CN107060988A - 一种适应可变涡流的新型燃烧室 - Google Patents

一种适应可变涡流的新型燃烧室 Download PDF

Info

Publication number
CN107060988A
CN107060988A CN201710183925.8A CN201710183925A CN107060988A CN 107060988 A CN107060988 A CN 107060988A CN 201710183925 A CN201710183925 A CN 201710183925A CN 107060988 A CN107060988 A CN 107060988A
Authority
CN
China
Prior art keywords
combustion chamber
adapting
base frame
variable vortex
new
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201710183925.8A
Other languages
English (en)
Inventor
王子玉
程秀围
张波
蔡忠周
李耀宗
张岩
王雷
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
China North Engine Research Institute Tianjin
Original Assignee
China North Engine Research Institute Tianjin
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by China North Engine Research Institute Tianjin filed Critical China North Engine Research Institute Tianjin
Priority to CN201710183925.8A priority Critical patent/CN107060988A/zh
Publication of CN107060988A publication Critical patent/CN107060988A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B23/00—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • 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
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)

Abstract

本发明提供了一种适应可变涡流的新型燃烧室，包括燃烧室本体，所述燃烧室本体位于发动机活塞的上方，所述燃烧室本体是底面为ω型的盆状一体结构，所述燃烧室本体自中间至两边依次设有燃烧室底台、燃烧室底室和燃烧室外室，所述燃烧室底台为凸起的曲面结构，所述燃烧室底台正上方设有喷油器，所述燃烧室底室与所述燃烧室外室之间设有若干燃烧室侧向凸起。本发明所述的一种适应可变涡流的新型燃烧室，无涡流状态时可以保证喷雾的充分发展，有涡流状态时可以保证喷雾的有效撞壁，进而使不同工况下燃烧室内的燃油分布更加均匀，燃烧更加充分，改善发动机性能。

Description

一种适应可变涡流的新型燃烧室
技术领域
本发明属于发动机领域，尤其是涉及一种适应可变涡流的新型燃烧室。
背景技术
现代直喷柴油机的燃油破碎、油气混合过程直接影响着燃烧性能和排放特性。因此，使燃油在燃烧室空间范围内分布更广，提高与空气的混合速度，减少燃烧室中出现燃油的“过浓”或“过稀”区域，都可以明显改善柴油机的动力性、经济性及排放性能。
目前，在柴油机领域应用了各种方法来改善油气混合，从而提高发动机的燃烧及排放性能，其中可变涡流技术就是一种有效的技术手段。由于可变涡流技术通常是应用于低速、低负荷工况，以空气的大尺度运动来弥补由于进气量不足导致的混合气质量不佳的问题。但由于低速、低负荷工况下，发动机的喷油压力一般偏低，喷雾的贯穿距离不足，采用常规的燃烧室结构无法使喷雾有效撞壁，无法有效利用喷雾的“撞壁”效应所带来的好处。
综上所述，可变涡流技术虽然注重了通过油和气的方式优化燃烧室内的油气混合，但没有办法实现油-气-室的最佳匹配。
发明内容
有鉴于此，本发明旨在提出一种适应可变涡流的新型燃烧室，以提供一种结构简单，能满足不同工况需求，有效提供燃烧室内油气混合质量的一种适应可变涡流的新型燃烧室。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种适应可变涡流的新型燃烧室，包括燃烧室本体，所述燃烧室本体位于发动机活塞的上方，所述燃烧室本体是底面为ω型的盆状一体结构，所述燃烧室本体自中间至两边依次设有燃烧室底台、燃烧室底室和燃烧室外室，所述燃烧室底台为凸起的曲面结构，所述燃烧室底台正上方设有喷油器，所述燃烧室底室与所述燃烧室外室之间设有若干燃烧室侧向凸起。
进一步的，所述燃烧室外室为曲面结构，一端与所述燃烧室侧向凸起连接，另一侧连接至所述活塞的水平面。
进一步的，所述燃烧室侧向凸起是一个截面由小到大的侧向凸起结构。
进一步的，所述燃烧室侧向凸起的数量与所述喷油器喷孔的数量相同。
相对于现有技术，本发明所述的适应可变涡流的新型燃烧室具有以下优势：
(1)本发明所述的适应可变涡流的新型燃烧室，可满足不同工况需求，用于提高燃烧室内的油气混合质量，在发动机转速较高时，采用无进气涡流模式，燃烧室的凹坑适应于较长的喷雾贯穿距离，避免了喷雾的“过贯穿”，可有效缓解燃烧室壁面积碳及其引起的烧蚀等现象，适应高速、大负荷工况下的燃烧过程要求；而在低速工况，采用有进气涡流模式，通过进气涡流改善油气混合，而燃烧室结构也可适应进气涡流引起的喷雾偏转，以及由于喷油压力降低导致的喷雾贯穿距离减小，使喷雾可以有效撞壁，在涡流和喷雾撞壁的双重作用下，在燃烧室整个空间内分布得更加均匀，提高了空气利用率，加快了燃烧放热，在提高功率、降低油耗的同时，也使得混合气更加均匀，避免出现“浓混合气区”或“稀混合气区”，改善了排放性能。
(2)本发明所述的适应可变涡流的新型燃烧室，结构简单、拓展应用范围宽，可以广泛应用于乘用车、商用车、农业机械及工程、矿山用发动机，具有很强的推广作用。
附图说明
构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明实施例所述的适应可变涡流的新型燃烧室侧视图；
图2为本发明实施例所述的适应可变涡流的新型燃烧室主视图；
图3为本发明实施例所述的适应可变涡流的新型燃烧室在无涡流模式下的原理示意图；
图4为本发明实施例所述的适应可变涡流的新型燃烧室在有涡流模式下的原理示意图。
附图标记说明：
1-活塞；2-燃烧室底台；3-喷油器；4-喷油雾注轨迹；5-燃烧室外室；6-燃烧室侧向凸起；7-燃烧室底室；8-活塞外圆；9-长-直喷雾；10-短-弯曲喷雾；11-进气涡流旋转方向。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
一种适应可变涡流的新型燃烧室，如图1至图4所示，包括燃烧室本体，所述燃烧室本体位于发动机活塞1的上方，所述燃烧室本体是底面为ω型的盆状一体结构，所述燃烧室本体自中间至两边依次设有燃烧室底台2、燃烧室底室7和燃烧室外室5，通过特殊的燃烧室结构可以适应有/无涡流工况下的喷雾状态。其中无涡流状态时可以保证喷雾的充分发展，有涡流状态时可以保证喷雾的有效撞壁，进而使不同工况下燃烧室内的燃油分布更加均匀，燃烧更加充分，改善发动机性能；所述燃烧室底台2为凸起的曲面结构，所述燃烧室底台2正上方设有喷油器3，所述燃烧室底室7与所述燃烧室外室5之间设有若干燃烧室侧向凸起6。
所述燃烧室外室5为曲面结构，一端与所述燃烧室侧向凸起6连接，另一侧连接至所述活塞1的水平面。
所述燃烧室侧向凸起6是一个截面由小到大的侧向凸起结构，在无涡流情况下，喷油器3的喷油雾注轨迹4正好可以落在燃烧室侧向凸起6的顶端，保证了喷雾的充分发展，避免了喷雾的“过贯穿”，可有效缓解燃烧室壁面积碳及其引起的烧蚀等现象，适应高速、大负荷工况下的燃烧过程要求；进气涡流模式，可通过进气涡流改善油气混合，进气涡流会引起喷油器3的喷雾产生偏转，偏转方向与进气涡流旋转方向11相同，偏转后的喷雾正好落在燃烧室侧向凸起6的最大截面处，可使喷雾有效撞壁，在涡流和喷雾撞壁的双重作用下，在燃烧室整个空间内分布得更加均匀，提高了空气利用率，加快了燃烧放热，在提高功率、降低油耗的同时，也使得混合气更加均匀，避免出现“浓混合气区”或“稀混合气区”，改善了排放性能。
所述燃烧室侧向凸起6的数量与所述喷油器3喷孔的数量相同。
一种适应可变涡流的新型燃烧室的工作原理为：
发动机转速较高时，喷油压力高、过量空气系数较大，采用无进气涡流模式，喷油器3的喷雾不发生偏转，喷雾贯穿距离较长，此时喷雾为长-直喷雾9状态，且喷雾正对着燃烧室侧向凸起6的最小截面处，保证了喷雾的充分发展，避免了喷雾的“过贯穿”，可有效缓解燃烧室壁面积碳及其引起的烧蚀等现象，适应高速、大负荷工况下的燃烧过程要求；
发动机在低速工况，采用有进气涡流模式，可通过进气涡流改善油气混合，进气涡流会引起喷油器3的喷雾产生偏转，偏转方向与进气涡流旋转方向11相同，且由于喷油压力降低导致的喷雾贯穿距离减小，此时喷雾为短-弯曲喷雾10状态，偏转后的喷雾正好落在燃烧室侧向凸起6的最大截面处，可使喷雾有效撞壁，在涡流和喷雾撞壁的双重作用下，在燃烧室整个空间内分布得更加均匀，提高了空气利用率，加快了燃烧放热，在提高功率、降低油耗的同时，也使得混合气更加均匀，避免出现“浓混合气区”或“稀混合气区”，改善了排放性能，该发明应结合可变涡流装置应用，简单易行。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种适应可变涡流的新型燃烧室，其特征在于：包括燃烧室本体，所述燃烧室本体位于发动机活塞(1)的上方，
所述燃烧室本体是底面为ω型的盆状一体结构，所述燃烧室本体自中间至两边依次设有燃烧室底台(2)、燃烧室底室(7)和燃烧室外室(5)，
所述燃烧室底台(2)为凸起的曲面结构，所述燃烧室底台(2)正上方设有喷油器(3)，所述燃烧室底室(7)与所述燃烧室外室(5)之间设有若干燃烧室侧向凸起(6)。
2.根据权利要求1所述的一种适应可变涡流的新型燃烧室，其特征在于：所述燃烧室外室(5)为曲面结构，一端与所述燃烧室侧向凸起(6)连接，另一侧连接至所述活塞(1)的水平面。
3.根据权利要求1所述的一种适应可变涡流的新型燃烧室，其特征在于：所述燃烧室侧向凸起(6)是一个截面由小到大的侧向凸起结构。
4.根据权利要求1所述的一种适应可变涡流的新型燃烧室，其特征在于：所述燃烧室侧向凸起(6)的数量与所述喷油器(3)喷孔的数量相同。
CN201710183925.8A 2017-03-24 2017-03-24 一种适应可变涡流的新型燃烧室 Pending CN107060988A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710183925.8A CN107060988A (zh) 2017-03-24 2017-03-24 一种适应可变涡流的新型燃烧室

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710183925.8A CN107060988A (zh) 2017-03-24 2017-03-24 一种适应可变涡流的新型燃烧室

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN107060988A true CN107060988A (zh) 2017-08-18

Family

ID=59620536

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201710183925.8A Pending CN107060988A (zh) 2017-03-24 2017-03-24 一种适应可变涡流的新型燃烧室

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN107060988A (zh)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1480642A (zh) * 2003-08-06 2004-03-10 大连理工大学 内燃机喷雾导向系统
CN101737145A (zh) * 2009-11-06 2010-06-16 北京理工大学 分卷流燃烧室
CN102287260A (zh) * 2011-05-09 2011-12-21 北京理工大学 一种带旋流的双卷流燃烧系统
CN102661193A (zh) * 2012-05-16 2012-09-12 大连理工大学 直喷式柴油机双层分流燃烧系统

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1480642A (zh) * 2003-08-06 2004-03-10 大连理工大学 内燃机喷雾导向系统
CN101737145A (zh) * 2009-11-06 2010-06-16 北京理工大学 分卷流燃烧室
CN102287260A (zh) * 2011-05-09 2011-12-21 北京理工大学 一种带旋流的双卷流燃烧系统
CN102661193A (zh) * 2012-05-16 2012-09-12 大连理工大学 直喷式柴油机双层分流燃烧系统

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9121336B2 (en) Diesel engine piston
KR101996085B1 (ko) 질소 산화물 저감을 위한 직접 분사식 디젤 엔진의 연소실
US9885277B2 (en) Compression-ignition direct-injection combustion engine and fuel injection method for same
CN108730015B (zh) 一种带副燃烧室的发动机
US6684848B2 (en) Direct-injection spark-ignition engine
CN108049982A (zh) 汽车、发动机燃烧系统及其气缸盖
CN106837519A (zh) 一种对置活塞二冲程柴油机卷流燃烧系统
US6443119B1 (en) Piston with active guiding head, and associated combustion chamber
JP3732323B2 (ja) 筒内噴射式エンジンの燃焼方法
CN107060988A (zh) 一种适应可变涡流的新型燃烧室
JPS6017223A (ja) 直噴式内燃機関の燃焼室
CN114320573B (zh) 用于气阀式二四冲程可变换高功率柴油机的活塞燃烧室
EP2500543A1 (en) Diesel engine
CN207598346U (zh) 一种重型柴油机台阶型燃烧室
KR101970017B1 (ko) 인듀서가 마련된 직접 분사식 디젤 엔진의 연소실
CN104632352B (zh) 一种组合喷射油束包络型燃烧室
JPH0147606B2 (zh)
CN111550332A (zh) 内燃机缸内气流喷雾扰流装置
JPS6093115A (ja) 直噴式内燃機関の燃焼室
JPH1082323A (ja) ディーゼルエンジンの燃焼室
CN209781048U (zh) 一种发动机
Sreedharan et al. Development of tool to design piston bowl considering spray parameters to reduce emissions
JPS6329016A (ja) 副室式デイ−ゼル燃焼室
JPH0151658B2 (zh)
JPS6318126A (ja) 直接噴射式デイ−ゼル機関

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20170818

RJ01 Rejection of invention patent application after publication