CN113090379A - 一种分层设计的气体机燃烧室及涡流旋转中心处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种分层设计的气体机燃烧室及涡流旋转中心处理方法，所述燃烧室设在活塞的顶部，所述燃烧室为上大下小的阶梯式结构，其包括上燃烧室、下燃烧室，所述下燃烧室的中心与活塞的中心重合，上燃烧室的中心与活塞的中心偏心。发明具有结构简单、改造成本低，能够提高发动机经济性，降低CH4排放等优点。

Description

一种分层设计的气体机燃烧室及涡流旋转中心处理方法
技术领域
发明涉及发动机技术领域，特别是涉及一种分层设计的气体机燃烧室及涡流旋转中心处理方法。
背景技术
对发动机来说，缸内气体的流动对发动机燃烧过程有非常重要的影响，尤其是采用预混合燃烧方式的气体发动机，如果缸内气流组织较差，会使部分气体无法完全燃烧，则使发动机经济性下降、CH4排放升高。
绝大多数气体机由柴油机改装而来，气道也基本沿用柴油机螺旋型气道，缸内气流运动方式以涡流为主，当前气体机活塞燃烧室大多设计成直筒型或者碗型且中间对称，可能存在缸内气流旋转中心与火花塞中心不重合的问题，当火花塞点火时，由于火花塞附近气流速度不均匀，使得火焰传播速度不同，存在火焰传播不到的区域，导致发动机经济性下降，CH4排放升高。
以上背景技术内容的公开仅用于辅助理解发明的构思及技术方案，其并不必然属于本专利申请的现有技术，在没有明确的证据表明上述内容在本专利申请的申请日已经公开的情况下，上述背景技术不应当用于评价本申请的新颖性和创造性。
发明内容
发明目的在于提出一种新的天然气发动机燃烧室结构，能够有效的将燃烧室内的涡流中心和火花塞中心拉进，进而提高发动机经济性，降低CH4排放。
为此，发明提出一种分层设计的气体机燃烧室及涡流旋转中心处理方法。
优选地，发明还可以具有如下技术特征：
一种分层设计的气体机燃烧室，所述燃烧室设在活塞的顶部，所述燃烧室为上大下小的阶梯式结构，其包括上燃烧室、下燃烧室，所述下燃烧室的中心与活塞的中心重合，上燃烧室的中心与活塞的中心偏心。
进一步地，所述上燃烧室和下燃烧室均为直筒型。
进一步地，所述上燃烧室和下燃烧室均为碗型。
进一步地，所述上燃烧室为直筒型，下燃烧室为碗型。
进一步地，所述上燃烧室为碗型，下燃烧室为直筒型。
一种气体机燃烧室涡流中心调整处理方法，采用前述的阶梯式燃烧室结构，还包括如下步骤：根据缸内气流旋转中心的位置和火花塞中心的位置调节上燃烧室，使缸内气流旋转中心向火花塞中心靠拢或重合。
进一步地，调节上燃烧室的方法包括调节上燃烧室的中心位置、深度、直径、形状。
进一步地，以调节上燃烧室的中心位置为主。
发明与现有技术对比的有益效果包括：旋转中心越接近火花塞中心，点火后气体燃烧更加均匀，CH4排放降低；燃烧室采用上燃烧室偏心适应火花塞中心，下燃烧室与火花塞中心重合，不需要改变活塞冷却油道的线路，降低改造成本，提高改造效率。
附图说明
图1是发明剖面图。
图2是发明发明的俯视图。
具体实施方式
下面结合具体实施方式并对照附图对发明作进一步详细说明。应该强调的是，下述说明仅仅是示例性的，而不是为了限制发明的范围及其应用。
参照以下附图，将描述非限制性和非排他性的实施例，其中相同的附图标记表示相同的部件，除非另外特别说明。
如图1～2所示的一种分层设计的气体机燃烧室，所述燃烧室设在活塞3的顶部，其为上大下小的阶梯式结构，其包括上燃烧室1、下燃烧室2，上燃烧室1 的直径大于下燃烧室2的直径，所述下燃烧室2的中心与活塞3中心重合，上燃烧室1的中心与活塞3的中心偏心。
上述技术方案将燃烧室设计为上、下两层，下燃烧室2与活塞中心重合，活塞3的冷却油道不需要另外设计，无需做出变动，降低整体的改进和设计成本。当缸内气流旋转中心与火花塞中心不重合时，通过调节上燃烧室1的中心位置、深度、直径、形状等要素，使得缸内进气涡流的旋转中心向火花塞中心靠拢或重合。这样，火花塞点火时，火花塞周围气流旋转速度趋于一致，气缸内总的燃烧速度加快，燃烧持续期缩短，能够减少火焰传播不到的区域，发动机经济性提升的同时CH4排放降低。
上述技术方案中的上燃烧室1的中心位置、深度、直径、形状是多变的，以适应不同的生产情况。上燃烧室1的中心位置、深度、直径、形状变化的目的在于将缸内进气涡流的旋转中心向火花塞中心靠拢或重合。同时，下燃烧室2的深度和形状可以也调整。如上燃烧室1和下燃烧室2均为直筒型；或上燃烧室1 和下燃烧室2均为碗型；或上燃烧室1为直筒型，下燃烧室2为碗型等诸多组合方式。
一种气体机燃烧室涡流中心调整处理方法，采用前述的阶梯式燃烧室结构，还包括如下步骤：根据缸内气流旋转中心的位置和火花塞中心的位置调节上燃烧室1的偏心位置，使缸内气流旋转中心向火花塞中心靠拢或重合。
上述的调节上燃烧室1，包括调节上燃烧室1的中心位置、深度、直径、形状。优选的调节上燃烧室1的中心位置，其中心位置对旋流中心的移动影响较大，其次是调节上燃烧室1的深度、直径、形状。
作为可选的方案，也可以调节下燃烧室2的深度和形状，下燃烧室2的调节不应影响活塞油道的布置。
本领域技术人员将认识到，对以上描述做出众多变通是可能的，所以实施例和附图仅是用来描述一个或多个特定实施方式。
尽管已经描述和叙述了被看作发明的示范实施例，本领域技术人员将会明白，可以对其作出各种改变和替换，而不会脱离发明的精神。另外，可以做出许多修改以将特定情况适配到发明的教义，而不会脱离在此描述的发明中心概念。所以，发明不受限于在此披露的特定实施例，但发明可能还包括属于发明范围的所有实施例及其等同物。

Claims (8)

1.一种分层设计的气体机燃烧室，所述燃烧室设在活塞的顶部，其特征在于：所述燃烧室为上大下小的阶梯式结构，其包括上燃烧室、下燃烧室，所述下燃烧室的中心与活塞的中心重合，上燃烧室的中心与活塞的中心偏心。
2.如权利要求1所述的一种分层设计的气体机燃烧室，其特征在于：所述上燃烧室和下燃烧室均为直筒型。
3.如权利要求1所述的一种分层设计的气体机燃烧室，其特征在于：所述上燃烧室和下燃烧室均为碗型。
4.如权利要求1所述的一种分层设计的气体机燃烧室，其特征在于：所述上燃烧室为直筒型，下燃烧室为碗型。
5.如权利要求1所述的一种分层设计的气体机燃烧室，其特征在于：所述上燃烧室为碗型，下燃烧室为直筒型。
6.一种气体机燃烧室涡流中心调整处理方法，其特征在于：采用如权利要求1所述的阶梯式燃烧室结构，还包括如下步骤：根据缸内气流旋转中心的位置和火花塞中心的位置调节上燃烧室，使缸内气流旋转中心向火花塞中心靠拢或重合。
7.如权利要求6所述的处理方法，其特征在于：调节上燃烧室的方法包括调节上燃烧室的中心位置、深度、直径、形状。
8.如权利要求7所述的处理方法，其特征在于：以调节上燃烧室的中心位置为主。
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