行之知识产权综合服务平台

技术领域

本实用新型涉及发动机技术领域，具体而言，涉及一种发动机爆震保护装置及包括其的发动机气缸及发动机。

背景技术

发动机是一种将化学能转化为机械能的机器，它的转化过程实际上就是工作循环的过程。简单来说，就是通过燃烧气缸内的燃料，产生动能，驱动发动机气缸内的活塞的往复运动，由此带动连在活塞上的连杆和与此连杆相连的曲柄围绕曲轴中心作往复的圆周运动，从而输出动力。

现有的发动机中，汽油发动机是其中较为典型且使用较为广泛的，其特点是转速高、结构简单、质量轻、造价低廉、运转平稳、使用维修方便。汽油发动机的工作原理是以汽油作为燃料，将内能转化成动能。由于汽油粘性小，蒸发快，可以用汽油喷射系统将汽油喷入气缸，经过压缩达到一定的温度和压力后，用火花塞点燃，使气体膨胀做功。

但是，在日常使用和测试中，我们发现，在火花塞点火之前，燃烧室内就已经有了一个燃烧中心，这个燃烧中心业内通常称之为提前点火或者早火。究其形成的原因，主要是由于燃烧室内某些零部件的温度过高，导致周围的油气混合而发生自燃。

另外，由于汽油发动机的主要特点是高转速、高性能，所以其缸内燃烧的压力更高，急加速容易产生高的压升率，增加了其内发生早火的概率，从而发生爆炸现象。同时，由于一些发动机的燃烧室内表面的加工精度和曲通携带入气缸的油滴很难精确控制，因此其对早火现象的控制效果也不佳，也极易产生早火现象。

由此，在火花塞点火后，早火引发的爆炸现象就会使得燃烧室内的燃烧中心增加到两个，而两个燃烧中心的边缘又会产生互相撞击，使得燃烧室内的瞬时燃烧压力升高，从而损坏活塞、连杆等零部件，久而久之就会直接造成发动机的损坏；同时瞬时燃烧压力的升高还会增加了后续循环的早火和爆震的发生概率。

实用新型内容

鉴于此，本实用新型提供了一种发动机爆震保护装置及包括其的发动机气缸及发动机，旨在解决现有技术中因早火而导致的瞬时燃烧压力升高的问题，保护发动机内的零部件及发动机不受损坏，同时降低后续循环的早火和爆震的发生概率。

一个方面，本实用新型提供了一种发动机爆震保护装置，其包括固定安装于气缸内的活塞处的液压腔或气压腔，该液压腔或气压腔包括至少两个连通的腔体部件，其沿着气缸的轴向排列，腔体部件之间的通断通过通断部件实现。

进一步地，上述腔体部件在液压腔或气压腔内分隔形成。

进一步地，上述液压腔或气压腔内设置有隔板，该隔板在液压腔或气压腔内分隔出腔体部件，通断部件为在隔板上开设的通孔，腔体部件通过该通孔实现连通。

可选地，上述腔体部件独立设置，通断部件为在腔体部件之间连通的管道。

进一步地，上述通断部件为阀门。

进一步地，上述，阀门为压力调节阀。

再一方面，本实用新型还提供了一种发动机气缸，包括气缸本体和设置于该气缸本体内的活塞，该活塞上固定安装有上述的发动机爆震保护装置。

再一方面，本实用新型还提供了一种发动机，包括发动机本体，该发动机本体内设置有上述的发动机气缸。

本实用新型提供的发动机爆震保护装置，通过在活塞上设置腔体，该腔体具体可以在液压腔或气压腔之间选择实施，并且该腔体中具有至少两个连通且沿着气缸的轴向排列的腔体部件，其之间通过通断部件实现通断。当燃烧系统出现早火现象后，即当发动机出现超级爆震的情况后，随即在气缸的燃烧室内产生超高的缸内燃烧压力，缸内的压力出现异常，打开通断部件，腔体部件之间实现通流，靠上(即更接近燃烧室顶部)的腔体部件内的液体或者气体向下方的腔体部件内流入，由此克服了燃烧产生的压力；当燃烧趋于稳定，缸内压力恢复正常水平，下方的腔体部件内的液体或者气体又向上方的腔体部件内回流，待回流完成后重新关闭通断部件。因此，该装置具有以下优点：

1)实时且直接地化解了早火产生的瞬时的超高的缸内燃烧压力，避免超高缸内燃烧压力对活塞、连杆等零部件的损害；

2)降低了早火产生时的超高的缸内燃烧压力，由此降低了气缸的燃烧室内的压缩比，从而降低了后续循环的早火和爆震概率。

本实用新型另外提供的发动机气缸和发动机，由于采用了上述的发动机爆震保护装置，因此同样具备了前述的优点，在此不再赘述。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本实用新型的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1为本实用新型实施例提供的发动机爆震保护装置(安装于活塞处)在一种实施方式下的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的发动机爆震保护装置在出现爆震时的工作示意图；

图3为本实用新型实施例提供的发动机爆震保护装置在爆震结束后的工作示意图；

图4为本实用新型实施例提供的发动机爆震保护装置在另一种实施方式下的结构示意图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

发动机爆震保护装置实施例：

参见图1至图3，图中示出了本实用新型实施例提供的发动机爆震保护装置的优选结构。该发动机爆震保护装置包括固定安装于气缸1内的活塞11处的液压腔2，该液压腔2包括两个连通的腔体部件21，其沿着气缸1的轴向排列，腔体部件21之间的通断通过通断部件22实现。

其中，液压腔2具体可以为一缸体或者箱体、桶体的形式，其可以通过焊接、螺接等方式固定连接在活塞11的顶面；或者以嵌设等方式安装在活塞11内，但是为了保证对气缸1内压力作用在液压腔2上，最好有一部分露出于活塞11表面。

腔体部件21还可以根据需要设置为三个或者更多个，以在结构上形成更多个可以相互连通的腔体，也可以获得一样或者更佳的效果。

本实施例所提供的发动机爆震保护装置，通过在活塞上设置一个液压腔，并且该液压腔中具有两个连通且沿着气缸的轴向排列的腔体部件，其之间通过通断部件实现通断。当燃烧系统出现早火现象后，即当发动机出现超级爆震的情况后，随即在气缸的燃烧室内产生超高的缸内燃烧压力，缸内的压力出现异常，打开通断部件，腔体部件之间实现通流，靠上(即更接近燃烧室顶部)的腔体部件(可以作为缓冲腔，起缓冲作用)内的液体向下方的腔体部件(可以作为油源腔，起储油作用)内流入，由此克服了燃烧产生的压力；当燃烧趋于稳定，缸内压力恢复正常水平，下方的腔体部件内的液体或者气体又向上方的腔体部件内回流，待回流完成后重新关闭通断部件。因此，该装置具有以下优点：

1)实时且直接地化解了早火产生的瞬时的超高的缸内燃烧压力，避免超高缸内燃烧压力对活塞、连杆等零部件的损害；

2)降低了早火产生的超高的缸内燃烧压力，由此降低了气缸的燃烧室内的压缩比，从而降低了后续循环的早火和爆震概率。

参见图2至图3，多个腔体部件21在液压腔2内分隔形成。举一个具体的例子，液压腔2内可以设置有隔板23，该隔板23在液压腔2内分隔出上述的多个腔体部件21，该隔板23上还开设有通孔231，腔体部件21通过该通孔231实现连通。当然，也可以通过其它方式实现分隔，例如通过将液压腔2作成特殊的形状，例如做成8字形，这样也实现在一个液压腔2内分隔了两个或者更多个腔体部件21的目的。

参见图4，作为上述的实施方式的替代，上述的多个腔体部件21还可以直接独立设置，即作为独立的多个腔体存在，腔体部件21之间通过管道24连通，也可以获得一样的效果。

另外，液压腔2在其它一些实施方式中，还可以根据需要以气压腔替代其实施，也可以获得一样的效果。

参见图2至图3，通断部件22具体可以为阀门，其被设置于在腔体部件21之间的连通处，用于形成腔体部件21之间的通断。而为了提高操作的便利性，该阀门具体可以为压力调节阀，通过腔体部件21的压力变化来自动打开和关闭。

除了采用阀门的方式实现通断，通断部件22还可以采用其他方式，例如可开合的板体等，都可以获得一样的效果。但是，为了保证操作的便利性，阀门，特别是压力调节阀，是较为优选的。

发动机气缸实施例：

本实施例还提出了一种发动机气缸，如图1所示，其它与现有技术中的发动机气缸结构相同，在此不再赘述，改进之处为在活塞11安装了上述的发动机爆震保护装置。

发动机实施例：

本实施例还提出了一种发动机，未给出图示，其它与现有技术中的发动机结构相同，在此不再赘述，改进之处为在发动机本体内设置了上述的发动机气缸。

显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。