CN1086443C - 柴油发动机的直接喷射式燃烧室 - Google Patents

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Abstract

一种柴油发动机的直接喷射式燃烧室，其中，分别将腔7配置于活塞顶面4的中央部，将气门凹槽6配置于靠近活塞顶面4的周缘处，而且使腔7和气门凹槽6相互连通，使涡流23在气门凹槽内周面12的引导下，被导入到腔7内。而且从腔7的内底中央部向缸盖1形成隆起部10。

Description

柴油发动机的直接喷射式燃烧室
本发明涉及柴油发动机的直接喷射式燃烧室。
柴油发动机的直接喷射式燃烧室的现有技术如图4所示。它与本发明一样具备以下基本结构：即，在缸盖101上设有喷油嘴102和涡流口103，在活塞顶面104上留有挤压面105且凹设有气门凹槽106和燃烧用的腔107(该腔通常称为燃烧室)，将燃料108从喷油嘴102喷射到腔107内，分别将腔107配置于活塞顶面104的中央部、将气门凹槽106配置于靠近活塞顶面104的周缘处，而且使腔107和气门凹槽106相互连通，使涡流123在气门凹槽内周面112的引导下，被导入到腔107内。
这种燃烧室，在吸气冲程由从涡流口103被导入到缸筒内的吸气在缸筒内形成以缸筒中心轴线109为旋转中心的涡流123，在压缩冲程结束时，由于活塞顶面104接近缸盖，所以涡流123在气门凹槽内周面112的引导下，被迅速地导入到腔107内，在腔107内形成以腔中心轴线122为旋转中心的旋转流124，而且由挤压面105在腔107内形成挤压流125，由该旋转流124和挤压流125在腔107内使空气和燃烧108混合。
该现有技术中，由于腔107的内底面是平坦的，所以在腔107的中心部残留有部分旋转流124作用不到的停滞空气。
本发明的目的在于提供一种能提高燃烧效率的柴油发动机的直接喷射式燃烧室。
本发明为达到上述目的采用了以下结构。
如与本发明的实施例相对应的图1(A)或图3所示，柴油发动机的直接喷射式燃烧室其结构为：在缸盖1上设有喷油嘴2和涡流口3，在活塞顶面4上留有挤压面5且凹设有气门凹槽6和燃烧用的腔7，将燃料8从喷油嘴2喷射到腔7内，分别将腔7配置于活塞顶面4的中央部、将气门凹槽6配置于靠近活塞顶面4的周缘处，而且使腔7和气门凹槽6相互连通，使涡流23在气门凹槽的内周面12的引导下，被导入到腔7内。而且从腔7的内底中央部向缸盖1形成隆起部10，使从基准放射假想线(16)到下限放射假想线(17)的进角角度(19)为30°，从基准放射假想线(16)到上限放射假想线(18)的进角角度(20)为150°，将偏离缸筒中心轴线(9)的腔中心轴线(22)配置在由下限放射假想线(17)和上限放射假想线(18)所夹的、圆心角为120°的扇形区域(21)内。
优选地，使从基准放射假想线(16)到下限放射假想线(17)的进角角度(19)为45°，从基准放射假想线(16)到上限放射假想线(18)的进角角度(20)为135°，将偏离缸筒中心轴线(9)的腔中心轴线(22)配置在由下限放射假想线和上限放射假想线(18)所夹的，圆心角90°的扇形区域(21)内。
本发明由于有上述结构而有以下优点：
即：如图1(A)或图3所示，这种燃烧室在吸气冲程由从涡流口3被导入到缸筒内的吸气在缸筒内形成以缸筒中心轴线9为旋转中心的涡流23，在压缩冲程结束时，由于活塞顶面4接近缸盖1，所以涡流23在气门凹槽内周面12的引导下，被迅速地导入到腔7内，在腔7内形成以腔中心轴线22为旋转中心的旋转流24，而且由挤压面5在腔7内形成挤压流25，由该旋转流24和挤压流25在腔7内使空气和燃料8混合。
而且，本发明由于从腔7的内底中央部向缸盖形成隆起10，所以在腔7的中心部没有旋转流24作用不到的停滞空气部分。
图1是说明第一实施例的燃烧室的图，图1(A)是活塞顶面的正面图，图1(B)是沿图1(A)中B-B剖切线剖切的剖视图，图1(C)是沿图1(A)中C-C剖切线剖切的剖视图，图1(D)是沿图1(B)中D-D剖切线剖切的剖视图。
图2是说明具有第1实施例的燃烧室的发动机主要部分的图，图2(A)是纵向剖切侧视图，图2(B)是沿图2(A)的B-B剖切线剖切的剖视图。
图3是第2实施例的燃烧室采用的活塞顶面的正面图。
图4是说明现有技术燃烧室的图，图4(A)是活塞顶面的正面图，图4(B)是沿图4(A)的B-B剖切线剖切的剖视图。
依据图示对本发明的实施例进行说明。图1和图2所示的实施例采用单缸横置柴油发动机。该发动机的结构如下：即，如图2(A)所示，在缸体29内在水平方向上设置缸筒30，在缸体29的一端安装缸盖1。在缸筒30中内嵌有活塞32。而且缸体29和缸盖1上都开有顶杆插通孔34，该处插有顶杆35。在缸盖1上设有吸气用的涡流口3和排气口31以及喷嘴插入孔33，在喷嘴插入孔33中插入且固定着喷油嘴2。
如图1所示，在活塞顶面4上留有挤压面5，且凹设有气门凹槽6和燃烧用的腔7，将燃烧8从喷油嘴2喷射到腔7内，分别将腔7配置于活塞顶面4的中央部、将气门凹槽6配置于靠近活塞顶面4的周缘处，而且使腔7和气门凹槽6相互连通，使涡流23在气门凹槽内周面12的引导下，被导入到腔7内。
这种燃烧室，在吸气冲程由从涡流口3被导入到缸筒内的吸气在缸筒内形成从缸筒中心轴线9为旋转中心的涡流23，在压缩冲程结束时，由于活塞顶面4接近缸盖1，所以涡流23在气门凹槽内周面12的引导下，迅速地被导入到腔7内，在腔7内形成以腔中心轴线22为旋转中心的旋转流224，而且由挤压面5在腔7内形成挤压流25，由该旋转流24和挤压流25在腔7内使空气和燃料8混合。
本实施例由于为了提高燃烧效率从腔7的内底中央部向缸盖1形成有隆起部10，所以在腔7的中心部没有旋转流24作用不到的停滞空气部分，促进了在腔7内的空气和燃烧的混合，提高了燃烧效率。
气门凹槽6做成圆形。该气门凹槽6是进气门用的气门凹槽，没有设置排气门用的气门凹槽。从喷油嘴2喷射出的燃料8，从腔中心轴线22附近朝向腔内周面11。腔7具有与缸筒中心轴线9平行的腔中心轴线22，腔内周面11为圆锥台面，越接近腔7的内底面，其直径越大。另外，隆起部10的周面为圆锥面，越接近缸盖1其直径越小。如图1(D)所示，在与缸筒中心轴线9正交的假想截面上，腔内周面11和隆起部10的周面变成以腔中心轴线22为中心的同心圆，所以旋转流24阻抗很小地在腔7内旋转。
如图1(A)所示，在本第1实施例中，仅设置一个气门凹槽6。朝与缸筒中心轴线9平行的方向看，设想以下各线：从缸筒中心轴线9向气门凹槽6的凹槽中心轴线14延伸的凹槽中心方向放射假想线15；从缸筒中心轴线9向与凹槽中心方向放射假想线15相反一侧延伸的基准放射假想线16；从基准放射假想线16向涡流旋转方向进角的下限放射假想线17；向涡流旋转方向进角的角度比该下限放射假想线17更大的上限放射假想线18。
使从基准放射假想线16到下限放射假想线17的进角角度19为30°，从基准放射假想线16到上限放射假想线18的进角角度20为150°，将偏离缸筒中心轴线9的腔中心轴线22配置在下限放射假想线17和上限放射假想线18所夹的、圆心角为120°的扇形区域21内。
由于有这样的结构，在将挤压面5划分为前半部26(沿涡流旋转方向从气门凹槽6到基准放射假想线16)和后半部27(沿涡流旋转方向从基准放射假想线16到气门凹槽6)时，如果从缸筒中心轴线9到腔中心轴线22的偏心距离是一定的，则在腔中心轴线22位于直角放射假想线28(从基准放射假想线16向涡流下游侧进角90°)上时，前半部26的面积为最大、且后半部27的面积为最小。
因此，从该直角放射假想线28分别均等地向涡流23的上游侧和下游侧扩展，形成一个圆心角为120°的扇形区域21，当将腔中心轴线22配置于该扇形区域21内时，前半部26的面积变得非常大、后半部27的面积变得非常小，在前半部26形成的挤压流25被加速多少，在后半部27形成的挤压流25就减速多少。因此，刚刚从气门凹槽6导入到腔7内的旋转力很强的旋转流24和高速的挤压流25被很均匀地混合，而且在腔7内旋转半周、旋转力稍微降低了一点的旋转流24和低速的挤压流25被很均匀地混合，由挤压流25所引起的旋转流24的紊乱难以出现，抑制了其旋转力的降低。因此，进一步促进了腔7内的空气和燃料8的混合，燃烧效率进一步提高。
最为理想的是，使从基准放射假想线16到下限放射假想线17的进角角度19为45°，从基准放射假想线16到上限放射假想线18的进角角度20为135°，将偏离缸筒中心轴线9的腔中心轴线22配置在下限放射假想线17和上限放射假想线18所夹的、圆心角为90°的扇形区域21内。
图3所示的第2实施例，是将图1和图2所示的和第1实施例的腔内周面11和气门凹槽内周面12，用朝向其联线方向的涡流引导面13相连接。其他结构与第1实施例相同，图3中与第1实施例相同的要素标以相同的标号。由于有这样的结构，被导入到气门凹槽6内的涡流23，沿涡流引导面13被迅速地引导到腔7内，提高腔7内的旋转流24的流速。因此，进一步促进了腔7内的空气和燃料8的混合，燃烧效率进一步提高。

Claims (3)

1.一种柴油发动机的直接喷射式燃烧室，其特征是：在缸盖(1)上设有喷油嘴(2)和涡流口(3)，在活塞顶面(4)上留有挤压面(5)且凹设有气门凹槽(6)和燃烧用的腔(7)，将燃料(8)从喷油嘴(2)喷射到腔(7)内，分别将腔(7)配置于活塞顶面(4)的中央部、将气门凹槽(6)配置于靠近活塞顶面(4)的周缘处，而且使腔(7)和气门凹槽(6)相互连通，使涡流(23)在气门凹槽内周面(12)的引导下，被导入到腔(7)内，从腔(7)的内底中央部向缸盖(1)形成隆起部(10)，
仅设置一个气门凹槽(6)，朝与缸筒中心轴线(9)平行的方向看，设想以下各线：从缸筒中心轴线(9)向气门凹槽(6)的凹槽中心轴线(14)延伸的凹槽中心方向放射假想线(15)，从缸筒中心轴线(9)向与凹槽中心方向放射假想线(15)相反一侧延伸的基准放射假想线(16)，从基准放射假想线(16)向涡流旋转方向进角的下限放射假想线(17)，向涡流旋转方向进角的角度比该下限放射假想线(17)更大的上限放射假想线(18)，
使从基准放射假想线(16)到下限放射假想线(17)的进角角度(19)为30°，从基准放射假想线(16)到上限放射假想线(18)的进角角度(20)为150°，将偏离缸筒中心轴线(9)的腔中心轴线(22)配置在由下限放射假想线(17)和上限放射假想线(18)所夹的、圆心角为120°的扇形区域(21)内。
2.一种柴油发动机的直接喷射式燃烧室，其特征是：在缸盖(1)上设有喷油嘴(2)和涡流口(3)，在活塞顶面(4)上留有挤压面(5)且凹设有气门凹槽(6)和燃烧用的腔(7)，将燃料(8)从喷油嘴(2)喷射到腔(7)内，分别将腔(7)配置于活塞顶面(4)的中央部、将气门凹槽(6)配置于靠近活塞顶面(4)的周缘处，而且使腔(7)和气门凹槽(6)相互连通，使涡流(23)在气门凹槽内周面(12)的引导下，被导入到腔(7)内，从腔(7)的内底中央部向缸盖(1)形成隆起部(10)，
仅设置一个气门凹槽(6)，朝与缸筒中心轴线(9)平行的方向看，设想以下各线：从缸筒中心轴线(9)向气门凹槽(6)的凹槽中心轴线(14)延伸的凹槽中心方向放射假想线(15)，从缸筒中心轴线(9)向与凹槽中心方向放射假想线(15)相反一侧延伸的基准放射假想线(16)，从基准放射假想线(16)向涡流旋转方向进角的下限放射假想线(17)，向涡流旋转方向进角的角度比该下限放射假想线(17)更大的上限放射假想线(18)，
使从基准放射假想线(16)到下限放射假想线(17)的进角角度(19)为45°，从基准放射假想线(16)到上限放射假想线(18)的进角角度(20)为135°，将偏离缸筒中心轴线(9)的腔中心轴线(22)配置在由下限放射假想线和上限放射假想线(18)所夹的，圆心角90°的扇形区域(21)内。
3.权利要求1或2所记载的柴油发动机的直接喷射式燃烧室，其特征是：将腔内周面(11)和气门凹槽内周面(12)，用朝向其切线方向的涡流引导面(13)相连接。
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