一种新型高效率点燃式发动机的制作方法

本实用新型涉及发动机技术领域，具体为一种新型高效率点燃式发动机。

背景技术：

燃油消耗率是考核汽车发动机的重要指标，发动机在点火做功过程中，可以通过优化燃烧室内气流流动，增大进气涡流使燃油与空气充分混合，尽可能地满足混合气完全燃烧的条件以期达到更高的热效率。

传统点燃式发动机缸内混合气滚流的流动方式，更多的利用缸内涡流来形成较强气流流动，使缸内混合气均匀分布，但是缸内滚流强度提高潜力有限，使得进一步加快点火后火焰传播速度收到限制，发动机的热效率提高有限。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种新型高效率点燃式发动机，以解决上述背景技术中提出的传统的点燃式发动机采用组织缸内滚流混合气技术达不到较高热效率的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种新型高效率点燃式发动机，包含：

四气门缸盖，所述四气门缸盖内部铸造集成两条涡流进气道；

由双火花塞构成的缸内混合气点火机构；

由缸体、活塞、四气门缸盖、进气门和排气门部件构成的燃烧室。

优选的，两条所述涡流进气道包含一条外涡流进气道和一条内涡流进气道，所述外涡流进气道、内涡流进气道连接燃烧室至进气歧管构成发动机进气通道。

优选的，两条所述涡流进气道呈分离式布置，分别从进气歧管取气，两条涡流进气道分别进气，避免了气流干涉。

优选的，两条所述涡流进气道靠近缸孔的部分的中心角度呈相差90°布置。

优选的，两条所述涡流进气道进气气流入缸孔内时的方向为与缸孔壁面相切。

优选的，所述双火花塞在四气门缸盖中布置在燃烧室边沿，分别处于两侧的进气门与排气门中间，所述双火花塞点火位置点位于活塞上止点时刻活塞顶面至缸盖面间隙的中间位置。

优选的，所述活塞的顶部燃烧室型面为顶部燃烧室型面，所述顶部燃烧室型面呈圆柱型或圆锥型，所述顶部燃烧室型面中间凸起过渡到外部凹陷的光顺形状与圆形气缸配合。

优选的，所述活塞的底部形状设计为中心向活塞顶方向凸起以增加散热面积，活塞底部型面曲线贴近流体流入流出角度，使活塞冷却喷嘴油束贴近活塞底面壁面流动冷却中心区域。

优选的，利用两条涡流进气道，外涡流进气道产生延气缸壁运动的外侧涡流，内涡流进气道产生贴近顶部燃烧室型面的内侧涡流，外侧涡流和内侧涡流迫使进气在发动机汽缸内形成绕缸孔中心的强涡流，气流流速快，油气混合均匀。

该新型高效率点燃式发动机为单缸或多缸点燃式发动机。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1)通过在缸盖内集成的双涡流进气道，气道内气流进入汽缸的角度差90°，且两个气道的进气角度分别与缸孔壁面相切，使得进气过程即形成可控的绕缸孔中心的规律涡流。两个单独涡流气道的设计使得进气无干扰，减少了两股气流在缸内的扰动，进气流向沿汽缸内壁旋转且相互增强；

2)活塞顶结构呈凸起圆柱结构或圆锥体结构，进气冲程时活塞下行增强涡流强度，压缩冲程时活塞上行保持涡流强度，进一步提高发动机低转速工况下缸内混合气的流动速度。且活塞燃烧室结构简单，工艺性好，活塞中间凸起部分采用中空结构，该结构对活塞冷却喷嘴喷出来的机油产生导向作用，提高了活塞冷却功能。可以代替传统的发动机活塞的既复杂，又高成本的内冷油道。该活塞在高热高速高强度的运行环境下，更加可靠；

3)对四气门结构适应性地匹配双火花塞点火系统，明确布置点火点位置，缩短点火后火焰传播距离，缩短了着火持续期，提高了热效率。

附图说明

图1为本实用新型的整体布置图；

图2为本实用新型内部零件布置结构图；

图3为本实用新型内外涡流气道的进气流向示意图俯视视图；

图4为本实用新型外涡流进气道、内涡流进气道结构示意图；

图5为本实用新型活塞的剖视结构示意图

图6为本实用新型活塞主视图剖视图及活塞冷却喷嘴油束流向示意；

图7为本实用新型活塞上行进气流动示意图。

图中：1四气门缸盖、2缸体、3进气门、4排气门、7外涡流进气道、8内涡流进气道、10活塞、11顶部燃烧室型面、12双火花塞、13缸内直喷喷油器、14活塞冷却喷嘴。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

实施例：

请参阅图1-7，本实用新型提供一种技术方案：一种新型高效率点燃式发动机，包含：

四气门缸盖1，所述四气门缸盖1内部铸造集成两条涡流进气道；

由双火花塞12构成的缸内混合气点火机构；

由缸体2、活塞10、四气门缸盖1、进气门3和排气门4部件构成的燃烧室。

进一步地，两条所述涡流进气道包含一条外涡流进气道7和一条内涡流进气道8，所述外涡流进气道7、内涡流进气道8连接燃烧室至进气歧管构成发动机进气通道。

进一步地，两条所述涡流进气道呈分离式布置，分别从进气歧管取气，两条涡流进气道分别进气，避免了气流干涉。

进一步地，两条所述涡流进气道靠近缸孔的部分的中心角度呈相差90°布置。

进一步地，两条所述涡流进气道进气气流入缸孔内时的方向为与缸孔壁面相切。

进一步地，所述双火花塞12在四气门缸盖1中布置在燃烧室边沿，分别处于两侧的进气门3与排气门4中间，所述双火花塞12点火位置点位于活塞10上止点时刻活塞10顶面至缸盖面间隙的中间位置。

进一步地，所述活塞10的顶部燃烧室型面为顶部燃烧室型面11，所述顶部燃烧室型面11呈圆柱型或圆锥型，所述顶部燃烧室型面11中间凸起过渡到外部凹陷的光顺形状与圆形气缸配合。

进一步地，所述活塞10的底部形状设计为中心向活塞10顶方向凸起以增加散热面积，活塞10底部型面曲线贴近流体流入流出角度，使活塞冷却喷嘴14油束贴近活塞10底面壁面流动冷却中心区域。

进一步地，利用两条涡流进气道，外涡流进气道7产生延气缸壁运动的外侧涡流，内涡流进气道8产生贴近顶部燃烧室型面的顶部燃烧室型面11的内侧涡流，外侧涡流和内侧涡流迫使进气在发动机汽缸内形成绕缸孔中心的强涡流，气流流速快，油气混合均匀。

该新型高效率点燃式发动机为单缸或多缸点燃式发动机。

图1、图2所示为本实例的整体布置图，其包含：四气门缸盖1，四气门缸盖1内部铸造外涡流进气道7，内涡流进气道8，进气门3，排气门4，在位于两侧的进气门3与排气门4中间区域，分别布置双火花塞12，点火点位于活塞10上止点时刻，活塞10顶面与四气门缸盖1之间的中间位置。其中，四气门缸盖1，进气门3、排气门4与活塞10共同形成发动机燃烧室。

图3、图4所示为本实例应用的分离式双涡流进气道，分为外涡流进气道7与内涡流进气道8，在进气末端进入缸孔的气流方向角度相差90°，双涡流进气道的进气角度分别于缸孔壁面相切；

图5和图6所示为本实例应用的活塞10结构图，活塞10顶部采用近圆柱体型的顶部燃烧室型面11，与边沿平面平滑过渡，底部为穹顶结构，活塞冷却喷嘴14喷出的冷却油束可贴近壁面流动冷却，冷却效率更高。活塞10整体结构简单，工艺性好，采用压铸一体成型，燃烧室无需进行二次加工。顶部燃烧室型面的顶部燃烧室型面11与四气门缸盖1燃烧室配合，在活塞10上行过程迫使缸内气流形成绕缸孔中心线转动的强涡流，如图6所示。

本实例中所采用燃油喷射系统为缸内直喷。

实际实施过程，缸内直喷喷油器13可采用进气道喷射方式，同样可与本实用新型涉及的其他系统匹配，达到提高燃烧热效率的效果。

通过布置两个分离式的涡流进气道，设计两个涡流气道进气角度相差90°且分别贴着缸孔壁面进气，在进气冲程中大大增强进气涡流强度；活塞10设计为旋流增强式外涡流活塞，维持较高压缩比的同时在发动机压缩冲程过程中最大限度的保持涡流强度。即使在压缩终了时，缸内仍然保留较强的涡流强度。使燃烧室内油气混合更加充分，在点火瞬间极大地增加了火焰传播速度。短混合气燃烧持续期；活塞10内腔带有冷却机油导流式结构，该结构提高了活塞10的冷却能力，允许活塞10工作在更高的热负荷环境下。同时针对四气门结构燃烧室布置双火花塞点火系统，在发动机点火做功行程中，减小缸内火焰传播距离，进一步缩短混合气燃烧持续期。提高发动机的燃烧热效率，降低油耗。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点,对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型；因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内，不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。