燃烧系统以及车辆的制作方法

1.本发明涉及车辆技术领域，尤其是涉及一种燃烧系统以及车辆。


背景技术：

2.现有技术中，主流的提升燃烧速度的方式是提升点火时刻燃烧室内燃油混合气的湍动能，一般通过提高进气道滚流比或优化燃烧室的形式实现。
3.然而，气缸盖的结构空间有限，进气道的滚流比提升难度较大，即便滚流比提升到极限，新鲜空气流动到极限也会伴随进气噪声、失火、爆震现象的出现。


技术实现要素：

4.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燃烧效率更高，且爆震、失火概率更低的燃烧系统。
5.本发明进一步提出了一种采用上述燃烧系统的车辆。
6.根据本发明第一方面实施例的燃烧系统，包括：气缸盖和气缸、活塞、进气门和排气门、火花塞，所述活塞可运动地设置在所述气缸内，且所述活塞与所述气缸盖、所述气缸之间限定出燃烧室，所述进气门通过进气门导管设置于所述气缸盖并用于开闭进气道，所述排气门通过排气门导管设置于所述气缸盖并用于开闭排气道；所述火花塞设置于所述气缸盖且伸入至所述燃烧室，并适于点燃所述燃烧室内的燃油混合气；其中，所述气缸盖邻近所述进气门的一侧具有进气挤气面，邻近所述排气门一侧具有排气挤气面，所述进气门的中心线与所述气缸的中心线的夹角为b1，所述排气门的中心线与所述气缸的中心线的夹角为b2，所述进气挤气面与所述气缸盖的底面的夹角为a1，所述排气挤气面与所述气缸盖的底面的夹角为a2，且0.5b1≤a1≤b1，0.5b2≤a2≤b2。
7.根据本发明实施例的燃烧系统，通过使0.5b1≤a1≤b1，0.5b2≤a2≤b2，以确保进气挤气面与气缸盖的底面的夹角、排气挤气面与气缸盖的夹角均更加合理，可以使汽化燃油与新鲜空气快速、充分混合，以提高燃烧效率，且可以提高燃油混合气的流动平顺性，改善燃烧室内的流体环境，使燃油混合气分布更加均匀，以提高点火效率。
8.根据本发明的一些实施例，所述进气挤气面与所述气缸盖的底面的夹角a1在10
°
～15
°
范围内，所述排气挤气面与所述气缸盖的底面的夹角为a2在13
°
～17
°
范围内。
9.在一些实施例中，所述气缸盖上还具有底侧挤气面，所述底侧挤气面与所述气缸盖的底面之间的距离≤5mm。
10.进一步地，所述气缸盖还包括：与所述进气挤气面、所述排气挤气面相邻的侧向挤气面，所述侧向挤气面与所述气缸盖的底面的夹角为a3，且a1≤a3≤a2。
11.根据本发明的一些实施例，所述进气道与所述燃烧室连通的一端上还设置有遮挡部。
12.进一步地，所述遮挡部邻近所述气缸的中心的一侧定义为遮挡部起点，而所述遮挡部远离所述气缸的中心的一侧定义为遮挡部终点，所述进气门为两个，所述遮挡部起点
与所述遮挡部所在进气门的中点的连线，与两个所述进气门的中点连线的夹角为a4，所述遮挡部终点与所述遮挡部所在的进气门的中点的连线，与两个所述进气门的中点连线的夹角为a5，0.1b1≤a4≤b1，0.1b1≤a5≤b1。
13.进一步地，所述遮挡部包括：环绕所述进气道设置的遮挡部第一区、遮挡部第二区和遮挡部第三区，所述遮挡部第一区邻近两个所述进气门之间的中线，所述遮挡部第二区远离两个所述进气门之间的中线，所述遮挡部第三区位于所述遮挡部第一区和所述遮挡部第二区之间，所述遮挡部第一区与所述遮挡部邻近所述火花塞一端的垂线的角度为a6，位于同一侧的所述进气门与所述排气门的中心连线，与两个所述进气门的中心连线所成角度为a7，0.5a7≤a6≤a7，其中80
°
≤a7≤130
°
。
14.进一步地，两个所述遮挡部第一区的贴合区域限定出遮挡部中间区，所述遮挡部第一区与所述遮挡部中间区的角度为a8，b1≤a8≤2b1。
15.进一步地，所述进气门的盘部的直径为d1，遮挡部的直径为d2，遮挡部第一区与遮挡部中间区之间的距离为l1，d1-d2≤l1≤0.5d1。
16.根据本发明第二方面实施例的车辆，包括：上述实施例中所述的燃烧系统。
17.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
18.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：
19.图1是根据本发明实施例的燃烧系统的示意图；
20.图2是图1中线a-a的剖视示意图；
21.图3是图1中线b-b的剖视示意图；
22.图4是图1中线c-c的剖视示意图；
23.图5是根据本发明实施例的燃烧系统的另一个示意图；
24.图6是根据本发明实施例的燃烧系统的气缸盖的剖视示意图。
25.附图标记：
26.燃烧系统100，
27.气缸盖10，进气道11，排气道12，进气挤气面13，排气挤气面14，底侧挤气面15，侧向挤气面16，
28.进气门20，排气门30，
29.遮挡部40，遮挡部起点41，遮挡部终点42，遮挡部第一区43，遮挡部第二区44，遮挡部第三区45，遮挡部中间区46，
30.火花塞50，
31.燃烧室p。
具体实施方式
32.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，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
33.下面参考图1-图6描述根据本发明实施例的燃烧系统100以及车辆。
34.如图1、图2和图3所示，根据本发明第一方面实施例的燃烧系统100，包括：气缸盖10和气缸(图中未示出)、活塞(图中未示出)、进气门20和排气门30、火花塞50。
35.其中，火花塞50布置在排气门30与进气门20之间的区域上，靠近气缸盖10的中心位置，且火花塞50优选与气缸盖10的底面垂直布置，利于火花塞50点火能量的利用率，便于火花塞50电极产生的电火花传递至燃烧室p中。
36.活塞可运动地设置在气缸内，且活塞与气缸盖10、气缸之间限定出燃烧室p，进气门20通过进气门导管设置于气缸盖10并用于开闭进气道11，排气门30通过排气门导管设置于气缸盖10并用于开闭排气道12；火花塞50设置于气缸盖10且伸入至燃烧室p，并适于点燃燃烧室p内的燃油混合气。
37.具体而言，火花塞50在上止点和下止点之间运动，并配合进气门20的开启和关闭、火花塞50的点火以及排气门30的开启和关闭，在进气、压缩、做功、排气四个行程之间运动，而在做功行程下，活塞处于或邻近上止点位置，火花塞50产生电火花以点燃燃烧室p内的燃油混合气。
38.需要指出的是，进气门20可以通过进气门导管安装于气缸盖10，排气门30可以通过排气门导管安装于气缸盖10，且进气门20邻近燃烧室p的一端甚至有进气门座，排气门30邻近燃烧室p的一端设置有排气门座。
39.进而，使气缸盖10邻近进气门20的一侧具有进气挤气面13，邻近排气门30一侧具有排气挤气面14，进气门20的中心线与气缸的中心线的夹角为b1，排气门30的中心线与气缸的中心线的夹角为b2，进气挤气面13与气缸盖10的底面的夹角为a1，排气挤气面14与气缸盖10的底面的夹角为a2，且0.5b1≤a1≤b1，0.5b2≤a2≤b2(参见图2和图3所示)。
40.也就是说，气缸盖10上可以设置多个进气门20以及多个排气门30，多个进气门20之间限定出进气挤气面13，多个排气门30之间限定出排气挤气面14(例如：两个进气门20以及两个排气门30)，而进气门20、排气门30以及进气挤气面13和排气挤气面14限定出燃烧室p的“进排气挤气面”，而以上述角度范围对夹角a1和夹角a2进行限制，可以确保进气挤气面13与气缸盖10的底面的夹角、排气挤气面14与气缸盖10的夹角均更加合理，可以提高气缸盖10限定出的燃烧室p部分内的燃油混合气的流动平顺性，并可以限制排气挤气面14与活塞限定出的燃烧室p部分的壁面的相对位置，确保新鲜空气与汽化燃油的充分混合。
41.根据本发明实施例的燃烧系统100，通过使0.5b1≤a1≤b1，0.5b2≤a2≤b2，以确保进气挤气面13与气缸盖10的底面的夹角、排气挤气面14与气缸盖10的夹角均更加合理，可以使汽化燃油与新鲜空气快速、充分混合，以提高燃烧效率，且可以提高燃油混合气的流动平顺性，改善燃烧室p内的流体环境，使燃油混合气分布更加均匀，以提高点火效率。
42.需要指出的是，本发明的燃烧系统100应用于发动机，燃烧系统100的数量与发动机的缸数对应，例如：单杠发动机具有一个本发明实施例的燃烧系统100，双杠发动机则具有四个本发明实施例的燃烧系统100。
43.如图3所示，根据本发明的一些实施例，进气挤气面13与气缸盖10的底面的夹角a1在10
°
～15
°
范围内，排气挤气面14与气缸盖10的底面的夹角为a2在13
°
～17
°
范围内。
44.这样，可以使排气挤气面14以及进气挤气面13均更加靠近气缸盖10的底面，使气
缸内的燃油混合气可以向气缸的中心汇聚，使更多的燃油混合气聚集在火花塞50的电极周围，可以降低火花塞50产生的电火花的传递路径，便于快速点燃燃油混合气，提高燃烧效率。
45.需要指出的是，火花塞50的电极伸入到气缸盖10所限定出的部分燃烧室p中，定义火花塞50的中心电极与接地电极在轴线上的中点为电极中心，而火花塞50的初始点火区域在以电极中心为球心的虚拟小球内，使燃油混合气聚集在电极周围，即聚集在虚拟小球范围内。
46.如图5所示，在一些实施例中，气缸盖10上还具有底侧挤气面15，底侧挤气面15与气缸盖10的底面之间的距离≤5mm。
47.其中，气缸盖10盖设于气缸上方，且大体呈环形，而环形的周侧上设置有相较进气挤气面13、排气挤气面14远离气缸设置的底侧挤气面15，且底侧挤气面15与气缸盖10的底面之间的距离在5mm内，距离更加合理，可以减少作用于气缸壁面的燃油混合气，促使更多的燃油混合气参与到气缸内的湍流流动，以进一步提高湍动能，提高湍流强度，以提高燃烧效率。
48.进一步地，气缸盖10还包括：与进气挤气面13、排气挤气面14相邻的侧向挤气面16，侧向挤气面16与气缸盖10的底面的夹角为a3，且a1≤a3≤a2。
49.示例性地，两个进气门20设置于气缸盖10的一侧，两个排气门30设置于气缸盖10的另一侧，两个排气门30之间限定出排气挤气面14，两个进气门20之间限定出进气挤气面13，而位于同端的进气门20与排气门30之间限定出侧向挤气面16，即具有两个侧向挤气面16且相对设置，而使侧向挤气面16与气缸盖10的底面的夹角满足a1≤a3≤a2的角度关系，可以使侧向挤气面16与电极中心的距离更加合理，以降低火花塞50产生的电火花的传播路径，降低燃烧系统100产生爆震的可能性。
50.如图6所示，根据本发明的一些实施例，进气道11与燃烧室p连通的一端上还设置有遮挡部40，即在进气道11的下方布置遮挡部40，遮挡部40位于进气门20座的下方，可以进一步增加气缸内的湍流强度。
51.在图5所示的实施例中，进一步地，遮挡部40邻近气缸的中心的一侧定义为遮挡部起点41，而遮挡部40远离气缸的中心的一侧定义为遮挡部终点42，进气门20为两个，遮挡部起点41与遮挡部40所在进气门20的中点的连线，与两个进气门20的中点连线的夹角为a4，遮挡部终点42与遮挡部40所在的进气门20的中点的连线，与两个进气门20的中点连线的夹角为a5，0.1b1≤a4≤b1，0.1b1≤a5≤b1。
52.优选地，a4＝a5，且满足上述角度关系，可以使进气挤气面13与遮挡部40、排气挤气面14与遮挡部40的匹配效果更好，实现匹配设计，可以进一步提高遮挡部40的遮挡效果，以进一步提高气缸内的湍流强度，并提高气缸内的滚流运动。
53.如图5和图6所示，遮挡部40包括：环绕进气道11设置的遮挡部第一区43、遮挡部第二区44和遮挡部第三区45，遮挡部第一区43邻近两个进气门20之间的中线，遮挡部第二区20远离两个进气门20之间的中线，遮挡部第三区45位于遮挡部第一区43和遮挡部第二区44之间，遮挡部第一区43与遮挡部40邻近火花塞50一端的垂线(垂线与进气门座的延伸方向平行)的角度为a6，位于同一侧的进气门20与排气门30的中心连线，与两个进气门20的中心连线所成角度为a7，0.5a7≤a6≤a7，其中80
°
≤a7≤130
°
。
54.由此，可以使进气门20流出的气流很多流向火花塞50周围，更多的聚集在气缸中心区域上，以提高燃烧效率。
55.进一步地，两个遮挡部第一区43的贴合区域限定出遮挡部中间区46，遮挡部第一区43与遮挡部中间区46的角度为a8，b1≤a8≤2b1，进气门20的盘部的直径为d1，遮挡部40的直径为d2，遮挡部第一区43与遮挡部中间区46之间的距离为l1，d1-d2≤l1≤0.5d1。
56.由此，可以使遮挡部40流出的气流更多流向火花塞50的电极中心区域，更多的流向气缸的中心区域，再配合气缸内的滚流运动，使得气缸内的滚流强度增加的同时气缸中心火花塞50区域内聚集更多的燃油混合气，便于火花塞50快速引燃气缸内的燃油混合气，提高燃烧效率，同时可以降低气缸内的热损失。
57.综上，本发明通过优化气缸盖10上的挤气面结构、优化燃烧室p的结构，引导气流的走向，引导气缸内燃油混合气的流动，合理的配置火花塞50与燃烧室p的相对位置，在进气道11的配合下，有效的提高气缸内的湍动能，实现了高湍动能的需求，有效的使燃油混合气聚集在火花塞50周围，有效的控制火花塞50产生的电火花的传递距离，减小自燃爆震的可能性，降低燃烧系统100的热损失，有效的提高电火花的利用效率，有效的提高燃油混合气的燃烧速度，有效的提高燃油混合气的燃烧效率，有效的提高发动机的热效率，有效的提高发动机的经济性。
58.根据本发明第二方面实施例的车辆，包括：上述实施例中的燃烧系统100，可以提高车辆的乘车舒适性以及行驶稳定性，并提高车辆的燃油经济性。
59.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”、“轴向”、“径向”、“周向”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。
60.在本发明的描述中，“第一特征”、“第二特征”可以包括一个或者更多个该特征。
61.在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上。
62.在本发明的描述中，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。
63.在本发明的描述中，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。
64.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。
65.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。