本發(fā)明涉及內(nèi)燃機技術(shù)領(lǐng)域，更具體的涉及一種對置活塞汽油機雙回流掃氣燃燒系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

內(nèi)燃機問世至今已經(jīng)歷了100多年的發(fā)展歷程，現(xiàn)代內(nèi)燃機無論在結(jié)構(gòu)還是性能方面都已今非昔比，但仍在不斷發(fā)展和完善。當前內(nèi)燃機工業(yè)的發(fā)展主要是以節(jié)能為中心，充分兼顧排放和可靠性的要求，從而實現(xiàn)內(nèi)燃機性能的全面提高。內(nèi)燃機燃燒消耗的石油燃料占石油消耗總量的60％以上，而因燃燒礦物燃料所產(chǎn)生的CO、HC和NOx的排放量幾乎50％來自內(nèi)燃機。因此，在滿足動力性能要求的前提下，降低內(nèi)燃機的燃油消耗和減少對環(huán)境的有害排放，已經(jīng)作為目前內(nèi)燃機行業(yè)主要面臨的問題。

對置活塞二沖程發(fā)動機概念早在1890年左右被提出。對置活塞二沖程發(fā)動機的對置活塞布置于同一氣缸，并取消了氣缸蓋和氣門機構(gòu)，具有功率密度高、傳熱損失小、平衡性好等優(yōu)點。在20世紀后期，由于現(xiàn)代排放法規(guī)的不斷嚴格，二沖程發(fā)動機普遍存在的排放問題阻止了對置活塞二沖程發(fā)動機的發(fā)展和應(yīng)用。近年來，隨著現(xiàn)代科技和電控技術(shù)的發(fā)展，為提高內(nèi)燃機的動力性和排放性，對置活塞二沖程發(fā)動機持續(xù)受到關(guān)注和發(fā)展。同時，汽油機作為一種廣泛使用的動力裝置，以汽油缸內(nèi)直噴為代表的新型混合氣形成模式的研究與應(yīng)用有效提高了汽油機的燃油經(jīng)濟性?；谏鲜鰞牲c，對置活塞二沖程缸內(nèi)直噴汽油機可作為一種滿足內(nèi)燃機發(fā)展需求的新型動力，燃油在排氣口關(guān)閉后進行噴射，可以實現(xiàn)純空氣掃氣，避免燃油短路，從而改善油耗和排放。

現(xiàn)有小排量二沖程汽油機大多采用平頂活塞，平頂活塞雖然加工簡單，制造成本低，受熱面積小，但是缸內(nèi)無法形成有組織的氣流運動。同時，對置活塞二沖程汽油機多采用“氣口-氣口”式直流掃氣方式，缸內(nèi)容易組織較強的渦流，有利于掃氣過程的進行，但是缸內(nèi)滾流組織較差，不利于油氣混合和燃燒過程的組織。要實現(xiàn)汽油機大幅度節(jié)能減排，燃燒系統(tǒng)研究是關(guān)鍵。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供一種對置活塞汽油機雙回流掃氣燃燒系統(tǒng)，通過優(yōu)化燃燒室結(jié)構(gòu)，促進混合氣形成，實現(xiàn)充量更換的快速進行和缸內(nèi)滾流的有效組織，并有效抑制爆震，實現(xiàn)油耗和排放的同時降低。

具體的，本發(fā)明提供的對置活塞汽油機雙回流掃氣燃燒系統(tǒng)，包括：

氣缸體、氣缸體的兩端分別設(shè)有左側(cè)掃氣入口和右側(cè)掃氣入口，氣缸體中心的缸體側(cè)壁上布置有噴油器和火花塞，氣缸體中心線兩側(cè)的缸壁上對稱設(shè)有左側(cè)排氣口和右側(cè)排氣口，氣缸體中心的缸體內(nèi)壁上還設(shè)有中間隔板，中間隔板的截面為半圓形，中間隔板的兩側(cè)設(shè)有球面凹坑；

氣缸體中心和左側(cè)掃氣入口之間布置有能夠在氣缸體內(nèi)做往復(fù)運動的左側(cè)活塞，氣缸體中心和右側(cè)掃氣入口之間布置有能夠在氣缸體內(nèi)做往復(fù)運動的右側(cè)活塞，左側(cè)活塞的頂面和右側(cè)活塞的頂面相對；

左側(cè)活塞和右側(cè)活塞的端部均由球面凸起部分和柱面凹坑部分組成，左側(cè)活塞和右側(cè)活塞端部的球面凸起部分均與中間隔板的球面凹坑相配合；

氣缸體中心線兩側(cè)的缸體內(nèi)壁上還對稱設(shè)有左側(cè)掃氣口和右側(cè)掃氣口，左側(cè)掃氣口與左側(cè)掃氣入口連通，右側(cè)掃氣口與右側(cè)掃氣入口連通。

優(yōu)選的，噴油器和火花塞位于與中間隔板上表面相對的缸體側(cè)壁上，噴油器與火花塞之間的夾角為30°。

優(yōu)選的，左側(cè)活塞和右側(cè)活塞的端部的球面凸起部分均與中間隔板的球面凹坑具有相同的曲率。

優(yōu)選的，左側(cè)活塞端部的球面凸起部分和柱面凹坑部分具有相同的直徑，右側(cè)活塞端部的球面凸起部分和柱面凹坑部分具有相同的直徑。

優(yōu)選的，左側(cè)掃氣口和右側(cè)掃氣口分別設(shè)有相對氣缸體軸線方向的軸向仰角，兩側(cè)的仰角相同。

優(yōu)選的，氣缸體的中部缸體側(cè)壁上還設(shè)有散熱片。

優(yōu)選的，左側(cè)掃氣口與左側(cè)掃氣入口通過掃氣通道連通，右側(cè)掃氣口與右側(cè)掃氣入口通過掃氣通道連通，兩側(cè)的掃氣通道相同。

優(yōu)選的，中間隔板的高度為氣缸體內(nèi)徑的一半。

本發(fā)明具有以下有益效果：

(1)本發(fā)明的對置活塞汽油機雙回流掃氣燃燒系統(tǒng)的燃燒室主要由氣缸體缸體內(nèi)壁和對置活塞頂面包絡(luò)形成。

(2)對置活塞汽油機雙回流掃氣燃燒系統(tǒng)通過對置活塞在氣缸內(nèi)分別相對兩端的掃氣口和排氣口的運動實現(xiàn)缸內(nèi)雙回流掃氣；同時，通過掃氣口的軸向仰角設(shè)計和氣缸體中間隔板的導(dǎo)流面設(shè)計進行缸內(nèi)滾流的組織，在內(nèi)止點附近通過對置活塞頂面的球形擠流面設(shè)計實現(xiàn)缸內(nèi)擠流的組織；通過不同流動形式的組織實現(xiàn)缸內(nèi)混合氣的形成和燃燒。

(3)雙回流掃氣方式的特點應(yīng)用于對置活塞汽油機能夠?qū)崿F(xiàn)充量更換的快速進行和缸內(nèi)流動的有效組織。

(4)通過優(yōu)化燃燒室結(jié)構(gòu)，可以促進混合氣形成，穩(wěn)定和加速燃燒過程，并有效抑制爆震。

(5)實現(xiàn)油耗和排放的同時降低。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是本發(fā)明提供的對置活塞汽油機雙回流掃氣燃燒系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明提供的對置活塞汽油機雙回流掃氣燃燒系統(tǒng)氣缸體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本發(fā)明提供的對置活塞汽油機雙回流掃氣燃燒系統(tǒng)內(nèi)止點時燃燒室結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是本發(fā)明提供的對置活塞汽油機雙回流掃氣燃燒系統(tǒng)雙回流掃氣通道結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5是本發(fā)明提供的對置活塞汽油機雙回流掃氣燃燒系統(tǒng)活塞示意圖。

附圖標記說明：

1-氣缸體，2-左側(cè)排氣口，3-噴油器，4-火花塞，5-右側(cè)排氣口，6-右側(cè)掃氣口，7-右側(cè)活塞，8-中間隔板，9-散熱片，10-左側(cè)掃氣口，11-左側(cè)活塞，12-左側(cè)掃氣入口，13-固定螺栓孔，14-噴油器孔，15-火花塞孔，16-掃氣通道，17-柱面凹坑部分，18-球面凸起部分。

具體實施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明的附圖，對本發(fā)明中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。

實施例1

如圖1所示，示例性的示出了本發(fā)明提供的對置活塞汽油機雙回流掃氣燃燒系統(tǒng)，該燃燒系統(tǒng)主要包括：氣缸體1、氣缸體1的兩端分別設(shè)有左側(cè)掃氣入口12和右側(cè)掃氣入口，氣缸體1中心的缸體側(cè)壁上布置有噴油器3和火花塞4，氣缸體1中心線兩側(cè)的缸壁上對稱設(shè)有左側(cè)排氣口2和右側(cè)排氣口5，氣缸體1中心的缸體內(nèi)壁上還設(shè)有中間隔板8，中間隔板8的截面為半圓形，中間隔板8的兩側(cè)設(shè)有球面凹坑，中間隔板8的高度為氣缸體1內(nèi)徑的一半。

氣缸體1中心和左側(cè)掃氣入口12之間布置有能夠在氣缸體1內(nèi)做往復(fù)運動的左側(cè)活塞11，氣缸體1中心和右側(cè)掃氣入口之間布置有能夠在氣缸體1內(nèi)做往復(fù)運動的右側(cè)活塞7，左側(cè)活塞11的頂面和右側(cè)活塞7的頂面相對。

左側(cè)活塞11和右側(cè)活塞7的端部均由球面凸起部分18和柱面凹坑部分17組成，左側(cè)活塞11和右側(cè)活塞7端部的球面凸起部分18均與中間隔板8的球面凹坑相配合。

氣缸體1中心線兩側(cè)的缸體內(nèi)壁上還對稱設(shè)有左側(cè)掃氣口10和右側(cè)掃氣口6，左側(cè)掃氣口10與左側(cè)掃氣入口12連通，右側(cè)掃氣口6與右側(cè)掃氣入口連通。

左側(cè)掃氣口10和右側(cè)掃氣口6用于向氣缸體1內(nèi)輸送新鮮空氣，并將已燃廢氣通過左側(cè)排氣口2和右側(cè)排氣口5經(jīng)排氣總管排出，左側(cè)掃氣口10和右側(cè)掃氣口6分別設(shè)有相對氣缸體1軸線方向的軸向仰角，可實現(xiàn)氣缸體1內(nèi)滾流運動的組織，掃氣口和排氣口的開啟和關(guān)閉分別通過對置活塞的運動位置進行控制，當活塞滑過氣口上沿時氣口關(guān)閉，反之則氣口打開，氣口高度和活塞運動規(guī)律共同決定了對置活塞汽油機的掃氣正時和氣口開啟的角面值，中間隔板8截面為半圓形，兩側(cè)設(shè)有球面凹坑，一方面可在掃氣過程中進行導(dǎo)流而組織滾流，另一方面可有效避免氣缸體1兩端回流掃氣過程的氣流干涉。

如圖2所示，氣缸體1水平布置且中心缸體側(cè)壁上設(shè)有噴油器安裝孔14和火花塞安裝孔15，分別對應(yīng)安裝噴油器3和火花塞4，噴油器3和火花塞4位于與中間隔板8上表面相對的缸體側(cè)壁上，保證了燃油能夠在較短的時間內(nèi)噴入氣缸體1中，噴油器3與火花塞4之間的夾角為30°，對噴油器3和火花塞4之間位置的合理分布可使在點火時氣缸體1內(nèi)在點火時形成均勻混合氣，噴油器3采用多孔噴油器結(jié)構(gòu)進行燃油噴射，可根據(jù)發(fā)動機循環(huán)定時、定量將高壓燃油噴入氣缸體1，氣缸體1的中部缸體側(cè)壁上還設(shè)有散熱片9，確保發(fā)動機工作過程的風(fēng)冷散熱，氣缸體1兩端分別設(shè)計有4個固定螺栓孔13，可通過螺栓與曲軸箱可靠連接。

圖1結(jié)合圖5所示，左側(cè)活塞11和右側(cè)活塞7的端部均由球面凸起部分18和柱面凹坑部分17組成，左側(cè)活塞11和右側(cè)活塞7端部的球面凸起部分18均與中間隔板8的球面凹坑相配合，具體的，左側(cè)活塞11和右側(cè)活塞7的端部的球面凸起部分18均與中間隔板8的球面凹坑具有相同的曲率，保證對置活塞位于內(nèi)止點附近可實現(xiàn)較好的擠流效應(yīng)，如圖3所示，左側(cè)活塞11端部的球面凸起部分18和柱面凹坑部分17具有相同的直徑，右側(cè)活塞7端部的球面凸起部分18和柱面凹坑部分17具有相同的直徑，共同配合組成對置活塞汽油機內(nèi)止點位置的最小燃燒室結(jié)構(gòu)，減小燃燒室的面容比，同時，保證內(nèi)止點位置時活塞與火花塞4和噴油器3不發(fā)生干涉，柱面凹坑部分17的設(shè)計可有效提高排氣口開啟初始氣口的流量系數(shù)，有利自由排氣過程的進行，對對置活塞頂面的合理設(shè)計，相對平頂活塞而言，燃燒室面容較小，內(nèi)止點附近可有效組織缸內(nèi)擠流和逆擠流。

圖4為對置活塞汽油機雙回流燃燒系統(tǒng)掃氣通道結(jié)構(gòu)示意圖，掃氣通道16對稱布置在氣缸體1兩端，掃氣通道16的一端為掃氣口，另一端為掃氣入口。曲軸箱的壓縮空氣經(jīng)兩側(cè)的掃氣入口分別進入對應(yīng)的掃氣通道16，由右側(cè)掃氣口6和左側(cè)掃氣口10進入氣缸體1，右側(cè)掃氣口6和左側(cè)掃氣口10用于向氣缸體1內(nèi)輸送新鮮空氣，右側(cè)掃氣口6和左側(cè)掃氣口10分別設(shè)計有相對氣缸軸線方向的軸向仰角，可實現(xiàn)缸內(nèi)滾流運動的組織。

盡管已描述了本發(fā)明的優(yōu)選實施例，但本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員一旦得知了基本創(chuàng)造性概念，則可對這些實施例作出另外的變更和修改。所以，所附權(quán)利要求意欲解釋為包括優(yōu)選實施例以及落入本發(fā)明范圍的所有變更和修改。

顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對本發(fā)明進行各種改動和變型而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。這樣，倘若本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包含這些改動和變型在內(nèi)。