预燃室燃烧系统、发动机及车辆技术方案

本发明专利技术提供了一种预燃室燃烧系统、发动机及车辆。预燃室燃烧系统包括：预燃室本体，预燃室本体的底部的内壁的中部设置有圆台凸起结构，圆台凸起结构朝向预燃室本体的顶部凸起设置，圆台凸起结构的中部设置有中央底孔，沿预燃室本体的顶部至预燃室本体的底部的方向上，中央底孔的直径逐渐增加地设置，以使预燃室本体的底部的外壁与圆台凸起结构对应位置处形成内缩口结构，圆台凸起结构的侧面上设置有多个中央侧孔，多个中央侧孔设置于圆台凸起结构的侧面上，多个中央侧孔沿圆台凸起结构的周向间隔设置，各中央侧孔均与中央底孔连通。本申请能够解决现有技术中的由于预燃室燃烧系统结构设计不合理导致的发动机的燃烧速度和热效率较低的问题。效率较低的问题。效率较低的问题。

【技术实现步骤摘要】
预燃室燃烧系统、发动机及车辆


[0001]本专利技术涉及发动机燃烧系统设计，具体而言，涉及一种预燃室燃烧系统、发动机及车辆。

技术介绍

[0002]近年来，传统内燃机不断受到油耗法规、排放法规和新能源发展的挑战。汽油机利用预燃室能够实现多点/面、快速而稳定的燃烧，弥补米勒循环、EGR和稀薄燃烧等技术在燃烧上的劣势，配合使用可以显著地降低泵气、燃烧和传热的损失。随着有效热效率目标的不断提升，预燃室在汽油机上的研究和应用逐渐广泛，被认为是未来汽油机最有希望的技术路线之一。
[0003][0004]当前，汽油机稀燃的燃烧持续期仍然需要继续缩短，以增加等容燃烧程度，进而提高热效率。现有技术主要采用以下两种方案：(1)如图1所示，预燃室设置有预燃室底孔，相比于无预燃室底孔，该方案可以增加由燃烧室中间向下的一束射流火焰，其负责在该区域内进行燃烧，以提高燃烧速度。但是，普通的底孔会使得射流火焰过早碰撞活塞表面，进而增大传热损失，并造成放热率中断，所以燃烧速度和热效率的进一步提升有限；(2)如图2所示，通过活塞匹配射流火焰。活塞表面几何形状配合射流火焰和缸盖棚顶，使得每一束射流火焰都能同时燃尽，但是，这种凸起的活塞结构会削弱缸内的滚流，造成点火和燃烧时缸内湍动能的下降，也限制了燃烧速度和热效率的进一步提升。因此，如何设计一种新的燃烧系统，能够防止射流火焰过早碰撞活塞表面且无需改变活塞表面几何形状，以解决由于预燃室燃烧系统结构设计不合理导致的发动机的燃烧速度和热效率较低的问题。
[0005]针对现有技术中的上述问题，目前尚未提出有效的解决方案。

技术实现思路

[0006]本专利技术的主要目的在于提供一种预燃室燃烧系统、发动机及车辆，以解决现有技术中的由于预燃室燃烧系统结构设计不合理导致的发动机的燃烧速度和热效率较低的问题。
[0007]为了实现上述目的，根据本专利技术的一个方面，提供了一种预燃室燃烧系统，包括：预燃室本体，预燃室本体的底部的内壁的中部设置有圆台凸起结构，圆台凸起结构朝向预燃室本体的顶部凸起设置，圆台凸起结构的中部设置有中央底孔，沿预燃室本体的顶部至预燃室本体的底部的方向上，中央底孔的直径逐渐增加地设置，以使预燃室本体的底部的外壁与圆台凸起结构对应位置处形成内缩口结构，圆台凸起结构的侧面上设置有多个中央侧孔，多个中央侧孔设置于圆台凸起结构的侧面上，多个中央侧孔沿圆台凸起结构的周向间隔设置，各中央侧孔均与中央底孔连通。
[0008]进一步地，预燃室本体的底部还设置有多个旋流孔，多个旋流孔沿预燃室本体的底部的周向间隔设置，多个旋流孔均位于圆台凸起结构和预燃室本体的侧壁之间。
[0009]进一步地，预燃室本体内部具有预燃室腔体，中央底孔包括：第一孔段，第一孔段的第一端具有开口，开口设置于圆台凸起结构的顶部，第一孔段通过开口与预燃室腔体连通，第一孔段的第二端朝向预燃室本体的底部平面延伸设置，沿第一孔段的第一端的至第一孔段的第二端的方向上，第一孔段的直径逐渐增大地设置；第二孔段，第二孔段的第一端与第一孔段的第二端连通，第二孔段的第一端的直径与第一孔段的第二端的直径相同地设置，第二孔段的第二端朝向底部平面延伸设置，沿第二孔段的第一端的至第二孔段的第二端的方向上，第二孔段的直径逐渐增大地设置，第二孔段的侧壁面由多段具有不同倒角半径的圆弧面组成，第一孔段的侧壁和第二孔段的侧壁共同形成内缩口结构。
[0010]进一步地，第二孔段的侧壁面与底部平面之间的夹角为A1，中央侧孔的中心轴线与底部平面之间的夹角为A2，其中，A2≥A1。
[0011]进一步地，第二孔段的侧壁面与底部平面之间的夹角为A1，第一孔段的侧壁面与底部平面之间的夹角为A3，其中，A1≥A3。
[0012]进一步地，旋流孔的直径大于中央底孔的直径，中央底孔的直径大于中央侧孔的直径。
[0013]进一步地，预燃室燃烧系统还包括活塞，活塞的顶表面具有凹坑，活塞的顶表面与缸盖、缸筒围设形成主燃室腔体，主燃室腔体通过中央底孔、中央侧孔和旋流孔与预燃室腔体连通。
[0014]进一步地，旋流孔的直径为D1，0.8mm≥D1≥1.5mm，中央侧孔的直径为D2，0.3mm≥D2≥0.8mm，中央底孔的直径为D3，0.3mm≥D3≥0.8mm。
[0015]根据本专利技术的另一方面，提供了一种发动机，包括预燃室燃烧系统，预燃室燃烧系统为上述的预燃室燃烧系统。
[0016]根据本专利技术的另一方面，提供了一种车辆，包括发动机，发动机为上述的发动机。
[0017]应用本专利技术的技术方案，通过在预燃室本体的底部的内壁的中部设置有圆台凸起结构、在所述圆台凸起结构上设置中央底孔和中央侧孔，以及使预燃室本体的底部的外壁形成内缩口结构，可在发动机压缩时增强预燃室本体内部的湍动能，同时在发动机预燃时降低中央底孔喷射的射流火焰的贯穿距，防止射流火焰过早碰撞活塞表面，配合活塞能够提高主燃室的滚流比和湍动能，实现侧孔和底孔的射流火焰能同时燃尽的目标，进而提升发动机的燃烧速度和热效率。采用本申请的技术方案，无需对活塞的上表面进行改进，能够解决现有技术中的由于预燃室燃烧系统结构设计不合理导致的发动机的燃烧速度和热效率较低的问题。
附图说明
[0018]构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：
[0019]图1示出了现有技术中的预燃室燃烧系统的结构示意图；
[0020]图2示出了现有技术中的预燃室燃烧系统的结构示意图；。
[0021]图3示出了根据本专利技术的预燃室燃烧系统的第一实施例的结构示意图；
[0022]图4示出了根据本专利技术的预燃室燃烧系统的第二实施例的结构示意图；
[0023]图5示出了根据本专利技术的预燃室燃烧系统的第三实施例的结构示意图；
[0024]图6示出了根据本专利技术的预燃室燃烧系统的第四实施例的结构示意图；
[0025]图7示出了根据本专利技术的预燃室燃烧系统的第五实施例的结构示意图；
[0026]图8示出了根据本专利技术的预燃室燃烧系统的第六实施例的结构示意图；
[0027]图9示出了根据本专利技术的预燃室燃烧系统的活塞的实施例的结构示意图。
[0028]其中，上述附图包括以下附图标记：
[0029]1、预燃室本体；2、火花塞；3、预燃室腔体；4、缸盖；5、缸筒；6、活塞；61、凹坑；7、主燃室腔体；10、圆台凸起结构；11、渐缩气流；12、侧孔气流；13、内旋流；14、中央气流；15、旋流和中央气流形成的湍动能；20、内缩口结构；21、第一射流；22、第二射流；23、第三射流；
[0030]81、旋流孔；82、中央侧孔；83、中央底孔；831、第一孔段；832、开口；833、底部平面；834、第二孔段。
具体实施方式
[0031]需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种预燃室燃烧系统，其特征在于，包括：预燃室本体(1)，所述预燃室本体(1)的底部的内壁的中部设置有圆台凸起结构(10)，所述圆台凸起结构(10)朝向所述预燃室本体(1)的顶部凸起设置，所述圆台凸起结构(10)的中部设置有中央底孔(83)，沿所述预燃室本体(1)的顶部至所述预燃室本体(1)的底部的方向上，所述中央底孔(83)的直径逐渐增加地设置，以使所述预燃室本体(1)的底部的外壁与所述圆台凸起结构(10)对应位置处形成内缩口结构(20)，所述圆台凸起结构(10)的侧面上设置有多个中央侧孔(82)，多个所述中央侧孔(82)设置于所述圆台凸起结构(10)的侧面上，多个所述中央侧孔(82)沿所述圆台凸起结构(10)的周向间隔设置，各所述中央侧孔(82)均与所述中央底孔(83)连通。2.根据权利要求1所述的预燃室燃烧系统，其特征在于，所述预燃室本体(1)的底部还设置有多个旋流孔(81)，多个所述旋流孔(81)沿所述预燃室本体(1)的底部的周向间隔设置，多个所述旋流孔(81)均位于所述圆台凸起结构(10)和所述预燃室本体(1)的侧壁之间。3.根据权利要求2所述的预燃室燃烧系统，其特征在于，所述预燃室本体(1)内部具有预燃室腔体(3)，所述中央底孔(83)包括：第一孔段(831)，所述第一孔段(831)的第一端具有开口(832)，所述开口(832)设置于所述圆台凸起结构(10)的顶部，所述第一孔段(831)通过所述开口(832)与所述预燃室腔体(3)连通，所述第一孔段(831)的第二端朝向所述预燃室本体(1)的底部平面(833)延伸设置，沿所述第一孔段(831)的第一端的至所述第一孔段(831)的第二端的方向上，所述第一孔段(831)的直径逐渐增大地设置；第二孔段(834)，所述第二孔段(834)的第一端与所述第一孔段(831)的第二端连通，所述第二孔段(834)的第一端的直径与所述第一孔段(831)的第二端的直径相同地设置，所述第二孔段(834)的第二端...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘耀东，赵川，李显，李金成，韩令海，宫艳峰，
申请(专利权)人：中国第一汽车股份有限公司，
类型：发明
国别省市：