CN1176339A - 柴油发动机的分割式燃烧室 - Google Patents

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Abstract

一种柴油发动机的分割式燃烧室,包括一主燃烧室,其通过一连通孔与副室连通,连通孔包括主连通孔,和副连通孔,一对槽形副连通孔位于主连通孔相对的左右周面上,在主连通孔周面和副连通孔周面之间的分界处有有辅助连通槽,其宽度小于副连通孔。

Description

柴油发动机的分割式燃烧室
本发明涉及一种柴油发动机的分割式燃烧室。
在本发明之前，本发明的发明人已制造了如图5和6的柴油发动机的分割式燃烧室。
较早的分割式燃烧室的结构如下：
如图6(A)所示，一主燃烧室102位于一汽缸101上，一副室105位于汽缸盖103上，喷油咀104朝向副室105。主燃烧室102通过一连通孔106与副室105连通。连通孔106由主连通孔107和副连通孔108构成，如图5中所示。
如图5(E)所示，当从平行于汽缸101中轴101a方向看时，其结构如下：
以主连通孔7的轴线107a作为中心，在主连通孔107相对的左右周面位置形成有一对槽形的副连通孔108，108。
一从轴线107a向主燃烧室102延伸的直线107c适于穿过主燃烧室102中部，一从轴线107a向副室105延伸的直线107b布置成穿过副室105的中部。
另外，从一对副连通孔108，108的轴线108a，108a向副室105延伸的直线108b，108b适于逐渐接近主连通孔107的轴线107a的延伸线107b，并在交叉点110相互交叉。
根据前述的技术，如图5(D)所示，在主连通孔107的周面和副连通孔108的周面之间的分界处形成一尖顶111。
而前述的技术有下述的问题。
如图6(A)所示，在压缩行程时，空气流从主燃烧室102通过连通孔106导入副室105。已经通过主连通孔107的主气流部分107d向副室105的中部空间105a导入，并向已经通过副连通孔108，108的副气流部分108d，108d导入。于是，副室105的相对的左右空间105b，105b成为难于被空气流搅拌的停滞空间，于是，造成空气和喷射的燃油114在副室105中的不充分的混合，或燃烧失败。所以，在一些情况下，其不能得到高的输出，在另一些情况下，在废气中的未燃烧有害成分的数量增加了。
本发明的目的是提供一种柴油发动机的分割式燃烧室，其能使空气流加速导入副室的相对的左右空间。
本发明提供了一种用于柴油发动机的分割式燃烧室，
如图2A所示，包括：具有主燃烧室2的汽缸1，设置于汽缸盖3上的副室5，喷油咀4朝向副室5，主燃烧室2通过连通孔6与副室5连通，连通孔6包括一主连通孔7和副连通孔8，
当从平行于汽缸1中轴线1a的方向看时，以主连通孔7的轴线7a作为中心，一对槽形的副连通孔8，8位于主连通孔7相对的左右周面部分，
一直线7c从轴线7a向主燃烧室2延伸，其适于穿过主燃烧室2的中央部分，并且一直线7b从轴线7a向副室5延伸，其被布置为穿过副室5的中央部分，
直线8b，8b从一对副连通孔8，8的轴线8a，8a向副室5延伸，其适于逐渐接近主连通孔7轴线7a的延伸线7b，并在一预定交叉点10相互交叉，如图1所示：
在主连通孔7的周面和副连通孔8，8的周面之间的分界处有辅助连通槽9，9，其宽度小于副连通孔8，8；
当从平行于汽缸中轴线1a的方向看时，以主连通孔7的轴线7a作为中心，一直线9b从轴线9a(其沿形成左辅助连通槽9的方向延伸)向副室5延伸，其适于穿过交叉点10的左侧，并且一直线9b从轴线9a(其沿形成右辅助连通槽9的方向延伸)向副室5延伸，其布置为穿过交叉点10的右侧。
上述结构有如下优点。
如图2(A)所示，在压缩行程时，气流从主燃烧室2通过连通孔6导入副室5。虽然已经通过主连通孔7的主气流部分7d和已经穿过副连通孔8，8的副气流部分8d，8d向副室5的中央空间5a导入，如图2(B)所示，已经通过辅助连通槽9，9的辅助气流部分9d，9d向副室5的相对的左右空间5b，5b导入。这就使副室5的相对的左右空间5b，5b中的空气流加速。从而改善了在副室5中空气与喷射的燃油14的混合，而保证了良好的燃烧。于是，其能保证一高的输出，并减少了废气中未燃烧的有害成分的量。
上述结构还有下述优点。
在燃烧行程时，未燃烧的膨胀气体从副燃烧室5通过连通孔6导入主燃烧室2。已通过主连通孔的主膨胀气体和已通过辅助连通孔9，9的辅助膨胀气体向主燃烧室2的中部导入，而已经通过副连通孔8，8的副膨胀气体向主燃烧室2的相对的左右空间导入。在本实施例中，辅助连通槽9，9的宽度小于副连通孔8，8。这使其能减少导入主燃烧室2相对的左右空间量的减少比，而这一减少是由辅助连通槽9，9引起的。于是，其能在主燃烧室2的相对的左右空间保持空气与未燃烧膨胀气体的良好混合，并通过降低导入量的副膨胀气体少于主膨胀气体的减少比而保持一良好的燃烧。
图1是本发明第一实施例的分割式燃烧室的示意图；图1(A)是一接口件的垂直剖视图；图1(B)是连通孔相邻部分的放大垂直剖视图；图1(C)是连通孔的透视图；图1(D)是当从图1(B)中箭头D方向看的连通孔的图；图1(E)是当从图1(B)中箭头E方向看的连通孔的图；
图2是本发明第一实施例的分割式燃烧室的示意图；图2(A)是燃烧室的垂直剖视图；图2(B)是沿图2(A)中B-B线的剖视图；
图3是本发明第二实施例的分割式燃烧室的示意图；图3(A)至(E)对应于图1(A)至(E)；
图4是本发明第三实施例的分割式燃烧室的示意图，图4(A)至(E)对应于图1(A)至(E)；
图5是先有技术的分割式燃烧室的示意图，图5(A)至(E)对应于图1(A)至(E)；
图6是先有技术的分割式燃烧室的示意图，图6(A)和(B)对应于图2(A)和(B)。
下面通过实施例并参照附图对本发明进行说明。
图1和2显示了本发明第一实施例的柴油发动机的分割式燃烧室。其分割式燃烧室的结构如下：
如图2(A)所示，在汽缸1上有一主燃烧室2，在汽缸盖3上有一副室5，喷油咀4朝向副室。主燃烧室2通过一连通孔6与副室5相连。连通孔6由主连通孔7和副连通孔8构成，如图1所示。
如图1(E)所示，当从平行于汽缸1轴线1a的方向看时，其结构如下：
一对沟槽形的副连通孔8，8以主连通孔7的轴线7a作为中心形成于主连通孔7的相对置的左右周面部分上。
一从轴线7a向主燃烧室2延伸的直线7c适于穿过主燃烧室2的中央部分，一从轴线7a向副室5延伸的直线7b布置成穿过副室5的中部。
另外，从一对副连通孔8，8的轴线8a，8a向副室5延伸的直线8b，8b适于逐渐接近主连通孔7的轴线7a的延伸线7b，并在一预定的交叉点10相互交叉。
如图2(A)所示，主燃烧室2形成于汽缸盖3和活塞12之间。副室5布置在与汽缸中轴1a偏离的位置，并形成为球面形。连通孔6形成于接口件13上，并朝向汽缸1的中部。连通孔6也朝向在汽缸1周壁附近的球面5c，并在与球面5c相切的方向倾斜。副室5形成为一涡流室。如图1所示，副连通孔8是成对形成的。如图1(B)所示，主连通孔7为一圆柱形孔，其相对于垂直于汽缸中心轴1a的接口件13的底面13a倾斜一45度的角度。各副连通孔8有一锥形的周面，以致其截面积从主燃烧室2朝副室5逐渐减少。
在本实施例中，具有下述结构以使气流加速导入副室5的相对的左右空间5b，5b。
如图1所示，在主连通孔7的周面与副连通孔8，8的周面之间的分界处有辅助连通槽9，9，其宽度小于副连通孔8，8。
如图1(E)所示，当从平行于汽缸中轴1a的方向看时，辅助连通槽9，9的结构如下：
以主连通孔2的轴线7a作为中心，一直线9b从轴线9a--其沿形成左辅助连通槽9的方向延伸--向副室5延伸，其适于穿过交叉点10的左侧，一直线9b从轴线9a--其沿形成右辅助连通槽的方向延伸--向副室5延伸，其穿过交叉点10的右侧。
上述结构有如下优点。
如图2(A)所示，在压缩行程时，气流从主燃烧室2通过连通孔6导入副室5。虽然已经通过主连通孔7的主气流部分7d和已经穿过副连通孔8，8的副气流部分8d，8d向副室5的中央空间5a导入，如图2(B)所示，已经通过辅助连通槽9，9的辅助气流部分9d，9d向副室5的相对的左右空间5b，5b导入。这就使副室5的相对的左右空间5b，5b中的空气流加速。从而改善了在副室5中空气与喷射的燃油14的混合，而保证了良好的燃烧。于是，其能保证一高的输出，并减少了废气中未燃烧的有害成分的量。
上述结构还有下述优点。
在燃烧行程时，未燃烧的膨胀气体从副燃烧室5通过连通孔6导入主燃烧室2。已通过主连通孔的主膨胀气体和已通过辅助连通孔9，9的辅助膨胀气体向主燃烧室2的中部导入，而已经通过副连通孔8，8的副膨胀气体向主燃烧室2的相对的左右空间导入。在本实施例中，辅助连通槽9，9的宽度小于副连通孔8，8。这使其能减少导入主燃烧室2相对的左右空间量的减少比，而这一减少是由辅助连通槽9，9引起的。于是，其能在主燃烧室2的相对的左右空间保持空气与未燃烧膨胀气体的良好混合，并通过降低导入量的副膨胀气体少于主膨胀气体的减少比而保持一良好的燃烧。
在本实施例中，主连通孔7，副连通孔8和辅助连通槽9的内周面由一假想回转体周面的一部分形成。主连通孔7的内周面由一假想圆柱体周面的一部分形成。各副连通孔8的内周面由一假想截锥体周面一部分形成。各辅助连通槽9的内周面由另一假想圆柱面的一部分形成。假想回转体的对应轴线成为主连通孔7的轴线7a，副连通孔8的轴线8a和辅助连通槽9的轴线9a。更具体地说，各轴线7a，8a，9a分别通过主连通孔7，副连通孔8和辅助连通槽9内周面的曲率中心。
在本实施例中，下述结构可以更有效地将已经通过辅助连通槽9，9的辅助气流部分9d，9d导入副室5的相对的左右空间5b，5b。
如图1(E)所示，当从平行于汽缸中心线1a的方向看时，辅助连通槽9的轴线9a的延长线9b平行于主连通孔7轴线7a的延长线7b，如点划线所示。辅助连通槽9的轴线9a的延长线9b可以从与主连通孔7的轴线7a的延长线7b平行的方向向外倾斜或从平行方向向中心倾斜一个0-15度的角度，如图中双点划线所示。
根据上述结构，已通过辅助连通槽9，9的辅助气流部分9d，9d能更有效地导入副室5的相对的左右空间5b，5b，从而加速副室5空间5b，5b中的空气流，以改善副室5中空气与喷射的燃油14的混合，从而保证更良好的燃烧。
在本实施例中，为了在副室5的相对的左右空间5b，5b中稍微产生紊流，如图1(E)所示，辅助连通槽9，9的轴线9a，9a相对于副连通孔8，8的轴线方向8a，8a的方向倾斜。根据这种结构，因为副气流部分8d，8d在不与通过辅助连通槽9，9的辅助气流部分9d，9d平行的方向通过副连通孔8，8，由于副气流部分8d，8d和辅助气流部分9d，9d之间引起的摩擦，所以在副连通孔8和辅助连通槽9之间的分界部分产生小的紊流，小的紊流导入副室5的相对的左右空间5b，5b，从而加速了副室5空间5b，5b中的气流，而改善了副室5中的空气与喷射的燃油14的混合，从而保证了更良好的燃烧。
在本实施例中，辅助连通槽9周面的曲率大于副连通孔8。根据这种结构，因为通过辅助连通槽9，9的辅助气流部分9d，9d的流速比经过副连通孔8，8的副气流部分的流速低，所以由于在副气流部分8d，8d和辅助气流部分9d，9d之间引起的摩擦，而在副连通孔8，8和辅助连通槽9，9之间的分界处产生小的紊流。这小的紊流被导入副室5的相对的左右空间5b，5b，从而使副室5空间5b，5b中的空气流加速，于是改善了副室5中的空气与喷射的燃油14的混合，并保证了更良好的燃烧。
在本实施例中，为了更有效地将已经通过辅助连通槽9，9的辅助气流部分9d，9d导入副室5的相对的左右空间5d，5d，如图1(E)所示，在主连通孔7的周面和一对副连通孔8，8的周面之间有两对分界处形，当从平行于汽缸中轴1a的方向看时，在以主连通孔7的轴线7a作为中心的朝外位置的一对分界处形成有辅助连通槽9，9。
根据上述结构，辅助连通槽9，9朝外布置，以使通过辅助连通槽9，9的辅助气流部分9d，9d能更有效地导入副室5的相对的左右空间5b，5b。这就使副室5空间5b，5b中的气流加速，从而使副室5中的空气与喷射的燃油14的混合被改善，而导致更好的燃烧。
在本实施例中，辅助连通槽9，9也形成于另一对位于中线附近的分界处。
根据这种结构，辅助连通槽9，9也布置于靠近中心，使通过辅助连通槽9，9的辅助气流部分9d，9d能更有效地导入副室5的相对的左右空间5b，5b。这就使副室5空间5d，5d中的空气流加速，从而改善了副室5中的空气与喷射的燃油14的混合，而保证了更良好的燃烧。
图3是本发明的第二实施例，其中，仅在朝外定位的一对边界处形成辅助连通槽9，9，在靠近中心定位的另一对边界处仍留下尖顶11。图4显示了本发明的第三实施例，其中，仅在靠近中心定位的另一对边界处形成辅助连通槽9，9，而在向外定位的一对边界处留下尖顶11。其他结构与第一实施例的相同。在图3和图4中，与图1相同的部件标以相同的标号。

Claims (6)

1.一种用于柴油发动机的分割式燃烧室，包括：具有主燃烧室(2)的汽缸(1)，设置于汽缸盖(3)上的副室(5)，喷油咀(4)朝向副室(5)，主燃烧室(2)通过连通孔(6)与副室(5)连通，连通孔(6)包括一主连通孔(7)和副连通孔(8)，
当从平行于汽缸(1)中轴线(1a)的方向看时，以主连通孔(7)的轴线(7a)作为中心，一对槽形的副连通孔(8，8)位于主连通孔(7)相对的左右周面部分，
一直线(7c)从轴线(7a)向主燃烧室(2)延伸，其适于穿过主燃烧室(2)的中央部分，并且一直线(7b)从轴线(7a)向副室(5)延伸，其被布置为穿过副室(5)的中央部分，
直线(8b，8b)从一对副连通孔(8，8)的轴线(8a，8a)向副室(5)延伸，其适于逐渐接近主连通孔(7)轴线(7a)的延伸线(7b)，并在一预定交叉点(1 0)相互交叉，其特征在于：
在主连通孔(7)的周面和副连通孔(8，8)的周面之间的分界处有辅助连通槽(9，9)，其宽度小于副连通孔(8，8)；
当从平行于汽缸中轴线(1a)的方向看时，以主连通孔(7)的轴线(7a)作为中心，一直线(9b)从轴线(9a)(其沿形成左辅助连通槽9的方向延伸)向副室(5)延伸，其适于穿过交叉点(10)的左侧，并且一直线(9b)从轴线(9a)(其沿形成右辅助连通槽9的方向延伸)向副室(5)延伸，其布置为穿过交叉点(10)的右侧。
2.如权利要求1所述的用于柴油发动机的分割式燃烧室，其特征在于：当从平行于汽缸中轴线(1a)的方向看时，辅助连通槽(9)的轴线(9a)的延长线(9b)在平行于主连通孔(7)轴线(7a)延长线(7b)的方向定向，或从平行方向或者向外、或者向中心倾斜一从0-15度的角度。
3.如权利要求1或2所述的用于柴油发动机的分割式燃烧室，其特征在于：辅助连通槽(9，9)的轴线(9a，9a)相对于副连通孔(8，8)轴线(8a，8a)的方向倾斜。
4.如权利要求1-3中任一所述的用于柴油发动机的分割式燃烧室，其特征在于：辅助连通槽(9)的周面曲率大于副连通孔(8)。
5.如权利要求1-4中任一所述的用于柴油发动机的分割式燃烧室，其特征在于：在主连通孔(7)的周面与一对副连通孔(8，8)的周面之间有两对分界处，当从平行与汽缸中轴线(1a)的方向看时，以主连通孔(7)的轴线(7a)作为中心，辅助连通槽(9，9)形成于靠外定位的一对分界处。
6.如权利要求5所述的用于柴油发动机的分割式燃烧室，其特征在于：辅助连通槽(9，9)也形成于靠中心定位的另一对分界处。
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