CN103244304B - 发动机及具有该发动机的车辆 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种发动机及具有该发动机的车辆，该发动机包括：气缸体，气缸体内具有气缸；气缸盖，气缸盖设在气缸体的顶部，气缸盖的底面构造有位于气缸内的第一进气侧挤气面，第一进气侧挤气面构造成在气缸的径向上从内向外朝向气缸盖延伸的斜面；以及活塞，活塞可移动地配合在气缸内，活塞的顶面构造有第二进气侧挤气面，第二进气侧挤气面与第一进气侧挤气面在平行于气缸的中心轴线的方向上对应，且第二进气侧挤气面构造成在径向上从内向外朝向气缸盖延伸的斜面。本发明的发动机的挤气面可以加速滚流的破碎，提高滚流破碎效果，从而发动机的燃油经济性好。

Description

发动机及具有该发动机的车辆

技术领域

本发明涉及汽车构造技术领域，尤其是涉及一种发动机及具有该发动机的车辆。

背景技术

随着市场对汽油机低油耗要求的提高，当前汽油机缸内滚流越来越高，但是滚流提高之后，若不能采取适当的措施，例如不能在活塞运动至上止点前使滚流破碎，不仅不能降低油耗，反而会因为传热损失增加而导致油耗高。除此之外，不能及时使滚流破碎还会造成发动机在高速大负荷时，因火花塞电极附近气流速度过高而使火花塞点火困难，在发动机处于低速全负荷时会因火焰不均匀而产生不正常燃烧现象，例如爆燃，从而影响了发动机的燃油经济性和动力性能，限制了发动机性能的提升。

现有的燃烧室通过采用挤气面从而在活塞运动至上止点前破坏滚流，挤气面多为平面，也有部分采用斜向上的锥面（锥面在气缸径向上从外向内是朝向气缸盖延伸的）以提高滚流破碎效果，但是这两种挤气面结构均不能很好地满足滚流的破碎要求，在一定程度上影响了发动机的性能，实用性较差。

发明内容

本申请是基于发明人多年的发动机行业经验和对以下技术问题的发现和认识作出的：现有挤气面均为平面或者是斜向上延伸的锥面（从外向内朝向气缸盖延伸），采用这两种挤气面结构对滚流的破碎效果一般，且行业内普遍认为，采用斜向上的锥面可提高破碎效果，但是发明人通过大量的实验和研究惊奇地发现，通过将挤气面设置成斜向下延伸的斜面（从外向内远离气缸盖延伸），即与现有的锥面的倾斜方向相反，可以获得更好的滚流破碎效果，提高发动机的燃油经济性和动力性。

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。

为此，本发明的一个目的在于提出一种发动机，该发动机的挤气面可以加速滚流的破碎，提高滚流破碎效果，从而发动机的燃油经济性好。

本发明的另一目的在于提出一种车辆，该车辆包括上述的发动机，由此该车辆的燃油经济性好，发动机的寿命长且维护成本低。

根据本发明第一方面实施例的发动机，包括：气缸体，所述气缸体内具有气缸；气缸盖，所述气缸盖设在所述气缸体的顶部，所述气缸盖的底面构造有位于所述气缸内的第一进气侧挤气面，所述第一进气侧挤气面构造成在所述气缸的径向上从内向外朝向所述气缸盖延伸的斜面；以及活塞，所述活塞可移动地配合在所述气缸内，所述活塞的顶面构造有第二进气侧挤气面，所述第二进气侧挤气面与所述第一进气侧挤气面在平行于所述气缸的中心轴线的方向上对应，且所述第二进气侧挤气面构造成在所述径向上从内向外朝向所述气缸盖延伸的斜面。

根据本发明实施例的发动机，改变了传统气缸盖底部挤气面的倾斜方向，从而在活塞压缩至上止点时，可有效降低气缸内混合气的流动速度，提高火花塞的点火稳定性，降低因失火造成的HC排放增高或动力性下降，而且点火后火焰传播更加均匀，可以降低爆燃几率，提高了发动机的动力性能，增加了发动机的使用寿命，降低维护成本。

另外，根据本发明实施例的发动机，还可以具有如下附加技术特征：

根据本发明的一个实施例，所述第一进气侧挤气面与正交于所述气缸的中心轴线的平面的夹角为：5°-35°，所述第二进气侧挤气面与正交于所述气缸的中心轴线的平面的夹角为：5°-35°。

根据本发明的一个实施例，所述第一进气侧挤气面与所述第二进气侧挤气面平行。

根据本发明的一个实施例，所述第一进气侧挤气面的外边缘与所述气缸的内周面的顶部贴合，所述第二进气侧挤气面的外边缘与所述气缸的内周面贴合。

根据本发明的一个实施例，所述气缸盖的底面还构造有第一排气侧挤气面，所述活塞的顶面还构造有第二排气侧挤气面，所述第二排气侧挤气面与所述第一排气侧挤气面在平行于所述气缸的中心轴线的方向上对应，

其中所述第一排气侧挤气面构造成在所述径向上从内向外沿远离所述气缸盖的方向延伸的斜面，所述第二排气侧挤气面构造成在所述径向上从内向外沿远离所述气缸盖的方向延伸的斜面。

根据本发明的一个实施例，所述第一排气侧挤气面与正交于所述气缸的中心轴线的平面的夹角为：0°-15°，所述第二排气侧挤气面与正交于所述气缸的中心轴线的平面的夹角为：0°-15°。

根据本发明的一个实施例，所述第一排气侧挤气面与所述第二排气侧挤气面平行。

根据本发明的一个实施例，所述第一排气侧挤气面的外边缘与所述气缸的内周面的顶部贴合，所述第二排气侧挤气面的外边缘与所述气缸的内周面贴合。

根据本发明的一个实施例，所述气缸盖的底面还构造有第一排气侧挤气面，所述活塞的顶面构造有第二排气侧挤气面，所述第二排气侧挤气面与所述第一排气侧挤气面在平行于所述气缸的中心轴线的方向上对应，并且所述气缸的中心轴线分别正交于所述第一排气侧挤气面与所述第二排气侧挤气面。

根据本发明第二方面实施例的车辆，包括根据本发明上述第一方面实施例中的发动机。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本发明实施例的发动机的局部示意图，其中示意地示出了气缸盖、气缸体和活塞的顶面；

图2是图1中的活塞运动至上止点时的示意图。

附图标记说明：

气缸体1，气缸11；

气缸盖2，第一进气侧挤气面21，第一排气侧挤气面22；

活塞的顶面3，第二进气侧挤气面31，第二排气侧挤气面32。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”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发明和简化描述，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发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

下面首先参考图1-图2描述根据本发明第一方面实施例的发动机。

根据本发明一个实施例的发动机，包括气缸体1、气缸盖2和活塞。

如图1和图2所示，气缸体1内具有气缸11，气缸11可以是一个圆柱形的空间，气缸11的顶部和底部均敞开，燃烧室由活塞的顶面3与气缸盖2的底面之间的空间构成。气缸盖2设在气缸体1的顶部用于密封气缸11，气缸盖2与气缸体1之间可夹设有气缸盖衬垫。

气缸盖2的底面构造有位于气缸11内的第一进气侧挤气面21，第一进气侧挤气面21构造成在气缸11的径向上从内向外朝向气缸盖2延伸的斜面，换言之，第一进气侧挤气面21从外向内是斜向下延伸的。

第一进气侧挤气面21邻近燃烧室的进气口设置，第一进气侧挤气面21用于挤压气缸11内的油气混合物，在活塞压缩至上止点时，产生的挤流与滚流的方向相反，可大大减弱气缸11内油气混合物的流动速度，并将能量转化为湍流，提高湍流动能，从而油气混合物燃烧更加快速、彻底，降低排放，同时提高了发动机的燃油经济性和动力性。

活塞可移动地配合在气缸11内，活塞的顶面3构造有第二进气侧挤气面31，第二进气侧挤气面31构造成在所述径向上从内向外朝向气缸盖2延伸的斜面，换言之，第二进气侧挤气面31与第一进气侧挤气面21的倾斜方向是大致相同的。并且，第二进气侧挤气面31与第一进气侧挤气面21在平行于气缸11的中心轴线的方向上对应。

这里，“对应”应当作广义理解，例如，优选地，第二进气侧挤气面31与第一进气侧挤气面21在平行于气缸11的中心轴线的方向上正对。当然，可选地，第二进气侧挤气面31与第一进气侧挤气面21在平行于气缸11的中心轴线的方向上也可错开一定的角度，即并非完全上下正对。

第二进气侧挤气面31配合第一进气侧挤气面21共同挤压气缸11内的油气混合物，从而进一步提高混合气湍流动能，使燃烧更充分。

根据本发明实施例的发动机，改变了传统气缸盖2底部挤气面的倾斜方向，从而在活塞压缩至上止点时，可有效降低气缸11内混合气的流动速度，提高火花塞的点火稳定性，降低因失火造成的HC排放增高或动力性下降，而且点火后火焰传播更加均匀，可以降低爆燃几率，提高了发动机的动力性能，增加了发动机的使用寿命，降低维护成本。

根据本发明的一些实施例，第一进气侧挤气面21与正交于气缸11的中心轴线的平面的夹角为5°-35°，换言之，第一进气侧挤气面21与气缸11的一横截面的夹角为5°-35°。同样，第二进气侧挤气面31与正交于气缸11的中心轴线的平面的夹角为5°-35°，换言之，第二进气侧挤气面31与气缸11的一横截面的夹角为5°-35°。由此，第一进气侧挤气面21与第二进气侧挤气面31对混合气滚流破碎效果良好，可以有效减弱混合气的流动速度，提高了燃烧效率。

优选地，第一进气侧挤气面21与正交于气缸11的中心轴线的平面的夹角为5°-25°，第二进气侧挤气面31与正交于气缸11的中心轴线的平面的夹角为5°-25°。由此，第一进气侧挤气面21与第二进气侧挤气面31对混合气滚流破碎效果进一步提高，更好地减弱了混合气的流动速度，大大提高了燃烧效率。

根据本发明的一个优选实施例，第一进气侧挤气面21与第二进气侧挤气面31平行，由此，加速滚流的破碎。在该实施例中，第一进气侧挤气面21与正交于气缸11的中心轴线的平面的夹角可为15°。

如图1和图2所示，第一进气侧挤气面21的外边缘与气缸11的内周面的顶部贴合，第二进气侧挤气面31的外边缘与气缸11的内周面贴合。

根据本发明的一些优选实施例，气缸盖2的底面还构造有第一排气侧挤气面22，第一排气侧挤气面22邻近燃烧室的排气口，活塞的顶面3还构造有第二排气侧挤气面32，第二排气侧挤气面32与第一排气侧挤气面22在平行于气缸11的中心轴线的方向上对应。

这里，“对应”应当作广义理解，例如，优选地，第二排气侧挤气面32与第一排气侧挤气面22在平行于气缸11的中心轴线的方向上正对。当然，可选地，第二排气侧挤气面32与第一排气侧挤气面22在平行于气缸11的中心轴线的方向上也可错开一定的角度，即并非完全上下正对。

其中，第一排气侧挤气面22构造成在所述径向上从内向外沿远离气缸盖2的方向延伸的斜面，同样，第二排气侧挤气面32构造成在所述径向上从内向外沿远离气缸盖2的方向延伸的斜面。

由此，第一排气侧挤气面22和第二排气侧挤气面32采用这种设计可以更进一步增加滚流的破碎效果，提高混合气的湍流动能，使燃烧更加充分、快速，增加发动机的动力性和燃油经济性。

根据本发明的一些实施例中，第一排气侧挤气面22与正交于气缸11的中心轴线的平面的夹角为0°-15°，换言之，第一排气侧挤气面22与气缸11的一横截面的夹角为0°-15°。同样，第二排气侧挤气面32与正交于气缸11的中心轴线的平面的夹角为0°-15°，换言之，第二排气侧挤气面32与气缸11的一横截面的夹角为0°-15°。由此，第一排气侧挤气面22与第二排气侧挤气面32对混合气滚流破碎效果更好，可以大大减弱混合气的流动速度，提高了燃烧效率。

优选地，第一排气侧挤气面22与第二排气侧挤气面32平行，由此，加速滚流的破碎。

如图1和图2所示，第一排气侧挤气面22的外边缘与气缸11的内周面的顶部贴合，第二排气侧挤气面32的外边缘与气缸11的内周面贴合。

当然，本发明并不限于此，根据本发明的另一些实施例，如图1和图2所示，气缸盖2的底面还构造有第一排气侧挤气面22，活塞的顶面3构造有第二排气侧挤气面32，第二排气侧挤气面32与第一排气侧挤气面22在平行于气缸11的中心轴线的方向上对应，并且气缸11的中心轴线分别正交于第一排气侧挤气面22与第二排气侧挤气面32，换言之，在该实施例中，若气缸11的中心轴线沿竖直定向，则第一排气侧挤气面22与第二排气侧挤气面32均平行于水平面。

需要说明的是，发动机的气缸的数量一般为多个，例如发动机具有四气缸、六气缸、八气缸、十气缸、十二气缸、十六气缸等，可以理解的是，每个气缸内均可对应地设置有根据本发明上述实施例中描述的第一进气侧挤气面21、第二进气侧挤气面31以及第一排气侧挤气面22、第二排气侧挤气面32。

另外，还需要说明的是，图1中的气流曲线仅是示意性地示出气缸11内混合气的大致流动方向，图2中的气流曲线仅是示意性地示出挤气气流与滚流交互后的混合气的大致流动方向，从图2中可以看出，活塞运动至上止点时，滚流破碎效果良好。

整体而言，根据本发明一个优选实施例的发动机，可具有如下优点：

1）降低上止点时刻缸内气流运动的平均速度，提高火花塞点火的稳定性，降低因失火造成的HC排放增高和动力性下降；

2）能够极大地将压缩过程中缸内规则的滚流运动转化为可以提高燃烧速率的湍流，从而降低燃油消耗率和原始HC排放；

3）能够降低燃烧过程中的气流速度，进而能够使火焰传播更加均匀，有效降低爆燃倾向，提高发动机的动力性。

下面简单描述根据本发明第二方面实施例的车辆。

根据本发明实施例的车辆，包括根据本发明上述第一方面实施例的发动机。根据本发明实施例的车辆，由于采用上述发动机的缘故，由此提高了车辆的动力性能和燃油经济性，降低了有害气体的排放。

需要说明的是，根据本发明实施例的车辆的其它构成例如变速器、制动系统、转向系统等均已为现有技术，且为本领域的普通技术人员所熟知，对于这些可采用与现有技术完全相同或相近的部件，这里不再一一详细说明。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨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，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (8)

1.一种发动机，其特征在于，包括：

气缸体，所述气缸体内具有气缸；

气缸盖，所述气缸盖设在所述气缸体的顶部，所述气缸盖的底面构造有位于所述气缸内的第一进气侧挤气面，所述第一进气侧挤气面构造成在所述气缸的径向上从内向外朝向所述气缸盖延伸的斜面；以及

活塞，所述活塞可移动地配合在所述气缸内，所述活塞的顶面构造有第二进气侧挤气面，所述第二进气侧挤气面与所述第一进气侧挤气面在平行于所述气缸的中心轴线的方向上对应，且所述第二进气侧挤气面构造成在所述径向上从内向外朝向所述气缸盖延伸的斜面；

所述气缸盖的底面还构造有第一排气侧挤气面，所述活塞的顶面还构造有第二排气侧挤气面，所述第二排气侧挤气面与所述第一排气侧挤气面在平行于所述气缸的中心轴线的方向上对应，

其中所述第一排气侧挤气面构造成在所述径向上从内向外沿远离所述气缸盖的方向延伸的斜面，所述第二排气侧挤气面构造成在所述径向上从内向外沿远离所述气缸盖的方向延伸的斜面。

2.根据权利要求1所述的发动机，其特征在于，所述第一进气侧挤气面与正交于所述气缸的中心轴线的平面的夹角为：5°-35°，所述第二进气侧挤气面与正交于所述气缸的中心轴线的平面的夹角为：5°-35°。

3.根据权利要求1所述的发动机，其特征在于，所述第一进气侧挤气面与所述第二进气侧挤气面平行。

4.根据权利要求1所述的发动机，其特征在于，所述第一进气侧挤气面的外边缘与所述气缸的内周面的顶部贴合，所述第二进气侧挤气面的外边缘与所述气缸的内周面贴合。

5.根据权利要求1所述的发动机，其特征在于，所述第一排气侧挤气面与正交于所述气缸的中心轴线的平面的夹角为：0°-15°，所述第二排气侧挤气面与正交于所述气缸的中心轴线的平面的夹角为：0°-15°。

6.根据权利要求1所述的发动机，其特征在于，所述第一排气侧挤气面与所述第二排气侧挤气面平行。

7.根据权利要求1所述的发动机，其特征在于，所述第一排气侧挤气面的外边缘与所述气缸的内周面的顶部贴合，所述第二排气侧挤气面的外边缘与所述气缸的内周面贴合。

8.一种车辆，其特征在于，包括根据权利要求1-7中任一项所述的发动机。