CN107191261A - 一种强化可燃混合气生成的柴油机开式燃烧室 - Google Patents

一种强化可燃混合气生成的柴油机开式燃烧室 Download PDF

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
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Abstract

本发明的目的在于提供一种强化可燃混合气生成的柴油机开式燃烧室，包括气缸套、活塞头，活塞头与气缸套之间形成燃烧室，气缸套上端的中部设置燃油喷射器，活塞头的剖面为以燃油喷射器所在直线为中轴线的对称结构，对称结构的一侧为由活塞顶部平面、弧形曲面、ω型半球凹坑、平直斜面依次相连组成的轮廓线，活塞顶部平面和平直斜面的高度均高于ω型半球凹坑的最低点，活塞顶部平面通过弧形曲面与ω型半球凹坑的外侧端相连，平直斜面直接与ω型半球凹坑的内侧端相连，对称结构通过其两侧的平直斜面衔接。本发明可以在现有技术上使得雾化燃油和空气更加充分地混合，加快可燃混合气的形成，进一步改善燃烧质量。

Description

一种强化可燃混合气生成的柴油机开式燃烧室
技术领域
本发明涉及的是一种柴油机，具体地说是柴油机的燃烧室。
背景技术
柴油机中的可燃混合气是指燃料蒸汽与空气混合而成的气体，柴油机中的燃油经过喷油泵、高压油管及喷油器，以很高的压力喷入气缸，喷入气缸的燃油经过雾化、加热、蒸发、扩散，与缸内高温高压的空气混合形成可燃混合气，并自行发火燃烧。
柴油机的可燃混合气形成与燃烧是紧密联系的，混合气的形成对燃烧质量起决定性的影响，因此，让燃油和空气充分混合形成可燃混合气，促进燃油充分燃烧已成为了现在优化燃烧过程的一种途径。
为了解决上述问题，目前柴油机开式燃烧室为了强化可燃混合气的形成，一般采用螺旋进气道、进气阀上带导向屏、切向进气口等措施。
发明内容
本发明的目的在于提供强化空气涡动，使燃油与空气充分混合，促进燃油燃烧并改善燃烧质量的一种强化可燃混合气生成的柴油机开式燃烧室。
本发明的目的是这样实现的：
本发明一种强化可燃混合气生成的柴油机开式燃烧室，包括气缸套、活塞头，活塞头与气缸套之间形成燃烧室，气缸套上端的中部设置燃油喷射器，其特征是：活塞头的剖面为以燃油喷射器所在直线为中轴线的对称结构，对称结构的一侧为由活塞顶部平面、弧形曲面、ω型半球凹坑、平直斜面依次相连组成的轮廓线，活塞顶部平面和平直斜面的高度均高于ω型半球凹坑的最低点，活塞顶部平面通过弧形曲面与ω型半球凹坑的外侧端相连，平直斜面直接与ω型半球凹坑的内侧端相连，对称结构通过其两侧的平直斜面衔接。
本发明还可以包括：
1、所述的弧形曲面包括相互连接的第一小曲面和第二小曲面，第一小曲面与活塞顶部平面相切，第二小曲面与ω型半球凹坑相连，第一小曲面为向内凹陷的结构，第二小曲面为向外凸出的结构，第二小曲面凸出的点距中轴线的距离小于与其相连的ω型半球凹坑的端部距中轴线的距离。
2、平直斜面上设置有环形凸筋，环形凸筋均匀分布。
3、燃油喷射器所在直线为中轴线的两侧平直斜面所成角度为120°～140°。
本发明的优势在于：
1、通过改进开式燃烧室结构，可以在现有技术上使得雾化燃油和空气更加充分地混合，加快可燃混合气的形成，进一步改善燃烧质量。
2、相比螺旋进气道只在进气时增强了空气的涡量，本发明可以在活塞上行过程中不断增强空气的涡量，强化气流扰动的时间更久，使得雾化燃油和空气充分混合。
3、相比一般的缩口浅ω型，本发明活塞顶部与ω型半球凹坑连接的弧形曲面具有导流作用，可以更好地引导气流进入半球凹坑中，并且将部分燃烧控制在凹坑中进行，减少了可燃混合气受压缩沿活塞顶部方向至气缸套附近燃烧，避免损坏气缸套。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图举例对本发明做更详细地描述：
结合图1，本发明包括气缸套7、活塞头6、弧形曲面1、ω型半球凹坑2、环形凸筋3以及平直斜面4。燃油喷射器5设置在气缸套7的中心，弧形曲面1由两段小曲面构成，可以将空气导流至ω型半球凹坑2中，平直斜面4可以将喷射的雾化燃油和空气沿平直斜面4导流至ω型半球凹坑2中。环形凸筋3布置在平直斜面4上，分布不宜过密，凸筋3可加强气流的涡动，使雾化燃油和空气充分混合。对称的两平直斜面4互成角度α应在120°—140°之间。
如图1所示，当活塞6上行的过程中，一部分可燃混合气会沿着活塞顶部纵向运动到气缸套7附近，由于弧形曲面1不同于一般的平直缩口，它对气流具有导向作用，使得大部分气流沿两段小曲面流向ω型半球凹坑2中，减少了流向气缸套7附近的可燃混合气，避免了可燃混合气燃烧对缸套7的破坏。此外另一部分气流沿平直斜面4流向ω型半球凹坑2，由于环形凸筋3的存在，气流经过环形凸筋3类似微型的圆柱绕流，此时气流处于湍流阶段且流体具有粘性，导致气流绕环形凸筋3流动产生流动脱体，后方倒流流体填充继而产生涡旋，增大气流的涡量，同时平直斜面4将带有涡旋的空气导向ω型半球凹坑2。在上述过程中，活塞不断地上行，而气流也在不断地产生涡旋，涡量也在不断的增大。当活塞运行接近上止点位置时，燃油喷油器5开始喷油，雾化的燃油与之前强化涡旋的气流充分混合形成可燃混合气。刚开始喷油时，喷油器附近的可燃混合气过量空气系数较小，此时可燃混合气沿平直斜面4经过环形凸筋3绕流流向ω型半球凹坑2中，与喷油前弧形曲面导流至凹坑中的空气混合，使得燃油充分燃烧。该过程强化了可燃混合气的扰动，并与ω型半球凹坑2中带有涡旋的空气充分混合，提高了可燃混合气的过量空气系数，并且加强了可燃混合气的形成，改善了燃烧质量。

Claims (5)

1.一种强化可燃混合气生成的柴油机开式燃烧室，包括气缸套、活塞头，活塞头与气缸套之间形成燃烧室，气缸套上端的中部设置燃油喷射器，其特征是：活塞头的剖面为以燃油喷射器所在直线为中轴线的对称结构，对称结构的一侧为由活塞顶部平面、弧形曲面、ω型半球凹坑、平直斜面依次相连组成的轮廓线，活塞顶部平面和平直斜面的高度均高于ω型半球凹坑的最低点，活塞顶部平面通过弧形曲面与ω型半球凹坑的外侧端相连，平直斜面直接与ω型半球凹坑的内侧端相连，对称结构通过其两侧的平直斜面衔接。
2.根据权利要求1所述的一种强化可燃混合气生成的柴油机开式燃烧室，其特征是：所述的弧形曲面包括相互连接的第一小曲面和第二小曲面，第一小曲面与活塞顶部平面相切，第二小曲面与ω型半球凹坑相连，第一小曲面为向内凹陷的结构，第二小曲面为向外凸出的结构，第二小曲面凸出的点距中轴线的距离小于与其相连的ω型半球凹坑的端部距中轴线的距离。
3.根据权利要求1或2所述的一种强化可燃混合气生成的柴油机开式燃烧室，其特征是：平直斜面上设置有环形凸筋，环形凸筋均匀分布。
4.根据权利要求1或2所述的一种强化可燃混合气生成的柴油机开式燃烧室，其特征是：燃油喷射器所在直线为中轴线的两侧平直斜面所成角度为120°～140°。
5.根据权利要求3所述的一种强化可燃混合气生成的柴油机开式燃烧室，其特征是：燃油喷射器所在直线为中轴线的两侧平直斜面所成角度为120°～140°。
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