一种发动机燃烧系统和混动车辆技术方案

本实用新型专利技术提供了一种发动机燃烧系统和混动车辆。发动机燃烧系统包括：燃烧室，由发动机的缸盖和活塞顶限定而成，具有进气侧和排气侧；其中，所述燃烧室内所述缸盖表面形成有四个挤气面，包括分别设置在所述燃烧室的所述进气侧、前端侧、后端侧和所述排气侧的第一平挤气面、第二平挤气面、第三平挤气面和斜挤气面。本实用新型专利技术方案通过在燃烧室的前端侧和后端侧增加了两个平挤气面，可提高滚流比和湍流强度，同时提高发动机热效率；通过将排气侧的挤气结构由传统的平挤气面改为斜挤气面，增大了排气侧的挤气间隙，有利于燃烧火焰传向排气侧，降低早燃和爆震风险，同时减少未燃损失，提高系统燃烧效率。高系统燃烧效率。高系统燃烧效率。

【技术实现步骤摘要】
一种发动机燃烧系统和混动车辆


[0001]本技术涉及车辆
，特别是一种发动机燃烧系统和混动车辆。

技术介绍

[0002]随着油耗和排放法规的日益严苛，发展新能源车辆成为大势所趋。新能源车辆根据动力的不同主要分为混合动力(Hybrid Electric Vehicle，HEV)、插电混合动力(Plug
‑
in Hybrid Electric Vehicle，PHEV)、增程(Extended Range Electric Vehicle，REEV)和纯电动(Electric Vehicle，EV)车辆。HEV、PHEV和REEV车辆中均存在混动专用发动机。为实现新能源整车油耗的最低化，混动专用发动机的热效率要求越来越高，这对发动机燃烧系统的设计提出了更高要求。目前，为实现高的热效率，新能源专用发动机的燃烧系统均采用高压缩比和快速燃烧技术。
[0003]现有技术中，常规增大压缩比的方法主要有以下三种：(1)保持燃烧室容积不变，增大活塞凸起；但是，由于活塞凸起高，阻碍了缸内气流运动，降低了缸内滚流比和湍流强度，以致降低燃烧效率，同时，活塞凸起造成燃烧系统面积(燃烧室与活塞面积之和)增大，燃烧热损失增大，热效率降低。(2)保持活塞顶部形状不变，将燃烧室轮廓整体下沉；但是，由于燃烧室下沉，燃烧室内部与水套之间的壁厚增加，燃烧室散热性能降低，燃烧室内气体温度高，爆震倾向提高。(3)燃烧室采用四挤气结构减小容积，同时活塞凸起；然而，四挤气燃烧室结构配合凸起的活塞顶容易在挤气区域燃烧速度慢，易产生早燃或爆震(尤其是排气侧)，不利于燃烧效率的提高。
[0004]常规实现快速燃烧的方法主要有以下四种：(1)进气道采用“鱼腹”设计以提高气道滚流比；但是，由于鱼腹之后气道喉口截面积急剧减小，气道流量系数减小，不利于气道流量系数和滚流比的同时提高。(2)燃烧室气门采用遮蔽设计(Masking)，以提高气道低升程滚流比，但其对高升程滚流比的提高作用不明显。(3)进气道激光熔覆设计，这种设计不仅提高气道流量系数，而且提高滚流比，但是激光熔覆技术成本高，目前国内暂未掌握该项技术。(4)活塞顶球型设计，此种设计能够一定程度上提高缸内滚流比，但效果有限。
[0005]总而言之，如何同时提高混动专用发动机的流量系数和滚流比，并实现高压缩比(如压缩比13以上)下快速燃烧的燃烧系统设计方案为本领域面临的技术难题。

技术实现思路

[0006]鉴于上述问题，提出了一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的发动机燃烧系统和混动车辆。
[0007]本技术的一个目的是提供一种发动机燃烧系统，其通过燃烧室的三平挤气和一斜挤气组合设计，提高了缸内滚流比和湍流强度，提高了系统燃烧效率，从而提高发动机热效率。
[0008]本技术一个进一步的目的是通过燃烧室和活塞顶的匹配设计以及进气道的设计，实现了流量系数和滚流比的同时提高，并实现了高压缩比下燃烧系统的快速燃烧。
[0009]特别地，根据本技术实施例的一方面，提供了一种发动机燃烧系统，包括：
[0010]燃烧室，由发动机的缸盖和活塞顶限定而成，具有进气侧和排气侧；其中
[0011]燃烧室内缸盖表面形成有四个挤气面，包括分别设置在燃烧室的进气侧、前端侧、后端侧和排气侧的第一平挤气面、第二平挤气面、第三平挤气面和斜挤气面。
[0012]可选地，发动机燃烧系统还包括：
[0013]进气道，与燃烧室的进气侧连通；以及
[0014]进气门，设置在进气道内；其中
[0015]进气道的中心线与燃烧室的底面之间的夹角在20
‑
35
°
范围内。
[0016]可选地，进气道包括主体部和横截面积大于主体部的入口，入口与主体部之间以圆滑曲面过渡相接。
[0017]可选地，发动机燃烧系统还包括：
[0018]排气道，与燃烧室的排气侧连通；以及
[0019]排气门，设置在排气道内；其中
[0020]燃烧室内在进气门与排气门之间形成有第一导流曲面，且第一导流曲面靠近进气门的一端高于靠近排气门的另一端。
[0021]可选地，进气门的数量为两个；且
[0022]两个进气门之间形成有中间曲面，中间曲面自进气门之间向燃烧室的外缘向下倾斜。
[0023]可选地，发动机燃烧系统还包括：
[0024]喷油器，设置在燃烧室顶部靠近进气侧的位置；以及
[0025]火花塞，设置在燃烧室顶部靠近排气侧的位置；其中
[0026]喷油器的位置高于火花塞的位置。
[0027]可选地，燃烧室内在喷油器和火花塞之间形成有第二导流曲面，且第二导流曲面靠近喷油器的一端高于靠近火花塞的另一端。
[0028]可选地，活塞顶与进气门对应的位置设置有避阀坑，且活塞顶与排气门对应的位置设置有避阀面。
[0029]可选地，活塞顶的中央设置有凹坑，凹坑的边缘分别连接避阀坑和避阀面。
[0030]根据本技术实施例的另一方面，还提供了一种混动车辆，包括前文中任一项所述的发动机燃烧系统。
[0031]本技术实施例提出的发动机燃烧系统和混动车辆，通过在燃烧室的前端侧和后端侧增加了两个平挤气面，可减小燃烧室容积，使燃烧室结构更加紧凑，并降低活塞顶部凸起，有利于缸内气流运动，提高滚流比和湍流强度；同时，可减小燃烧系统面积，减小燃烧热损失，从而提高发动机热效率。另外，通过将排气侧的挤气结构由传统的平挤气面改为斜挤气面，增大了排气侧的挤气间隙，有利于燃烧火焰传向排气侧，降低早燃和爆震风险，同时减少未燃损失，提高系统燃烧效率。
[0032]进一步地，通过采用进气道入口曲面圆滑设计，并将进气道整体拉低，保持气道倾角(即进气道的中心线与燃烧室的底面之间的夹角)在20
‑
35
°
之间，实现了同时提高气道滚流比和流量系数。
[0033]进一步地，通过燃烧室和活塞顶的匹配设计，实现了压缩比13以上燃烧系统快速
燃烧，达到41％以上的热效率。
[0034]上述说明仅是本技术技术方案的概述，为了能够更清楚了解本技术的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本技术的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本技术的具体实施方式。
[0035]根据下文结合附图对本技术具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本技术的上述以及其他目的、优点和特征。
附图说明
[0036]通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本技术的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：
[0037]图1为根据本技术一个实施例的发动机燃烧系统的燃烧室的上盖的仰视图；
[0038]图2为根据本实本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种发动机燃烧系统，其特征在于，包括：燃烧室，由发动机的缸盖和活塞顶限定而成，具有进气侧和排气侧；其中所述燃烧室内所述缸盖表面形成有四个挤气面，包括分别设置在所述燃烧室的所述进气侧、前端侧、后端侧和所述排气侧的第一平挤气面、第二平挤气面、第三平挤气面和斜挤气面。2.根据权利要求1所述的发动机燃烧系统，其特征在于，还包括：进气道，与所述燃烧室的所述进气侧连通；以及进气门，设置在所述进气道内；其中所述进气道的中心线与所述燃烧室的底面之间的夹角在20
‑
35
°
范围内。3.根据权利要求2所述的发动机燃烧系统，其特征在于，所述进气道包括主体部和横截面积大于所述主体部的入口，所述入口与所述主体部之间以圆滑曲面过渡相接。4.根据权利要求2所述的发动机燃烧系统，其特征在于，还包括：排气道，与所述燃烧室的所述排气侧连通；以及排气门，设置在所述排气道内；其中所述燃烧室内在所述进气门与所述排气门之间形成有第一导流曲面，且所述第一导流曲面靠近所述进气门的一端高于靠近所述排气门的另一端。5.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：桂佳林，颜平涛，田志松，张贵强，陈广，彭家庆，王瑞平，肖逸阁，
申请(专利权)人：浙江吉利控股集团有限公司，
类型：新型
国别省市：