一种可变余隙容积的汽油机燃烧装置.pdf

1、(10)申请公布号 CN 103104339 A(43)申请公布日 2013.05.15CN103104339A*CN103104339A*(21)申请号 201310029292.7(22)申请日 2013.01.27F02B 75/38(2006.01)F02P 5/00(2006.01)(71)申请人浙江大学地址 310058 浙江省杭州市西湖区余杭塘路866号(72)发明人何文华 胡滨鹏 戴明新 侯明阳王英辉(74)专利代理机构杭州求是专利事务所有限公司 33200代理人周烽(54) 发明名称一种可变余隙容积的汽油机燃烧装置(57) 摘要本发明公开了一种可变余隙容积的汽油机燃烧装置，它

2、包括：壳体、预紧弹簧、燃气密封环、自动活塞、汽缸盖、汽缸体、活塞、连杆、火花塞、气门杆、进气歧管、活塞燃气密封环、油密封环和曲轴箱；本发明在气缸盖顶部具有一通孔，通孔上安装壳体，自动活塞置于该壳体内并伸入气缸盖顶部的通孔，预紧弹簧维持自动活塞处于下压状态；本发明可以优化汽油机的燃烧状况，有效解决在增大点火提前角时，缸内压力过高，压缩负功过大的缺点，有利于增加汽油机零部件稳定性。该装置简单，稳定。(51)Int.Cl.权利要求书1页 说明书3页 附图3页(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请权利要求书1页 说明书3页 附图3页(10)申请公布号 CN 103104339 ACN

3、 103104339 A1/1页21.一种可变余隙容积的汽油机燃烧装置，其特征在于，它包括：壳体上盖（1）、预紧弹簧（2）、壳体（3）、燃气密封环（4）、汽缸盖（5）、汽缸体（6）、活塞（7）、连杆（8）、自动活塞（9）、火花塞（10）、气门杆（11）、进气歧管（12）、活塞燃气密封环（13）、油密封环（14）和曲轴箱（15）等；其中，所述汽缸盖（5），汽缸体（6），曲轴箱（15）依次固定安装，壳体（3）、火花塞（10）、气门杆（11）和进气歧管（12）均安装在汽缸盖（5）上；壳体上盖（1）固定安装在壳体（3）上，壳体（3）内腔中心轴线与气缸盖（5）上一通孔轴线对齐，自动活塞（9）置于壳体（3

4、）的中心通孔内，且自动活塞（9）下端伸入气缸盖（5）的通孔内；预紧弹簧（2）置于壳体（3）内，位于壳体上盖（1）和自动活塞（9）之间，维持自动活塞（9）处于下压状态；燃气密封环（4）嵌入壳体（3）的内腔内并安装在自动活塞（9）上，用于防止缸内燃气泄露；活塞（7）放置于汽缸体（6）中心孔内，活塞燃气密封环（13）和油密封环（14）安装在活塞（7）上，用于密封燃气和机油；连杆（8）置于曲轴箱（15）内并与活塞（7）相连。权 利 要 求 书CN 103104339 A1/3页3一种可变余隙容积的汽油机燃烧装置技术领域0001 本发明涉及一种汽油机燃烧装置，尤其涉及一种可变余隙容积的汽油机燃烧装置。背

5、景技术0002 常规的汽油机，活塞上行至上止点的时候，余隙容积无法调节，压力升高率大，导致压缩负功大。依靠火花塞点火燃烧，太大的点火提前角，燃烧过快，使得缸内压力升高过快，压缩负功大，工作粗暴；当点火提前角小时，上止点后火焰传播速度慢，燃烧速度慢，燃烧热效率低。发明内容0003 本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种可变余隙容积的汽油机燃烧装置，本发明可以优化汽油机的燃烧状况，通过改变余隙容积，降低压力升高率，有效解决在增大点火提前角时，缸内压力过高，压缩负功过大的缺点。有利于增加汽油机零部件稳定性。该装置简单，经济，稳定。0004 本发明的目的是通过如下技术方案来实现的：一种可变余隙容

6、积的汽油机燃烧装置，它包括：壳体上盖、预紧弹簧、壳体、燃气密封环、汽缸盖、汽缸体、活塞、连杆、自动活塞、火花塞、气门杆、进气歧管、活塞燃气密封环、油密封环和曲轴箱；其中，所述汽缸盖，汽缸体，曲轴箱依次固定安装，壳体、火花塞、气门杆和进气歧管均安装在汽缸盖上。壳体上盖固定安装在壳体上，壳体内腔中心轴线与气缸盖上一通孔轴线对齐，自动活塞置于壳体的中心通孔内，且自动活塞下端伸入气缸盖的通孔内；预紧弹簧置于壳体内，位于壳体上盖和自动活塞之间，维持自动活塞处于下压状态；燃气密封环嵌入壳体的内腔内并安装在自动活塞上，用于防止缸内燃气泄露；活塞放置于汽缸体中心孔内，活塞燃气密封环和油密封环安装在活塞上，用于

7、密封燃气和机油；连杆置于曲轴箱内并与活塞相连。0005 本发明的有益效果是：1、利用自动活塞，增大近上止点时刻的余隙容积，可以弥补增大点火提前角带来的缸内压力过高问题，可以降低燃烧室压力升高率，增加零部件的寿命和可靠性。0006 2、通过增大点火提前角，增加上止点后的火焰传播速度，使得缸内燃烧提早结束，热效率提高。0007 3、通过预紧弹簧，实现自动活塞自动复位，实现稳定缸内压力，提高活塞下行做功能力。附图说明0008 图1为可变余隙容积的汽油机燃烧装置的结构示意图；图2为可变余隙容积的汽油机燃烧装置的燃烧压力曲线图；图3为传统汽油机的燃烧压力曲线图；说 明 书CN 103104339 A2/

8、3页4图4为本发明装置与传统汽油机的燃烧压力曲线对比图；图5为本发明装置与传统汽油机的放热率曲线对比图；图6为本发明装置与传统汽油机的放热百分比曲线对比图；图中：壳体上盖1、预紧弹簧2、壳体3、燃气密封环4、汽缸盖5、汽缸体6、活塞7、连杆8、自动活塞9、火花塞10、气门杆11、进气歧管12、活塞燃气密封环13、油密封环14、曲轴箱15。具体实施方式0009 下面根据附图详细描述本发明，本发明的目的和效果将变得更加明显。0010 如图1所示，本发明的一种可变余隙容积的汽油机燃烧装置，其包括：壳体上盖1、预紧弹簧2、壳体3、燃气密封环4、汽缸盖5、汽缸体6、活塞7、连杆8、自动活塞9、火花塞10

9、、气门杆11、进气歧管12、活塞燃气密封环13、油密封环14、曲轴箱15。0011 汽缸盖5，汽缸体6，曲轴箱15依次固定安装，壳体、火花塞10，气门杆11和进气歧管12均安装在汽缸盖5上。壳体上盖1固定安装在壳体3上，壳体3内腔中心轴线与气缸盖5上一侧通孔轴线对齐，自动活塞9置于壳体3的中心通孔内，且自动活塞9下端伸入气缸盖5上一侧通孔内；预紧弹簧2置于壳体3内腔，位于壳体上盖1和自动活塞9之间，维持自动活塞9处于下压状态。燃气密封环4嵌入壳体3的内腔内并安装在自动活塞9上，用于防止缸内燃气泄露。活塞7放置于汽缸体6中心孔内，活塞燃气密封环13和油密封环14安装在活塞7上，用于密封燃气和机油

10、。连杆8置于曲轴箱15内并与活塞7相连。0012 本发明的工作过程如下：自动活塞9下端位于汽缸盖5通孔内，并与汽缸体6内部空间接触，可以根据燃烧室的压力变化而上下运动。预紧弹簧2处于压缩状态。在活塞7压缩阶段，活塞7对缸内气体做功，缸内压力升高，在活塞7上行快到上止点的时候，缸内压力升高率大，当缸内压力达到一定程度，克服预紧弹簧2弹力，使得自动活塞9上行，增加燃烧室的余隙容积，此时会相应降低缸内压力和压力升高率，发动机工作较为平稳。相比常规汽油机，本发明装置的火花塞10点火提前角更大，在活塞7运动至上止点前更大曲轴转角点火，开始的火焰前锋面较小，火焰传播速度很慢，自动活塞9的上行运动使得缸内压

11、力较为平稳，弥补增大点火提前角带来的缸内压力过高，发动机工作不粗暴。在活塞7运动过上止点后，火焰前锋面已经较大，火焰传播速度加快，使得燃烧速度加快，燃烧能很快地在上止点附近完成，放热率峰值更早达到，燃烧更快结束，燃烧热效率更高。与常规汽油机相比，在缸内气体膨胀，活塞7下行做功阶段，压力下降曲线更为平滑，平均做功的压力更大，做功效果更好。当活塞7下行到一定程度，缸内压力降低，自动活塞9也下行复位，同时对气体做功。0013 如图2至图4所示，本发明装置的燃烧压力曲线与常规汽油机的燃烧压力曲线相比，差别具体表现在：本发明的燃烧压力曲线，在增大点火提前角的情况下，在上止点前的缸内压力有明显的平滑过渡阶

12、段，压力升高率较低，缸内工作较平稳；在上止点后缸内压力升高率增加，压力升高更快；在开始膨胀做功阶段，燃烧压力降低更加缓慢，平均有效压力大，做功效果好。0014 如图5所示，本发明装置的放热率曲线与常规汽油机的放热率曲线相比，差别具体表现在：本发明装置的放热率曲线，放热率曲线更加提前，放热率峰值更大，燃烧结束得说 明 书CN 103104339 A3/3页5更快，燃烧过程更加接近定容燃烧，使得热功转化效率更高。0015 如图6所示，本发明装置的放热百分比曲线与常规汽油机的放热百分比曲线相比，差别具体表现在：本发明装置的放热百分比曲线，上升速率更快，放热更早，放热百分比更快达到最大值，燃烧热效率更高。说 明 书CN 103104339 A1/3页6图1图2说 明 书 附 图CN 103104339 A2/3页7图3图4说 明 书 附 图CN 103104339 A3/3页8图5图6说 明 书 附 图CN 103104339 A