CN114837799B - 一种柴油机燃烧室和柴油机 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及汽车技术领域，尤其涉及一种柴油机燃烧室和柴油机，柴油机燃烧室包括唇口，沿燃烧室的周向开设在所述燃烧室的开口处；第一凸台，凸设在所述燃烧室的底部；第二凸台，凸设在所述燃烧室的底部，且与所述第一凸台间隔设置，所述第一凸台与所述第二凸台之间圆弧过渡连接；凹坑，沿所述第一凸台的周向和所述第二凸台的周向开设在设置有所述燃烧室的底面；凸脊，设置在所述第二凸台与所述凹坑的连接处。本发明通过第二凸台及凸脊能够实现回卷燃油分流，引导部分燃油流向活塞顶面以上外部余隙空间，通过第一凸台引导部分燃油流向气缸中心，同时还保证凹坑底部有足够的空间，从而使得缸内燃油分布更加均匀，使得燃烧和排放得到改善。

Description

一种柴油机燃烧室和柴油机
技术领域
本发明涉及汽车技术领域，尤其涉及一种柴油机燃烧室和柴油机。
背景技术
随着汽车工业的发展，越来越多的汽车进入到人们的生产生活中，为人们的生活带来了极大的便利。现有大部分汽车都是消耗化石能源，由于化石能源是不可再生能源，而且化石能源燃烧组织不好会产生大量排放物而污染环境。节能减排已经成为当前内燃机领域亟待解决的问题。其中，柴油机受限于燃油喷注形式，实际上燃油是集中在局部燃烧的，造成高温贫氧，微粒和氮氧化物排放较多。如果能够使得燃油获得更多的氧气，在更大的有效空间里燃烧，必然会使得燃烧和排放得到改善。
传统柴油机活塞上的燃烧室凹坑是回转体结构，在实践中发现这种回转体结构都无法做到同时充分利用气缸中心和活塞下行时活塞顶面以上外部余隙空间和氧气。
因此，亟需一种柴油机燃烧室和柴油机来解决上述技术问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种柴油机燃烧室和柴油机，采用非回转体燃烧室，能够充分地利用缸内所有空间和氧气，使得燃烧和排放得到改善。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
一种柴油机燃烧室，包括：
唇口，沿燃烧室的周向开设在所述燃烧室的开口处；
第一凸台，凸设在所述燃烧室的底部；
第二凸台，凸设在所述燃烧室的底部，且与所述第一凸台间隔设置，所述第一凸台与所述第二凸台之间圆弧过渡连接；
凹坑，沿所述第一凸台的周向和所述第二凸台的周向开设在设置有所述燃烧室的底面；
凸脊，设置在所述第二凸台与所述凹坑的连接处。
可选地，所述唇口为双唇口结构，包括第一唇口和第二唇口，所述第一唇口设置在所述燃烧室的开口处，所述第二唇口设置在所述第一唇口与所述凹坑之间。
可选地，所述凸脊的直径范围为0.3-0.45D，其中D为柴油缸的直径。
可选地，所述凸脊到所述燃烧室开口的距离范围为0.08-0.1D，其中D为柴油缸的直径。
可选地，所述凹坑的直径范围为0.55-0.75D，其中D为柴油缸的直径。
可选地，所述凹坑的底端到所述燃烧室开口的距离范围为0.13-0.19D，其中D为柴油缸的直径。
可选地，所述第一凸台和所述第二凸台到所述燃烧室的开口的距离相同。
可选地，所述第二唇口的直径范围为0.54-0.71D，其中D为柴油缸的直径。
可选地，所述第一唇口的直径范围为0.7-0.8D，其中D为柴油缸的直径。
一种柴油机，其上设置有如上所述的柴油机燃烧室。
本发明的有益效果：
本发明所提供的一种柴油机燃烧室，在燃烧室的开口处设置有唇口，能够合理分配凹坑内外的燃油量，合理利用凹坑外部区域的空气，改善燃烧、降低排放物的生成量；第一凸台和第二凸台间隔设置在燃烧室的底部，第一凸台没有设置凸脊，燃油可以顺利地向气缸中心运动，有效利用气缸中心附近的空间和氧气，并且因为没有凸脊，会使得此处凹坑内有相对更多的容积、更多的氧气，保证此处有更好的燃烧，减少碳烟排放；在第二凸台与凹坑的连接处设置有凸脊，由于凸脊的存在，限制了凹坑内的燃油向气缸中心运动，而后随活塞下行借助逆挤流，引导燃油充分向气缸壁面方向回卷，从而充分利用了活塞下行时活塞顶面以上的充足空间和丰富氧气。所以，柴油机燃烧室能够实现回卷燃油分流，引导部分燃油流向外部余隙空间，使得缸内燃油分布更加均匀，使得燃烧和排放得到改善。
本发明所提供的一种柴油机，设置有如上的所述的柴油机燃烧室，由于第一凸台没有设置凸脊，燃油可以顺利地向气缸中心运动，有效利用气缸中心附近的空间和氧气，并且因为没有凸脊，会使得此处凹坑内有相对更多的容积、更多的氧气，保证此处有更好的燃烧，减少碳烟排放；在第二凸台与凹坑的连接处设置有凸脊，由于凸脊的存在，限制了凹坑内的燃油向气缸中心运动，而后随活塞下行借助逆挤流，引导燃油充分向气缸壁面方向回卷，从而充分利用了活塞下行时活塞顶面以上的充足空间和丰富氧气。所以，该柴油机燃烧室能够实现回卷燃油分流，引导部分燃油流向外部余隙空间，使得缸内燃油分布更加均匀，使得燃烧和排放得到改善。
附图说明
图1是本发明一种柴油机燃烧室的示意图；
图2是图1中A处的截面图；
图3是本发明一种柴油机燃烧室中第一凸台的尺寸图；
图4是图1中B处的截面图；
图5是本发明一种柴油机燃烧室中第二凸台的尺寸图。
图中：
1-燃烧室；11-第一唇口；12-第二唇口；13-第一凸台；14-第二凸台；15-凹坑；16-凸脊。
具体实施方式
下面结合附图和实施方式进一步说明本发明的技术方案。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部。
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；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，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
为了能够使得柴油机中的燃油获得更多的氧气，在更大的有效空间里燃烧，从而使得燃烧和排放得到改善。如图1-图5所示，本发明提供一种柴油机燃烧室。本柴油机燃烧室包括：唇口、第一凸台13、第二凸台14、凹坑15和凸脊16。其中，唇口沿燃烧室1的周向开设在燃烧室1的开口处；第一凸台13，凸设在燃烧室1的底部；第二凸台14，凸设在燃烧室1的底部，且与第一凸台13间隔设置，第一凸台13与第二凸台14之间圆弧过渡连接；第一凸台13和第二凸台14的设置使得本燃烧室1为非回转体结构；凹坑15沿第一凸台13的周向和第二凸台14的周向开设在设置有燃烧室1的底面；凸脊16设置在第二凸台14与凹坑15的连接处。具体地，在本实施例中，第二凸台14与凸脊16为一体化结构。
在本实施例中，凸脊16又称为回卷控制脊，即回卷控制脊凸设在第二凸台14与凹坑15的连接处，能够限制凹坑15内的燃油向气缸中心运动，而后随活塞下行借助逆挤流，引导燃油充分向气缸壁面方向回卷，从而充分利用了活塞下行时活塞顶面以上的充足空间和丰富氧气。
在燃烧室1的开口处设置有唇口，能够合理分配凹坑内外的燃油量，合理利用凹坑15外部区域的空气，改善燃烧、降低排放物的生成量；第一凸台13和第二凸台14间隔设置在燃烧室1的底部，第一凸台13没有设置凸脊16，燃油可以顺利地向气缸中心运动，有效利用气缸中心附近的空间和氧气，并且因为没有凸脊，会使得此处凹坑内有相对更多的容积、更多的氧气，保证此处有更好的燃烧，减少碳烟排放；在第二凸台14与凹坑15的连接处设置有凸脊16，由于凸脊16的存在，限制了凹坑15内的燃油向气缸中心运动，而后随活塞下行借助逆挤流，引导燃油充分向气缸壁面方向回卷，从而充分利用了活塞下行时活塞顶面以上的充足空间和丰富氧气。所以，柴油机燃烧室能够实现回卷燃油分流，引导部分燃油流向外部余隙空间，使得缸内燃油分布更加均匀，使得燃烧和排放得到改善。
进一步地，凹坑15直径的范围记为D1，D1＝0.55-0.75D，凹坑15的底端到燃烧室1开口的距离范围为H1，H1＝0.13-0.19D，其中D为柴油缸的直径。
进一步地，唇口为双唇口结构，包括第一唇口11和第二唇口12，第一唇口11设置在燃烧室1的开口处，第二唇口12设置在第一唇口11与凹坑15之间。通过采用双唇口设计，使得燃油在燃烧室1中燃烧时，能够更加合理利用燃烧室1凹坑15内外部空气，降低因高温区集中分布导致的氮氧化物的生成量。
进一步地，在本实施例中，可选地，第二唇口12的直径范围记为D2，D2为0.54-0.71D；可选地，第二唇口12的深度记为H2，H2为0.04-0.08D，可选地，第一唇口11的直径范围记为D3，D3为0.7-0.8D；第一唇口11的深度范围记为H3，H3为0.025-0.045D，其中D为柴油缸的直径。
进一步地，第一凸台13和第二凸台14到燃烧室1的开口的距离相同。具体地，第一凸台13和第二凸台14到燃烧室1的开口的距离范围记为H4，H4为0.044-0.064D。在本实施例中，第一凸台13为尖顶凸台，第二凸台14为平缓的凸台。
通过将第一凸台13设计为尖顶凸台使得燃油可以顺利地向气缸中心运动，有效利用气缸中心附近的空间和氧气，并且因为没有凸脊，会使得此处凹坑内有相对更多的容积、更多的氧气，保证此处有更好的燃烧，减少碳烟排放；第二凸台14为平缓的凸台，通过设置凸脊16，限制了凹坑15内的燃油向气缸中心运动，而后随活塞下行借助逆挤流，引导燃油充分向气缸壁面方向回卷，从而充分利用了活塞下行时活塞顶面以上的充足空间和丰富氧气。所以，柴油机燃烧室能够实现回卷燃油分流，引导部分燃油流向外部余隙空间，使得缸内燃油分布更加均匀，使得燃烧和排放得到改善。
进一步地，凸脊16的直径范围记为D5，D5为0.3-0.45D，凸脊16到燃烧室1开口的距离范围记为H5，H5为0.08-0.1D，其中D为柴油缸的直径。
该柴油机燃烧室设置在柴油机活塞上，适用于喷油器喷孔数为偶数且喷孔均布的柴油机，第一凸台13和第二凸台14相互间隔设置，分别对应一个喷孔。
本实施例还提供了一种柴油机，其上设置有如上的柴油机燃烧室。由于第一凸台13没有设置凸脊16，燃油可以顺利地向气缸中心运动，有效利用气缸中心附近的空间和氧气，并且因为没有凸脊16，会使得此处凹坑内有相对更多的容积、更多的氧气，保证此处有更好的燃烧，减少碳烟排放；在第二凸台14与凹坑15的连接处设置有凸脊16，由于凸脊16的存在，限制了凹坑15内的燃油向气缸中心运动，而后随活塞下行借助逆挤流，引导燃油充分向气缸壁面方向回卷，从而充分利用了活塞下行时活塞顶面以上的充足空间和丰富氧气。所以，该柴油机燃烧室能够实现回卷燃油分流，引导部分燃油流向外部余隙空间，使得缸内燃油分布更加均匀，使得燃烧和排放得到改善。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种柴油机燃烧室，其特征在于，包括：
唇口，沿燃烧室(1)的周向开设在所述燃烧室(1)的开口处；
第一凸台(13)，凸设在所述燃烧室(1)的底部；
第二凸台(14)，凸设在所述燃烧室(1)的底部，且与所述第一凸台(13)间隔设置，所述第一凸台(13)与所述第二凸台(14)之间圆弧过渡连接；
凹坑(15)，沿所述第一凸台(13)的周向和所述第二凸台(14)的周向开设在设置有所述燃烧室(1)的底面；
凸脊(16)，设置在所述第二凸台(14)与所述凹坑(15)的连接处；
所述第一凸台(13)和所述第二凸台(14)的设置使得所述燃烧室(1)为非回转体结构。
2.根据权利要求1所述的一种柴油机燃烧室，其特征在于，所述唇口为双唇口结构，包括第一唇口(11)和第二唇口(12)，所述第一唇口(11)设置在所述燃烧室(1)的开口处，所述第二唇口(12)设置在所述第一唇口(11)与所述凹坑(15)之间。
3.根据权利要求1所述的一种柴油机燃烧室，其特征在于，所述凸脊(16)的直径范围为0.3-0.45D，其中D为柴油缸的直径。
4.根据权利要求1所述的一种柴油机燃烧室，其特征在于，所述凸脊(16)到所述燃烧室(1)开口的距离范围为0.08-0.1D，其中D为柴油缸的直径。
5.根据权利要求1所述的一种柴油机燃烧室，其特征在于，所述凹坑(15)的直径范围为0.55-0.75D，其中D为柴油缸的直径。
6.根据权利要求1所述的一种柴油机燃烧室，其特征在于，所述凹坑(15)的底端到所述燃烧室(1)开口的距离范围为0.13-0.19D，其中D为柴油缸的直径。
7.根据权利要求1所述的一种柴油机燃烧室，其特征在于，所述第一凸台(13)和所述第二凸台(14)到所述燃烧室(1)的开口的距离相同。
8.根据权利要求2所述的一种柴油机燃烧室，其特征在于，所述第二唇口(12)的直径范围为0.54-0.71D，其中D为柴油缸的直径。
9.根据权利要求2所述的一种柴油机燃烧室，其特征在于，所述第一唇口(11)的直径范围为0.7-0.8D，其中D为柴油缸的直径。
10.一种柴油机，其特征在于，其上设置有如权利要求1-9任一项所述的柴油机燃烧室。
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