CN106593681A - 一种用于1l直喷汽油机的半球形燃烧室 - Google Patents

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李红洲
陈海娥
介海锋
段加全
武珊
谭昭波
侯福建
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    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02F—CYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
    • F02F3/00—Pistons 
    • F02F3/26—Pistons  having combustion chamber in piston head
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
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    • F02F3/00—Pistons 
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Abstract

本发明涉及一种用于1L直喷汽油机的半球形燃烧室，其特征在于：燃烧室俯视形状为半球形，纵切面为三角形，活塞顶平面直径D1为70mm~75mm；燃烧室凹坑的底面与活塞顶平面1的夹角A1为7°~10°，圆角过度结构的半径R2为2mm~4mm，凹坑的引流面与活塞顶平面的夹角A2为70°~80°，引流面与活塞顶平面的过渡圆角结构的半径R3为4mm~6mm，凹坑的顶平面的半径R1为17mm~20mm，顶平面的半球形圆心距燃烧室中心距离D2为7mm~9mm。其能够同时降低油耗、机油稀释和排放的直喷汽油机燃烧室；合理的设计燃烧室形状，通过配合燃油喷射和缸内气体的流动控制燃油的雾化和混合气的生成，在形成合适混合气浓度分布的同时，减少油束撞壁量和提高点火时刻缸内的湍动能。

Description

一种用于1L直喷汽油机的半球形燃烧室
技术领域
本发明专利涉及一种用于1L直喷汽油机的半球形燃烧室。
背景技术
目前我国的汽车保有量迅速增加，对环境的影响和石油的需求越来越大，我国的节能减排形势日益严峻。为此，我国也制定了越来越严格的排放法规和油耗法规，因此发动机开发的核心就是提高燃烧效率，降低排放和油耗，发动机开发的重点在于燃烧系统的开发。发动机燃烧系统的开发主要包括燃烧室结构设计、进气系统设计、排气系统设计、供油系统设计和点火系统设计。燃烧室结构设计是燃烧系统设计的核心。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于1L直喷汽油机的半球形燃烧室，其能够同时降低油耗、机油稀释和排放的直喷汽油机燃烧室；合理的设计燃烧室形状，通过配合燃油喷射和缸内气体的流动控制燃油的雾化和混合气的生成，在形成合适混合气浓度分布的同时，减少油束撞壁量和提高点火时刻缸内的湍动能。
为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是这样实现的：一种用于1L直喷汽油机的半球形燃烧室，其特征在于：燃烧室俯视形状为半球形，纵切面为三角形，活塞顶平面直径D1为70mm~75mm；燃烧室凹坑的底面与活塞顶平面1的夹角A1为7°~10°，圆角过度结构的半径R2为2mm~4mm，凹坑的引流面与活塞顶平面的夹角A2为70°~80°，引流面与活塞顶平面的过渡圆角结构的半径R3为4mm~6mm，凹坑的顶平面的半径R1为17mm~20mm，顶平面的半球形圆心距燃烧室中心距离D2为7mm~9mm。
所述的活塞顶平面直径D1=72mm；燃烧室中心距离D2=8mm；凹坑的顶平面的半径R1=18.5mm；圆角过度结构的半径R2=3mm；活塞顶平面的过渡圆角结构的半径R3=5mm；凹坑的引流面与活塞顶平面的夹角A1=8.5°；引流面与活塞顶平面的过渡圆角结构的半径A2=80°。
所述的活塞顶平面直径D1=70mm；燃烧室中心距离D2=7mm；凹坑的顶平面的半径R1=17mm；圆角过度结构的半径R2=2mm；活塞顶平面的过渡圆角结构的半径R3=4mm；凹坑的引流面与活塞顶平面的夹角A1=7°；引流面与活塞顶平面的过渡圆角结构的半径A2=80°。
所述的活塞顶平面直径D1=75mm；燃烧室中心距离D2=9mm；凹坑的顶平面的半径R1=20mm；圆角过度结构的半径R2=4mm；活塞顶平面的过渡圆角结构的半径R3=6mm；凹坑的引流面与活塞顶平面的夹角A1=10°；引流面与活塞顶平面的过渡圆角结构A2=70°。
本发明的积极效果是燃烧室凹坑为三角形的斜面，与油束喷射方向一致，可以有效的减少油束直接撞击到活塞顶面，从而达到减少HC和soot排放的目的。三角形的最小边可以引导气流向上运动，可以有效的阻止油束直接撞击到气缸，从而达到减少机油稀释的目的。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明的俯视结构图。
具体实施方式
下面结合附图与实施例对本发明做进一步说明：如图1、2所示，一种用于1L直喷汽油机的半球形燃烧室，其特征在于：燃烧室俯视形状为半球形，纵切面为三角形，活塞顶平面1直径D1为70mm~75mm；燃烧室凹坑2的底面3与活塞顶平面1的夹角A1为7°~10°，圆角过度结构4的半径R2为2mm~4mm，凹坑2的引流面5与活塞顶平面1的夹角A2为70°~80°，引流面5与活塞顶平面1的过渡圆角结构6的半径R3为4mm~6mm，凹坑2的顶平面7的半径R1为17mm~20mm，顶平面7的半球形圆心距燃烧室中心距离D2为7mm~9mm。
所述的活塞顶平面1直径D1=72mm；燃烧室中心距离D2=8mm；凹坑2的顶平面7的半径R1=18.5mm；圆角过度结构4的半径R2=3mm；活塞顶平面1的过渡圆角结构6的半径R3=5mm；凹坑2的引流面5与活塞顶平面1的夹角A1=8.5°；引流面5与活塞顶平面1的过渡圆角结构6的半径A2=80°。
所述的活塞顶平面1直径D1=70mm；燃烧室中心距离D2=7mm；凹坑2的顶平面7的半径R1=17mm；圆角过度结构4的半径R2=2mm；活塞顶平面1的过渡圆角结构6的半径R3=4mm；凹坑2的引流面5与活塞顶平面1的夹角A1=7°；引流面5与活塞顶平面1的过渡圆角结构6的半径A2=80°。
所述的活塞顶平面1直径D1=75mm；燃烧室中心距离D2=9mm；凹坑2的顶平面7的半径R1=20mm；圆角过度结构4的半径R2=4mm；活塞顶平面1的过渡圆角结构6的半径R3=6mm；凹坑2的引流面5与活塞顶平面1的夹角A1=10°；引流面5与活塞顶平面1的过渡圆角结构A2=70°。
实施例1
如图1所示， 本发明的活塞顶平面1直径D1=72mm；燃烧室中心距离D2=8mm；凹坑2的顶平面7的半径R1=18.5mm；圆角过度结构4的半径R2=3mm；活塞顶平面1的过渡圆角结构6的半径R3=5mm；凹坑2的引流面5与活塞顶平面1的夹角A1=8.5°；引流面5与活塞顶平面1的过渡圆角结构A2=80°。
经过发动机性能开发试验验证，2000 r/min 2bar BMEP工况的油耗达到了395 g/kWh，处于领先水平。2500 r/min 10bar BMEP工况下，每小时机油稀释量为1.3%，世界发动机的平均水平为4%，机油稀释量指标达到了世界先进水平。
实施例2
如图1所示，燃烧室结构为半球形，纵切面为三角形。活塞顶平面1直径D1为70mm；燃烧室凹坑2的底面3与活塞顶平面1的夹角A1为7°，底面圆角过度结构4的半径R2为2mm，凹坑2的引流面5与活塞顶平面1的夹角A2为70°，引流面5与活塞顶平面1的圆角结构6的半径R3为4mm，凹坑2的顶平面7的半径R1为17mm，顶平面7的半球形圆心距燃烧室中心距离D2为7mm。
实施例3
如图1所示，燃烧室结构为半球形，纵切面为三角形。活塞顶平面1直径D1为75mm；燃烧室凹坑2的底面3与活塞顶平面1的夹角A1为10°，底面圆角过度结构4的半径R2为4mm，凹坑2的引流面5与活塞顶平面1的夹角A2为80°，引流面5与活塞顶平面1的圆角结构6的半径R3为6mm，凹坑2的顶平面7的半径R1为20mm，顶平面7的半球形圆心距燃烧室中心距离D2为9mm。

Claims (4)

1.一种用于1L直喷汽油机的半球形燃烧室，其特征在于：燃烧室俯视形状为半球形，纵切面为三角形，活塞顶平面直径D1为70mm~75mm；燃烧室凹坑的底面与活塞顶平面1的夹角A1为7°~10°，圆角过度结构的半径R2为2mm~4mm，凹坑的引流面与活塞顶平面的夹角A2为70°~80°，引流面与活塞顶平面的过渡圆角结构的半径R3为4mm~6mm，凹坑的顶平面的半径R1为17mm~20mm，顶平面的半球形圆心距燃烧室中心距离D2为7mm~9mm。
2.根据权利要求1中所述的一种用于1L直喷汽油机的半球形燃烧室，其特征在于所述的活塞顶平面直径D1=72mm；燃烧室中心距离D2=8mm；凹坑的顶平面的半径R1=18.5mm；圆角过度结构的半径R2=3mm；活塞顶平面的过渡圆角结构的半径R3=5mm；凹坑的引流面与活塞顶平面的夹角A1=8.5°；引流面与活塞顶平面的过渡圆角结构的半径A2=80°。
3.根据权利要求1中所述的一种用于1L直喷汽油机的半球形燃烧室，其特征在于所述的活塞顶平面直径D1=70mm；燃烧室中心距离D2=7mm；凹坑的顶平面的半径R1=17mm；圆角过度结构的半径R2=2mm；活塞顶平面的过渡圆角结构的半径R3=4mm；凹坑的引流面与活塞顶平面的夹角A1=7°；引流面与活塞顶平面的过渡圆角结构的半径A2=80°。
4.根据权利要求1中所述的一种用于1L直喷汽油机的半球形燃烧室，其特征在于所述的活塞顶平面直径D1=75mm；燃烧室中心距离D2=9mm；凹坑的顶平面的半径R1=20mm；圆角过度结构的半径R2=4mm；活塞顶平面的过渡圆角结构的半径R3=6mm；凹坑的引流面与活塞顶平面的夹角A1=10°；引流面与活塞顶平面的过渡圆角结构A2=70°。
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