CN102062014A - 柴油发动机燃烧室 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种柴油发动机燃烧室。位于活塞体上部的燃烧室设计为偏心形，偏移量X′＝2.5mm，Y′＝5mm。燃烧室内周边为一环状缩口，环状缩口将燃烧室内周边分为坡面和凹面两部分。第一与第二部分是以β角和R1的圆弧过渡连接，R2与活塞顶面结合。燃烧室中心为一凸芯平台，坡面与活塞体顶面水平线夹角β＝21°。坡面与凹面过渡段的弧长R1＝2mm。凹面的圆弧半径R3与凸芯夹角α端线及凹面过渡面相切，坡面外沿与活塞顶面过渡段的弧长R2＝2mm。燃烧室的结构设计可合理的控制涡流强度和形态，使燃料与空气充分混合燃烧，并且燃油不粘附在燃烧室的壁面，大角度的凸芯可以消除死区容积使燃烧更加充分，提高柴油机的动力性和降低排放。

Description

柴油发动机燃烧室

技术领域

本发明属于内燃机技术，具体涉及一种柴油发动机燃烧室。

背景技术

目前，柴油车用发动机活塞，进气道采用两气门结构的均需要配置增压中冷及电控系统，然而这种方式在排放控制上只能达到欧II标准要求。现在我国城市对内燃机要求的最低排放标准基本都在欧III以上，要达到欧III排放标准，就必须采用多于两气门的结构。但是多于两气门的结构将增加许多部件，使配气结构也变的相对复杂，而且也增加故障频率和维修上的困难。在此前提下，本发明在两气门结构的基础上，提出了一种新的燃烧室结构，该燃烧室能够改善燃烧组织，使排放标准达到欧IV或更高。

发明内容

本发明目的是在两气门结构的基础上，提供一种柴油发动机燃烧室，使排放达到欧IV或更高标准要求。

以下结合附图对本发明的原理及结构予以说明。柴油发动机燃烧室其技术方案是：位于活塞体上部的燃烧室设计为偏心形，偏移量X方向2.5mm，Y方向5mm(如图1)。设计成该结构主要是为了适应两气门和喷油器非垂直安装结构的发动机。与其它类似结构相比，作为一种新的结构设计：改变了燃烧室偏心的位置，减小了燃烧室环状缩口的直径，同时优化了燃烧室坡面与活塞体顶面水平线的夹角，并且加大了燃烧室凹(面)坑的深度。具体为：燃烧室内周边为一环状缩口，环状缩口将燃烧室内周边分为坡面和凹面两部分。坡面为燃烧室上部内侧边缘较浅的斜面；凹面的过渡圆弧半径较深。第一与第二部分是以β角和R1的圆弧过渡连接，R2与活塞顶面结合，坡面、环状缩口以及凹面为一系列相切的过渡圆弧衔接(如图2)，燃烧室中心为一大角度的凸芯平台，凸芯夹角α＝113°。坡面与活塞体顶面水平线夹角β＝21°，凹面过渡面与活塞体顶面水平线夹角δ＝100°，坡面与凹面过渡段的弧长R1＝2mm，R1与坡面和凹面过渡面相切。坡面外沿与活塞顶面过渡段的弧长R2＝2mm。凹面圆弧半径R3与凸芯夹角α端线及凹面过渡面相切。通过这种设计，可以使油束的落点不会射到活塞顶面或处于燃烧室内较低的位置，油束到燃烧室壁面的距离更为均匀，这些非常有利于燃油与空气的混合，使燃烧更为充分。

本发明的特点及有益效果是，能够很好的配合供油系统和进气系统，合理的控制涡流的强度和形态，组织缸内燃料与空气的充分混合与燃烧，消除死区容积使燃烧更加充分，提高柴油机的动力性和降低排放。在两气门结构上，使柴油机达到欧IV以上排放标准，提高了排放控制水平，相对多气门简化了结构，具有很好的经济和社会效益。

附图说明

图1是位于活塞顶部燃烧室俯视结构示意图。

图2为图1的A-A向燃烧室剖视图。

具体实施方式

以下通过以国四柴油机4102-CE4C型柴油发动机燃烧室为实施例，对本发明的结构原理做进一步的说明，但本发明所涵盖的内容并不限于下述实施例。

柴油发动机燃烧室其具体结构为：位于活塞体1上部的燃烧室2设计为偏心形，以活塞中心(X＝0，Y＝0)为基点，以燃烧室(X′＝0′，Y′＝0′)为中心，偏移位置为X′＝-2.5mm，Y′＝-5mm(如图1)。燃烧室2内周边为一环状缩口3，环状缩口将燃烧室内周边分为坡面4和凹面5两部分。燃烧室中心为一凸芯平台6，活塞顶面设有进排气门凹坑7。坡面4与活塞体顶面水平线夹角β＝21°；坡面4通过过渡段R1＝2mm弧长与凹面5过渡面相接，凹面5过渡面与活塞体顶面水平线夹角δ＝100°。凹面5的圆弧半径R3与凸芯夹角α端线及凹面5过渡面相切，凹面5的圆弧半径R3＝6mm。凹面深度h＝18.7mm。环状缩口3直径Φ2＝58.4mm。坡面4外沿直径Φ1＝73.5mm。凸芯平台6半径2.5mm，凸芯夹角α＝113°。

燃烧室的偏心是为适应两气门和匹配喷油器的结构，可以与喷油油束做到最佳配合，油束的落点不会射到活塞顶面或处于燃烧室内较低的位置，此举非常有利于燃油与空气的混合。合理的控制涡流强度和形态，组织缸内燃料与空气进行充分混合与燃烧，并且使燃油不粘附在燃烧室的壁面上。中部大角度带有平台的凸芯设计，目的是消除死区容积使燃烧更加充分，提高柴油机的动力性和降低排放，由于燃烧充分，所以有效降低了NO_X和颗粒成份的排放含量。

该燃烧室在4102-CE4C国四柴油机上应用，通过性能对比试验，满足发动机的动力性和排放要求。排放指标表明该机型达到了限值要求以下，具体主要指标如下表。

Claims (2)

1.柴油发动机燃烧室，其特征是位于活塞体(1)上部的燃烧室(2)设计为偏心形，以活塞中心(0，0)为基点，燃烧室中心(0′，0′)的偏移量X′＝2.5mm，Y′＝5mm，燃烧室(2)内周边为一环状缩口(3)，环状缩口将燃烧室内周边分为坡面(4)和凹面(5)两部分，燃烧室中心为一凸芯平台(6)，坡面(4)与活塞体顶面水平线夹角β＝21°，坡面(4)通过过渡段R1＝2mm弧长与凹面(5)过渡面相接，凹面(5)过渡面与活塞体顶面水平线夹角δ＝100°，凹面(5)的圆弧半径R3与凸芯夹角α端线及凹面(5)过渡面相切，坡面(4)外沿与活塞顶面过渡段的弧长R2＝2mm，活塞顶面设有进排气门凹坑(7)。

2.按照权利要求1所述的柴油发动机燃烧室，其特征是所述凹面(5)的圆弧半径R3＝6mm，所述凹面深度h＝18.7mm，所述环状缩口(3)直径Φ2＝58.4mm，所述坡面(4)外沿直径Φ1＝73.5mm；所述凸芯平台(6)半径2.5mm；所述凸芯夹角α＝113°。

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