CN1320261C - 活塞顶涡流室燃烧系统 - Google Patents

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Abstract

一种可采用活塞顶涡流室燃烧系统，其属于发动机混合气形成和燃烧领域。这种活塞顶涡流室燃烧系统在活塞的顶部设有一个涡流室，在涡流室的收口处设有切向通道，一个封口盖固定在气缸上。该燃烧系统在活塞位于压缩行程上止点前时，活塞顶上的涡流室被封口盖封闭，燃油开始喷入涡流室，进行一次混合和燃烧，产生的高温高压燃气冲入主燃室，完成二次混合和燃烧。该燃烧系统结构合理、工艺简单，适用于多种发动机。由于涡流室被设置在温度较高的活塞头部，减少了涡流室的散热损失，采用高的压缩比和高空燃比，能够有效提高燃烧系统的热效率，改善起动性能，降低燃油消耗率，使发动机运转时轻声无烟。

Description

活塞顶涡流室燃烧系统
技术领域
本发明涉及一种活塞顶涡流室燃烧系统，其属于发动机混合气形成和燃烧领域。
背景技术
众所周知，在柴油机的燃烧系统中，涡流室系统是一种重要的燃烧系统。由于涡流室系统中存在主副燃烧室，可以组织起来强烈的压缩涡流，因此对于喷油器的喷油压力要求不高，一般为12～14MPa。其次，涡流室式柴油机还具有工作平稳，NOX和HC以及碳烟排放低等优点。但是，涡流室的散热面积相对较大，而且又直接与冷却水接触，使得其散热损失较大，使发动机起动困难，经济性较差。
发明内容
为了解决涡流室式发动机由于散热损失较大，引起起动困难和经济性差等缺点，本发明提供一种活塞顶涡流室燃烧系统，该燃烧系统将涡流室置于活塞顶部，可减少涡流室的散热损失，采用高的压缩比和高空燃比，这样能够有效提高燃烧系统的热效率，改善起动性能，降低燃油消耗率。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种活塞顶涡流室燃烧系统，它主要由一个主燃烧室和一个涡流室组成，涡流室与主燃烧室之间设有通道。活塞的顶部设有一个涡流室，气缸盖的底部设有一个用于涡流室的封口盖，在涡流室与主燃烧室之间设有通道，安装在气缸盖上的喷油嘴从封口盖伸入涡流室中。上述的封口盖为中空结构，其上部为装在气缸盖内的管状体，下部为环状体。封口盖的环状体直接与气缸盖组成一体。在活塞位于上止点前5～25度曲柄转角时，封口盖的下部环状体应开始进入涡流室的收口。
上述技术方案的指导思想是：在活塞位于上止点前5～25度曲柄转角时，活塞顶上的涡流室被封口盖封闭，燃油喷入涡流室，与涡流室内的压缩空气涡流进行一次混合和燃烧，产生的高温高压燃气携带着未燃的混合气通过数道通道从涡流室冲入主燃室，进行二次混合和燃烧。
本发明的有益效果是：这种活塞顶涡流室燃烧系统在活塞位于上止点前时，活塞顶上的涡流室被封口盖封闭，燃油开始喷入涡流室，首先在涡流室内进行一次混合和燃烧，产生的高温高压可燃混合气冲入主燃室，完成二次混合和燃烧。该燃烧系统结构合理、工艺简单，适用于多种发动机。由于涡流室被设置在温度较高的活塞头部，减少了涡流室的散热损失，采用高的压缩比和高空燃比，能够有效提高燃烧系统的热效率，改善起动性能，降低燃油消耗率，使发动机运转时轻声无烟。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
图1是封口盖与气缸盖为一体的活塞顶涡流室燃烧系统的纵剖面构造图。
图2是封口盖为一部件的活塞顶涡流室燃烧系统的纵剖面构造图。
图3是图1中活塞顶的俯视图。
图中：1、气缸套，2、活塞，2a、收口，3、气缸盖，4、喷油器，5、封口盖，5a、管状体，5b、环状体，6、主燃烧室，7、涡流室，8、通道。
具体实施方式
在图1、2、3所示的实施例中，由气缸套1、活塞2和气缸盖3组成一个主燃烧室6，活塞2的顶部设有一个涡流室7，在涡流室7的收口2a处设有3个切向通道8，有一个封口盖5固定在气缸盖3上。图1是封口盖与气缸盖为一体；图2是封口盖为一部件安装在气缸盖上，封口盖5由管状体5a和环状体5b二部分组成。在活塞2位于上止点前15度曲柄转角时，封口盖5的下部环状体5b应开始进入涡流室7的收口2a。封口盖5是靠自身的管状体5a紧固在气缸盖3上的，一个喷油器4从管状体5a中伸入涡流室7。
在发动机的压缩冲程上止点前，喷油器4把燃油喷入涡流室7中，燃油在压缩空气涡流的作用下进行一次混合和燃烧，产生的高温高压燃气连同尚未燃烧的大量可燃混合气一起经通道8冲入主燃烧室6中，进行二次混合和燃烧。由于涡流室7设置在温度较高的活塞顶上，不但克服了传统涡流室设置在气缸盖上的缺点，降低了散热损失，提高了热效率，改善了冷起动性能，而且发扬了传统涡流室发动机轻声无烟的优点。

Claims (4)

1.一种活塞顶涡流室燃烧系统，它主要由一个主燃烧室和一个涡流室组成，涡流室与主燃烧室之间设有通道，其特征在于：活塞(2)的顶部设有一个涡流室(7)，气缸盖(3)的底部设有一个用于涡流室(7)的封口盖(5)，在涡流室(7)与主燃烧室(6)之间设有通道(8)，安装在气缸盖(3)上的喷油嘴(4)从封口盖(5)伸入涡流室(7)中。
2.据权利要求1所述的活塞顶涡流室燃烧系统，其特征在于：上述的封口盖(5)为中空结构，其上部为装在气缸盖(3)内的管状体(5a)，下部为环状体(5b)。
3.据权利要求1所述的活塞顶涡流室燃烧系统，其特征在于：上述的封口盖(5)的环状体(5b)直接与气缸盖(3)组成一体。
4.据权利要求2或3所述的活塞顶涡流室燃烧系统，其特征在于：在活塞(2)位于上止点前5～25度曲柄转角时，封口盖(5)的下部环状体(5b)应开始进入涡流室(7)的收口(2a)。
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