[发明专利]一种压缩着火式预燃室结构、发动机及运行方法

权利要求书

1.一种压缩着火式预燃室结构，其特征在于：其包括：预燃主体(900)、发动机气缸，在所述发动机气缸内设有形成于活塞(100)与发动机气缸内部空间的主燃室(200)，所述预燃主体(900)设有盲孔结构的预燃本体孔(300)，所述预燃本体孔(300)滑动安装有柱塞体(400)，所述柱塞体(400)连接有用于驱动所述柱塞体(400)沿预燃本体孔(300)轴向往复移动的柱塞驱动机构(500)，所述柱塞体(400)的内端面设有为敞开腔体结构的预燃内腔(410)，所述预燃内腔(410)、预燃本体孔(300)的底面和侧壁共同限定形成预燃室(600)，所述预燃本体孔(300)内端侧壁设置有与主燃室(200)连通的喷射通道(310)，所述预燃内腔(410)侧壁设有与所述喷射通道(310)对应的喷射孔(411)，在所述柱塞体(400)往复移动中具有上限位和下限位，所述柱塞体(400)处于所述上限位使喷射通道(310)直接连通主燃室(200)和预燃室(600)，所述柱塞体(400)处于所述下限位使所述喷射孔(411)将喷射通道(310)、预燃室(600)和主燃室(200)连通。

2.根据权利要求1所述的一种压缩着火式预燃室结构，其特征在于：所述预燃本体孔(300)内端侧壁周向排布有多个所述喷射通道(310)，所述预燃内腔(410)侧壁设有多个与喷射通道(310)周向布置位置一致的多个喷射孔(411)。

3.根据权利要求1所述的一种压缩着火式预燃室结构，其特征在于：所述预燃本体孔(300)侧壁设有第一周向定位部(321)，所述柱塞体(400)设置有与第一周向定位部(321)滑动配合的第二周向定位部(421)。

4.根据权利要求1所述的一种压缩着火式预燃室结构，其特征在于：所述柱塞体(400)的外周壁设置有多道环槽(431)，所述环槽(431)套设有柱塞环，所述喷射孔(411)设置于其中相邻两道环槽(431)之间。

5.根据权利要求1所述的一种压缩着火式预燃室结构，其特征在于：所述预燃本体孔(300)为“T”形阶梯结构，所述预燃本体孔(300)包括上端大孔(320)和下端小孔(330)，所述柱塞体(400)为“T”形轴类结构，所述柱塞体(400)包括设置于上端大孔(320)内的大头(420)、下端套设于下端小孔(330)内的小头(430)，所述柱塞驱动机构(500)包括柱塞弹簧(510)、柱塞驱动凸轮(520)、柱塞凸轮轴(530)，所述大头(420)通过柱塞弹簧(510)与预燃本体孔(300)的台阶面柔性连接，所述柱塞驱动凸轮(520)安装于柱塞凸轮轴(530)，所述柱塞驱动凸轮(520)的外周面与柱塞体(400)顶端抵触。

6.根据权利要求1所述的一种压缩着火式预燃室结构，其特征在于：在所述预燃内腔(410)设有用于引导预燃室(600)内混合气流动的导流结构、用于加强结构强度的加强筋结构。

7.根据权利要求6所述的一种压缩着火式预燃室结构，其特征在于：所述预燃内腔(410)的壁面、导流以及加强筋结构的表面涂敷隔热涂层。

8.根据权利要求1所述的一种压缩着火式预燃室结构，其特征在于：所述发动机气缸包括缸体(700)和缸盖(800)，所述预燃主体(900)为缸盖(800)的一部分。

9.一种发动机，其特征在于：其包括如权利要求1至8任意一项所述的压缩着火式预燃室结构，所述柱塞驱动机构(500)包括与发动机曲轴或发动机凸轮轴其中一个传动连接的柱塞凸轮轴(530)，所述柱塞凸轮轴(530)通过柱塞驱动凸轮(520)带动柱塞体(400)往复运动。

10.一种发动机的运行方法，其特征在于：其包括如权利要求9所述的发动机，该发动机为四冲程发动机运转方式运转，并对外输出动力，具体运行方法如下：

在发动机压缩冲程的前期，柱塞体(400)处于上限位，喷射通道(310)连通主燃室(200)与预燃室(600)，预燃室(600)容积最大，逐渐上行的活塞(100)将新鲜混合气压入预燃室(600)内；

在发动机压缩冲程的后期，柱塞体(400)开始下行，喷射通道(310)和预燃室(600)不连通，逐渐下行的柱塞体(400)对预燃室(600)混合气进行压缩，使预燃室(600)混合气发生自燃或者部分燃烧反应造成预燃室(600)温度和压力均上升，当柱塞体(400)下行到下限位，所述喷射孔(411)与喷射通道(310)连通，预燃室(600)内高温高压混合气依次通过喷射孔(411)与喷射通道(310)喷射进入主燃室(200)，实现对主燃室(200)内稀薄混合气的引燃；

在发动机做功冲程、发动机排气冲程和发动机进气冲程的早期中，柱塞体(400)保持在下限位，保持预燃室(600)容积最小，使预燃室(600)内残余废气最少；

在发动机进气冲程的后期，柱塞体(400)逐渐上行至上限位，喷射通道(310)和预燃室(600)连通，预燃室(600)容积最大，使尽量多的新鲜混合气经喷射通道(310)进入预燃室(600)；

之后，发动机重新进入压缩冲程，发动机完成一个完整循环。