[实用新型]一种发动机燃烧系统和混动车辆

说明书

本实用新型提供了一种发动机燃烧系统和混动车辆。发动机燃烧系统包括：燃烧室，由发动机的缸盖和活塞顶限定而成，具有进气侧和排气侧；其中，所述燃烧室内所述缸盖表面形成有四个挤气面，包括分别设置在所述燃烧室的所述进气侧、前端侧、后端侧和所述排气侧的第一平挤气面、第二平挤气面、第三平挤气面和斜挤气面。本实用新型方案通过在燃烧室的前端侧和后端侧增加了两个平挤气面，可提高滚流比和湍流强度，同时提高发动机热效率；通过将排气侧的挤气结构由传统的平挤气面改为斜挤气面，增大了排气侧的挤气间隙，有利于燃烧火焰传向排气侧，降低早燃和爆震风险，同时减少未燃损失，提高系统燃烧效率。

技术领域

本实用新型涉及车辆技术领域，特别是一种发动机燃烧系统和混动车辆。

背景技术

随着油耗和排放法规的日益严苛，发展新能源车辆成为大势所趋。新能源车辆根据动力的不同主要分为混合动力(Hybrid Electric Vehicle，HEV)、插电混合动力(Plug-in Hybrid Electric Vehicle，PHEV)、增程(Extended Range Electric Vehicle，REEV)和纯电动(Electric Vehicle，EV)车辆。HEV、PHEV和REEV车辆中均存在混动专用发动机。为实现新能源整车油耗的最低化，混动专用发动机的热效率要求越来越高，这对发动机燃烧系统的设计提出了更高要求。目前，为实现高的热效率，新能源专用发动机的燃烧系统均采用高压缩比和快速燃烧技术。

现有技术中，常规增大压缩比的方法主要有以下三种：(1)保持燃烧室容积不变，增大活塞凸起；但是，由于活塞凸起高，阻碍了缸内气流运动，降低了缸内滚流比和湍流强度，以致降低燃烧效率，同时，活塞凸起造成燃烧系统面积(燃烧室与活塞面积之和)增大，燃烧热损失增大，热效率降低。(2)保持活塞顶部形状不变，将燃烧室轮廓整体下沉；但是，由于燃烧室下沉，燃烧室内部与水套之间的壁厚增加，燃烧室散热性能降低，燃烧室内气体温度高，爆震倾向提高。(3)燃烧室采用四挤气结构减小容积，同时活塞凸起；然而，四挤气燃烧室结构配合凸起的活塞顶容易在挤气区域燃烧速度慢，易产生早燃或爆震(尤其是排气侧)，不利于燃烧效率的提高。

常规实现快速燃烧的方法主要有以下四种：(1)进气道采用“鱼腹”设计以提高气道滚流比；但是，由于鱼腹之后气道喉口截面积急剧减小，气道流量系数减小，不利于气道流量系数和滚流比的同时提高。(2)燃烧室气门采用遮蔽设计(Masking)，以提高气道低升程滚流比，但其对高升程滚流比的提高作用不明显。(3)进气道激光熔覆设计，这种设计不仅提高气道流量系数，而且提高滚流比，但是激光熔覆技术成本高，目前国内暂未掌握该项技术。(4)活塞顶球型设计，此种设计能够一定程度上提高缸内滚流比，但效果有限。

总而言之，如何同时提高混动专用发动机的流量系数和滚流比，并实现高压缩比(如压缩比13以上)下快速燃烧的燃烧系统设计方案为本领域面临的技术难题。

实用新型内容

鉴于上述问题，提出了一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的发动机燃烧系统和混动车辆。

本实用新型的一个目的是提供一种发动机燃烧系统，其通过燃烧室的三平挤气和一斜挤气组合设计，提高了缸内滚流比和湍流强度，提高了系统燃烧效率，从而提高发动机热效率。

本实用新型一个进一步的目的是通过燃烧室和活塞顶的匹配设计以及进气道的设计，实现了流量系数和滚流比的同时提高，并实现了高压缩比下燃烧系统的快速燃烧。

特别地，根据本实用新型实施例的一方面，提供了一种发动机燃烧系统，包括：

燃烧室，由发动机的缸盖和活塞顶限定而成，具有进气侧和排气侧；其中

燃烧室内缸盖表面形成有四个挤气面，包括分别设置在燃烧室的进气侧、前端侧、后端侧和排气侧的第一平挤气面、第二平挤气面、第三平挤气面和斜挤气面。

可选地，发动机燃烧系统还包括：