实施例整体示意图。图2为本专利技术具体实施例正视图。图中所示：1—气缸盖，2—排气道，3—排气门弹簧组件，4—排气门，5—燃烧室，6—进气门，7—进气门弹簧组件，8—进气道，9—进气喉口，10—排气喉口，a—球形面Ⅰ，b—排气门安装侧楔形面，c—火花塞安装侧楔形面，d—球形面Ⅱ，e—进气门安装侧楔形面。具体实施方式为使本专利技术实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本专利技术。实施例1如图1所示，本实施例提供了一种多气门发动机的燃烧室5，燃烧室5的顶部为小半球形球面，小半球形球面主要由进气门安装侧楔形面e、排气门安装侧楔形面b和火花塞安装侧楔形面c与球形面Ⅰa、球形面Ⅱd五个面拼接而成，进气门安装侧楔形面e、排气门安装侧楔形面b和火花塞安装侧楔形面c三个楔形面相邻并于燃烧室5中心相接（本实施例以靠近燃烧室5中心所在侧为内侧，相反为外侧）：进气门安装侧楔形面e与排气门安装侧楔形面b相对设置，二者的相接处偏离中心线并靠向排气门安装侧楔形面b所在侧。进气门安装侧楔形面e与排气门安装侧楔形面b以相接处为中心，外侧向内翻转，使进气门安装侧楔形面e与排气门安装侧楔形面b之间形成120~170°的钝角。火花塞安装侧楔形面c位于气门安装侧楔形面与排气门安装侧楔形面b之间，其两处内侧分别与气门安装侧楔形面与排气门安装侧楔形面b相接；其外侧向内翻转，使火花塞安装侧楔形面c与进气门安装侧楔形面e、排气门安装侧楔形面b之间分别形成120~170°的钝角。球形面Ⅰa位于进气门安装侧楔形面e与排气门安装侧楔形面b之间，作为进气门安装侧楔形面e与排气门安装侧楔形面b的连接面。球形面Ⅱd位于进气门安装侧楔形面e与火花塞安装侧楔形面c之间，作为二者的连接面。除球形面Ⅰa、球形面Ⅱd之外，为使燃烧室5的球面结构完整、光滑，还可在排气门安装侧楔形面b与火花塞安装侧楔形面c之间设置小球形面Ⅲ，确保燃烧室5的球面在楔形面与楔形面之间顺畅过度。本实施例中，为提高燃烧室5的面容易，将楔形面的外侧边缘本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多气门发动机的燃烧室，其特征在于：燃烧室的顶部为主要由进气门安装侧楔形面、排气门安装侧楔形面与火花塞安装侧楔形面三个楔形面及至少一个球形连接面拼接而成的半球形或小半球形球面；燃烧室顶部中心或中心附近隆起。

【技术特征摘要】
1.一种多气门发动机的燃烧室，其特征在于：燃烧室的顶部为主要由进气门安装侧楔形面、排气门安装侧楔形面与火花塞安装侧楔形面三个楔形面及至少一个球形连接面拼接而成的半球形或小半球形球面；燃烧室顶部中心或中心附近隆起。2.如权利要求1所述的多气门发动机的燃烧室，其特征在于：三个楔形面两两相邻，相接处均位于燃烧室顶部中心或中心附近。3.如权利要求1或2所述的多气门发动机的燃烧室，其特征在于：以楔形面的两两相接侧为内侧边缘，楔形面的外侧边缘与燃烧室边缘重合。4.如权利要求1所述的多气门发动机的燃烧室，其特征在于：楔形面的外侧边缘与内侧边缘有中部边缘过度连接，球形连接面位于中部边缘与燃烧室边缘之间。5.如权利要求1所述的多气门发动机的燃烧室，其特征在于：进气门安装侧楔形面与水平面之间的夹角为5...

【专利技术属性】
技术研发人员：殷贵良，徐钢，沈乡情，方天泽，濮光明，平鸿光，
申请(专利权)人：浙江康思特动力机械有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33