預混合壓縮點火發(fā)動機
專利匯可以提供預混合壓縮點火發(fā)動機專利檢索，專利查詢，專利分析的服務。并且在 活塞 頂面(6a)上設置有 燃燒室 (20)，所述燃燒室(20)備有凹陷成球面狀的第1凹陷部(21)、和形成于第1凹陷部(21)的中央部并且凹陷成球面狀的第2凹陷部(22)。燃燒室(20)設定成下述形狀，即、燃開口(24)的直徑(D)相對于最深部(23)的深度(H)的比為5～13，而且，擠氣區(qū)(25)的面積相對于活塞頂面(6a)的面積的比為0.25～0.45。并且，設定成擠氣區(qū)(25)和壓 力 缸蓋(5)的下表面(5a)之間的間隙為2～3mm。，下面是預混合壓縮點火發(fā)動機專利的具體信息內容。
1.一種預混合壓縮點火發(fā)動機(2)，利用在一端被壓力缸蓋(5)封閉的壓力缸(3)內往復滑動的活塞(6)，將燃料和含氧氣體的混合氣體壓縮而使其自點火并燃燒，其特征在于，前述活塞(6)備有：擠氣區(qū)(25)，設置在與前述壓力缸蓋(5)對置的前述活塞頂面(6a)的外緣部(26)上，產生擠氣；燃燒室(20)，設置在前述擠氣區(qū)(25)的內側，具有包括凹陷最深的位置即最深部(23)的凹狀的第1凹陷部(21)；前述第1凹陷部(21)的深度朝向前述最深部(23)變深，使得前述燃燒室(20)內的混合氣體具有下述溫度梯度，即、溫度從前述擠氣區(qū)(25)朝向前述最深部(23)上升，在前述最深部(23)達到最高溫度。
2.一種預混合壓縮點火發(fā)動機(2)，利用在一端被壓力缸蓋(5)封閉的壓力缸(3)內往復滑動的活塞(6)，將燃料和含氧氣體的混合氣體壓縮而使其自點火并燃燒，其特征在于，前述活塞(6)備有：擠氣區(qū)(25)，設置在與前述壓力缸蓋(5)對置的前述活塞頂面(6a)的外緣部(26)上，產生擠氣；燃燒室(20)，設置在前述擠氣區(qū)(25)的內側，具有包括凹陷最深的位置即最深部(23)的凹狀的第1凹陷部(21)，對于前述活塞(6)，(a)前述第1凹陷部(21)的開口面(24)的直徑相對于前述最深部(23)的深度的比為5～13的范圍；(b)前述擠氣區(qū)(25)的面積相對于前述活塞的頂面(6a)的面積的比為0.25～0.45；(c)當前述活塞(6)位于上死點的位置上時，前述擠氣區(qū)(25)和前述壓力缸蓋(5)的下表面(5a)之間的間隙的間隔為2～3mm。
3.如權利要求1或2所述的預混合壓縮點火發(fā)動機，其特征在于，在前述第1凹陷部(21)的凹陷最深的位置上，設置有第2凹陷部(22)，前述最深部(23)位于前述第2凹陷部(22)內。
4.如權利要求1或2所述的預混合壓縮點火發(fā)動機，其特征在于，在前述最深部(23)中，設置有隔熱件(31)。
5.如權利要求1或2所述的預混合壓縮點火發(fā)動機，其特征在于，前述預混合壓縮點火發(fā)動機(2)是燃氣熱泵用發(fā)動機。
預混合壓縮點火發(fā)動機
技術領域
背景技術
但是，通過將燃燒室設成深盤型的，僅在活塞處于上死點這一瞬間可以使壓力缸壁面附近的間隙變小，在其前后，相反，表面積相對于燃燒室容積的比會增加而導致熱損失增大，所以存在難以確保自點火所需筒內溫度的問題。
另外，如果使燃燒室內的溫度分布均勻，則各周期中點火時刻離散而會導致燃燒不穩(wěn)定，所以還存在轉矩變動的問題。具體地說，燃燒室內的溫度分布均一，會使得在燃燒室內的多個部位同時點火。在多個部位同時點火的情況下，會使燃燒室內的混合氣體一下子燃燒，產生所謂爆燃問題。
發(fā)明內容
本發(fā)明的預混合壓縮點火發(fā)動機，利用在一端被壓力缸蓋封閉的壓力缸內往復滑動的活塞，將燃料和含氧氣體的混合氣體壓縮而使其自點火并燃燒，其特征在于，活塞備有：擠氣區(qū)，設置在與壓力缸蓋對置的活塞頂面的外緣部上，產生擠氣；燃燒室，具有設置在擠氣區(qū)的內側、包括凹陷最深的位置即最深部的凹狀的第1凹陷部；第1凹陷部的深度朝向最深部變深，使得燃燒室內的混合氣體具有下述溫度梯度，即、溫度從擠氣區(qū)朝向最深部上升，在最深部達到最高溫度。
另外，本發(fā)明的預混合壓縮點火發(fā)動機，利用在一端被壓力缸蓋封閉的壓力缸內往復滑動的活塞，將燃料和含氧氣體的混合氣體壓縮而使其自點火并燃燒，其特征在于，活塞備有：擠氣區(qū)，設置在與壓力缸蓋對置的活塞頂面的外緣部上，產生擠氣；燃燒室，設置在擠氣區(qū)的內側，具有包括凹陷最深的位置即最深部的凹狀的第1凹陷部；對于活塞，(a)第1凹陷部的開口面的直徑相對于最深部的深度的比為5～13的范圍；(b)前述擠氣區(qū)的面積相對于活塞頂面的面積的比為0.25～0.45；(c)當活塞位于上死點的位置上時，擠氣區(qū)和前述壓力缸蓋的下表面之間的間隙的間隔為2～3mm。
附圖說明
圖1是本發(fā)明實施方式1的預混合壓縮點火發(fā)動機的結構圖。
圖2是該實施方式1的預混合壓縮點火發(fā)動機的活塞和壓力缸的剖視圖。
圖3是該實施方式1的預混合壓縮點火發(fā)動機的活塞在壓力缸內位于上死點位置時的剖視圖。
圖4是實施方式2的預混合壓縮點火發(fā)動機的活塞的剖視圖。
具體實施方式
實施方式1關于實施方式1的預混合壓縮點火發(fā)動機，以燃氣熱泵(以下稱為GHP)用發(fā)動機為例進行說明。
如圖1所示，GHP用發(fā)動機2備有在內部設置有壓力缸3的壓力缸體4。在壓力缸體4的上部設置有壓力缸蓋5。在壓力缸3內，以可往復運動的方式設置有活塞6。連桿7的一端連接在活塞6上，在連桿7的另一端上連接有曲柄軸8。
在壓力缸蓋5上，設置有開閉吸氣口9的吸氣閥11和開閉排氣口10的排氣閥12。在吸氣口9上連接有吸氣通路13，在排氣口10上連接有排氣通路14。吸氣通路13的另一端向大氣敞開，并且在其中途設置有將城市煤氣作為燃料噴射的燃料噴射噴嘴15。
如圖2所示，在活塞頂面6a上設置有燃燒室20。燃燒室20備有：凹陷成球面狀的第1凹陷部21、和形成于第1凹陷部21的中央部并且凹陷成球面狀的第2凹陷部22。在活塞頂面6a上，形成有燃燒室20的圓形的開口24。燃燒室20具有凹陷成球面狀的斜面20a，所述斜面20a的斜度為，朝向燃燒室20的中央部下降。在此，設從第2凹陷部22內的凹陷最深的位置即最深部23到活塞頂面6a的距離、即最深部23的深度為H，設開口24的直徑為D。開口24的直徑D相對于最深部23的深度H的比D/H為8。
另外，在從活塞頂面6a的外緣6b到開口24的周緣24a之間的區(qū)域即外緣部26上，設置有平坦的擠氣區(qū)25。擠氣區(qū)25是如下所述的部分，即、在活塞6于壓力缸3內上升時，有助于處于擠氣區(qū)25上的混合氣體成為渦流即擠氣而向燃燒室20內部流入。在此，擠氣區(qū)25的面積相對于活塞頂面6a的面積的比為0.3。
進而，設定成，如圖3所示在活塞6到達上死點時，擠氣區(qū)25和壓力缸蓋5的下表面5a之間的間隙Δx為2mm。
下面，對本實施方式的預混合壓縮點火發(fā)動機的工作進行說明。
如圖1所示，GHP用發(fā)動機2起動后，將在吸氣通路13內流動的空氣和從燃料噴射噴嘴15向吸氣通路13內噴射的氣體燃料的混合氣體供給到GHP用發(fā)動機2中。當活塞6從上死點開始下降時，吸氣閥11打開，混合氣體被吸引到壓力缸3內。當活塞6從下死點轉為上升時，吸氣閥11關閉，伴隨著活塞6的上升，壓力缸3內的混合氣體的壓力和溫度上升?；旌蠚怏w的溫度上升時，由此燃料自然點火，在壓力缸3內引起燃燒。通過該燃燒，活塞6被向下推壓，活塞6從下死點開始上升后，排氣閥12打開，壓力缸3內的燃燒氣體被向排氣通路14壓出。
活塞6的這樣的往復運動經由連桿7轉換成曲柄軸8的旋轉運動，從GHP用發(fā)動機2得到輸出。
下面對本實施方式的預混合壓縮點火發(fā)動機中燃料的燃燒進行說明。
如圖2所示，在壓力缸3內，處于擠氣區(qū)25和壓力缸蓋5的下表面5a之間的間隙中的混合氣體，與燃燒室20內的混合氣體相比，處于距壓力缸壁3a較近的位置。壓力缸壁3a由用于冷卻GHP用發(fā)動機2的冷卻水或空氣流冷卻，所以處于擠氣區(qū)25和壓力缸蓋5的下表面5a之間的間隙中的混合氣體比燃燒室20內的混合氣體溫度低。壓力缸3內的混合氣體在活塞6于壓力缸3內上升時被壓縮而溫度上升，處于擠氣區(qū)25和壓力缸蓋5的下表面5a之間的間隙中的混合氣體作為圖2的箭頭A所示的擠氣而沿著斜面20a流入到燃燒室20內。這樣，溫度比燃燒室20內的混合氣體低的混合氣體成為擠氣而在燃燒室20內沿著斜面20a流動時，燃燒室20內的混合氣體具有下述溫度梯度，即溫度從擠氣區(qū)25朝向最深部23上升，在最深部23處達到最高溫度。
結果，在燃燒室20內，在成為最高溫的最深部23處，首先點火。即，燃燒室20內的點火的起點被特定在最深部23。而且，由于最深部23處于第2凹陷部22的內部，所以點火時刻的離散降低。另外，應補充的是，本發(fā)明中的點火時刻是指產生了全部熱產生量中的10％熱量的時刻。在汽油發(fā)動機中，通過由火花塞進行的點火而可從外部主動控制燃燒開始時刻，在柴油發(fā)動機中通過燃料噴射而可從外部主動控制燃燒開始時刻。與此相對，在不具有同樣的機構而是通過從外部觀測來確認燃燒開始時刻的預混合壓縮點火發(fā)動機中，為了方便起見，大多將產生了5～10％的熱量的時刻作為點火時刻。在此，出于同樣的理由采用前述定義。在最深部23處點火后，沿著溫度梯度而緩緩產生燃燒，燃燒室20內的混合氣體的燃燒變得緩慢。因此，與燃燒室20內的混合氣體的溫度均勻的情況不同，沒有多點同時點火而導致所有混合氣體一下子燃燒的情況，也不會產生爆燃等異常燃燒和大的爆炸聲。
這樣，將設置于活塞6上的燃燒室20設成下述形狀，即、燃燒室20的開口24的直徑D相對于最深部23的深度H的比D/H為8，而且擠氣區(qū)25的面積相對于活塞頂面6a的面積的比為0.3，并設定成，在活塞6處于上死點的位置時，擠氣區(qū)25和壓力缸蓋5的下表面5a之間的間隙為2mm，所以，各周期的點火起點被特定在最深部23處，可以降低點火時刻的離散。也就是說，使得第1凹陷部21的深度朝向最深部23變深，以使得燃燒室20內的混合氣體具有下述溫度梯度，即溫度從擠氣區(qū)25向最深部23上升，且在最深部23溫度最高，所以將各周期的點火起點特定在最深部23處，從而可以降低點火時刻的離散。而且，通過使燃燒室20內的混合氣體具有溫度梯度，在最深部23處點火后會沿著溫度梯度而緩緩引起燃燒，從而燃燒室20內的混合氣體的燃燒變得緩慢，可以抑制爆燃等異常燃燒和爆炸聲。
實施方式2下面，對本發(fā)明實施方式2的預混合壓縮點火發(fā)動機進行說明。在下面的實施方式中，與圖1～圖3的附圖標記相同的附圖標記表示相同或者等同的構成要素，省略其詳細說明。
實施方式2的預混合壓縮點火發(fā)動機相對于實施方式1來說，在燃燒室20內的最深部23上設置有隔熱件。
如圖4所示，在設置于活塞30上的燃燒室20內的最深部23中，設置有鐵類的金屬材料或陶瓷等隔熱件31。與實施方式1同樣，燃燒室20內的混合氣體具有下述溫度梯度，即在最深部23具有最高溫度并且從擠氣區(qū)25朝向最深部23溫度上升。利用隔熱件31的保溫效果，可以防止最深部23處的混合氣體的熱量經由活塞6而散掉。由此，可以將最深部23處的混合氣體的溫度盡可能維持得較高，所以可以可靠地將點火的起點特定在最深部23。
在實施方式1和2中，設D/H為8，但并不限于該值。通過將D/H的值設定為5～13的范圍，便可以使燃燒室20內的混合氣體具有這樣的溫度梯度。這是因為，如果D/H比這個范圍小，則斜面20a的斜度變大，擠氣不易沿著斜面20a流動，所以難以使混合氣體具有沿著斜面20a的溫度梯度。相反，如果D/H比這個范圍大，則最深部23的深度變淺，使得最深部23附近的混合氣體的溫度容易受到壓力缸3內部的溫度影響，從而不能使燃燒室20內的混合氣體具有溫度梯度。
在實施方式1和2中，設擠氣區(qū)25的面積相對于活塞頂面6a的面積之比為0.3，但并不限于該值。通過將該面積比設定為0.25～0.45的范圍，便可以產生使燃燒室20內的混合氣體具有溫度梯度的擠氣。這是因為，如果該面積比比這個范圍大，則擠氣變大，流入到燃燒室20內的擠氣會攪拌燃燒室20內的混合氣體，從而使溫度均勻化。相反，如果該面積比比這個范圍小，則擠氣變小，不能充分地在燃燒室20內流通，所以難以使燃燒室20內的混合氣體具有溫度梯度。
在實施方式1和2中，設擠氣區(qū)25和壓力缸蓋5的下表面5a之間的間隙Δx為2mm，但并不限于該值。通過將Δx設定為2～3mm的范圍，便可以產生使燃燒室20內的混合氣體具有溫度梯度的擠氣。這是因為，如果Δx比這個范圍小，則擠氣變大，會使燃燒室20內的混合氣體的溫度均勻化。相反，如果Δx比這個范圍大，則擠氣變小，難以使燃燒室20內的混合氣體具有溫度梯度。
在實施方式1和2中，燃燒室20和30備有第1凹陷部21和第2凹陷部22，但是并不限于該形狀。只要是具有斜度為朝向最深部23下降的斜面并且D/H的值為5～13的范圍，則也可以不是球面狀。作為其他形狀，列舉有將圓錐形的頂點倒圓了的凹陷等。在這種情況下，圓錐的頂點成為最深部。另外，也可以是沒有第2凹陷部22，僅有第1凹陷部21。在沒有第2凹陷部22的情況下，第1凹陷部21中凹陷最深的位置成為最深部23。
另外，在不脫離本發(fā)明的宗旨的范圍內，可以對實施方式1和2進行變更。例如，在實施方式1和2中，將燃料設為城市煤氣，但是也可以采用LPG或CNG等其他氣體燃料，另外，還可以使用輕油或汽油等液體燃料。作為向吸氣通路內供給氣體燃料的機構，除了燃料噴射噴嘴之外，還可以適當選擇混合器等。發(fā)動機的形式也可以進行適當變更，為V型、水平對置型等。
| 標題 | 發(fā)布/更新時間 | 閱讀量 |
|---|---|---|
| 均質充氣壓縮點火發(fā)動機的發(fā)動機預熱 | 2020-05-20 | 484 |
| 運行壓縮點火發(fā)動機的方法和壓縮點火發(fā)動機 | 2020-05-11 | 385 |
| 均質充氣壓縮點火發(fā)動機的發(fā)動機預熱 | 2020-05-21 | 970 |
| 對壓縮點火發(fā)動機的改進 | 2020-05-16 | 712 |
| 用于壓縮點火發(fā)動機的液化石油氣 | 2020-05-17 | 576 |
| 壓縮點火發(fā)動機中的凸輪傳感器消除 | 2020-05-12 | 36 |
| 用于將燃料噴射到壓縮點火發(fā)動機中的方法和設備 | 2020-05-22 | 739 |
| 預混合壓縮點火發(fā)動機 | 2020-05-11 | 727 |
| 用于具有“停止-啟動”壓縮點火發(fā)動機的車輛的排氣系統(tǒng) | 2020-05-25 | 29 |
| 用于處理壓縮點火發(fā)動機廢氣的氧化催化劑 | 2020-05-18 | 661 |
高效檢索全球專利專利匯是專利免費檢索,專利查詢,專利分析-國家發(fā)明專利查詢檢索分析平臺，是提供專利分析，專利查詢，專利檢索等數(shù)據(jù)服務功能的知識產權數(shù)據(jù)服務商。
我們的產品包含105個國家的1.26億組數(shù)據(jù)，免費查、免費專利分析。
專利匯分析報告產品可以對行業(yè)情報數(shù)據(jù)進行梳理分析，涉及維度包括行業(yè)專利基本狀況分析、地域分析、技術分析、發(fā)明人分析、申請人分析、專利權人分析、失效分析、核心專利分析、法律分析、研發(fā)重點分析、企業(yè)專利處境分析、技術處境分析、專利壽命分析、企業(yè)定位分析、引證分析等超過60個分析角度，系統(tǒng)通過AI智能系統(tǒng)對圖表進行解讀，只需1分鐘，一鍵生成行業(yè)專利分析報告。
