CN201155377Y - 低排放直喷式发动机燃烧室 - Google Patents

低排放直喷式发动机燃烧室 Download PDF

Info

Publication number
CN201155377Y
CN201155377Y CNU2008200307715U CN200820030771U CN201155377Y CN 201155377 Y CN201155377 Y CN 201155377Y CN U2008200307715 U CNU2008200307715 U CN U2008200307715U CN 200820030771 U CN200820030771 U CN 200820030771U CN 201155377 Y CN201155377 Y CN 201155377Y
Authority
CN
China
Prior art keywords
firing chamber
combustion chamber
type engine
engine combustion
spray type
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CNU2008200307715U
Other languages
English (en)
Inventor
肖亨琳
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Wuxi Kipor Power Co Ltd
Original Assignee
Wuxi Kipor Power Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Wuxi Kipor Power Co Ltd filed Critical Wuxi Kipor Power Co Ltd
Priority to CNU2008200307715U priority Critical patent/CN201155377Y/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN201155377Y publication Critical patent/CN201155377Y/zh
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies

Landscapes

  • Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)

Abstract

本实用新型涉及一种低排放直喷式发动机燃烧室，具体地说是用于低排放的直喷式柴油发动机，属于燃烧装置技术领域。特征是凹状的燃烧室内部以燃烧室中心轴线为中心形成旋转体形状，燃烧室的上端开口部是由半径R1部和半径R2部组合形成梅花多边形，上端开口部的中心轴线和燃烧室的中心轴线重合。本实用新型能在燃烧室内形成微涡流，促进和增强燃油和空气之间的混合，促使混合均匀形成和扩散燃烧的迅速进行，改善迟延点火界限及增加高EGR状态下的燃烧速度下等，使废气排放中的NOx，CO和微粒物质等同时减少。

Description

低排放直喷式发动机燃烧室
技术领域
本实用新型涉及一种低排放直喷式发动机燃烧室，具体地说是用于低排放的直喷式柴油发动机，属于燃烧装置技术领域。
背景技术
由于发动机排放对于环境的破坏性，随着日益严峻的环保问题，所以，每年都在不断提出更高的要求减少排放来保护环境，所以需要减少柴油机的尾气中所含的有害物质，特别是NOx和微粒物质(PM)。但是，NOx易于完全燃烧，PM不易于燃烧，因此NOx和PM是前者减少排量后者就增加的调整关系。因此，同时减少两者的排量是柴油机领域的一个重要课题。
历来用于减少NOx的方法是将一部分废气循环流入进气系统中然后进行再燃烧(废气再循环EGR)或延迟燃油喷射。但是如果仅仅实施这些方法，根据上述两者的关系，就会导致PM增加。
如下面所述说的，我们可以得知形成于活塞上部的燃烧室形状对于PM的增加有很大的影响。
例如，专利公开CN 2835612，专利文献中展示了在活塞上部型成凹状燃烧室的直喷式柴油发动机，如图5所示。燃烧室21具有在底面中央部形成的圆锥状的中央突起部22，在突起部22周围形成截面大致呈圆弧状的环状沟23。燃烧室21的开口部24是圆形的，为了缩小开口面积而在该开口部24上形成向内周侧突出的突缘25。燃油以放射状喷向燃烧室21内部，在燃烧室21内与空气混合后被燃烧。
燃烧室21内生成的火焰和混合气在混合的过程中，由燃烧室21流向主室部26，此时，如果燃烧室开口是圆形的话，就会沿着圆周方向均一流动，这将减弱火焰，以及混合气体从燃烧室21向主室部26的流动性。另外，燃油喷嘴喷出的燃油因在燃烧室21内一边与空气混合一边涡流，火焰和未燃烧的混合气体也沿着圆周方向在燃烧室21内流动，所以导致滞留在燃烧室21内的时间延长，由此，如果不促使主室部21中的燃油和空气混合的话，将会影响后期的燃烧。
由于这些情况，即使延迟燃油喷射时期，还是会因为未完全燃烧而导致微粒物质(PM)即黑烟增加，所以不能延长迟延点火的界限，而且，即使是在高EGR率下，也会因空气利用率的恶化，燃烧速度的迟缓而导致黑烟的增加。
发明内容
本实用新型的目的在于克服上述不足之处，从而提供一种低排放直喷式发动机燃烧室，能在燃烧室内形成微涡流，促进和增强燃油和空气之间的混合，促使混合均匀形成和扩散燃烧的迅速进行，改善迟延点火界限及增加高EGR状态下的燃烧速度下等，使废气排放中的NOx，CO和微粒物质等同时减少。
本实用新型的主要解决方案是这样实现的：
本实用新型包括凹状的燃烧室，特征是凹状的燃烧室内部以燃烧室中心轴线为中心形成旋转体形状，燃烧室的上端开口部是由半径R1部和半径R2部组合形成梅花多边形，上端开口部的中心轴线和燃烧室的中心轴线重合。
所述的燃烧室的上端开口部半径R1为：2～16mm；所述的燃烧室的上端开口部半径R2为：6～16mm。
所述的燃烧室的底部具有对称且中心线相交的圆弧面，圆弧半径为：5～7mm，圆弧面向燃烧室上方延伸并与其上端开口部相交形成喉口部分。
所述的燃烧室上端开口部以燃烧室中心为中心与半径R2部相切的圆直径d1为：42～48mm；所述的燃烧室上端开口部以燃烧室中心为中心与半径R1部相切的圆直径d2为：40.5～45mm；所述的燃烧室主室部的旋转直径d为：50～55mm。
所述的燃烧室的底部中央形成圆锥形突起部，在中央圆锥形突起部的周围形状环状沟，中央圆锥形突起部的顶部外周缘和下端间外部设置有向外隆起的径向隆起部。
所述的燃烧室的整体深度H为：25mm～30mm；燃烧室上部开口部深度h为：7mm～12mm。
所述的燃烧室中心线与活塞中心线横向偏移X在1.5mm～4mm，与活塞中心线纵向偏移Y在1mm～2mm。
本实用新型与已有技术相比具有以下优点：
1、在燃烧室混合的过程中，燃烧室内的火焰和混合气体从梅花多边形开口部的R1、R2部集中起来流向主室部，因此，可以提高主室部的空气利用率和促进燃烧和空气的混合，可以提高空气利用率，增加燃烧速度，所以，作为减少NOx排放的措施，例如喷射时期的迟延点火和高EGR化，同时也减少NOx和PM的排放。也就是说可以同时减少两者的排放。而且即使使用喷射压力比较低的喷射装置，还是可以减少NOx和PM的排放。
2、通过燃烧室开口部R1和R2的最佳化，可以使得从R1、R2集中起来的混合气体流动的流动性更佳。
3、通过使燃烧室周壁的形状最佳化，可以保持燃烧室内微涡流，进一步促进主室部中燃油和空气的混合。
4、由于设置正确的燃烧室上端开口部以燃烧室中心为中心与R2部相切的圆直径d1和与R1部半径相切的圆直径d2的关系，既可以保持燃烧室内的微涡流，又可以得到强烈的逆气流以及使得从开口部的各R1、R2部获得更强的流动性。
5、由于设置突出部，可以使燃烧室底部的混合气体导入到燃烧室上部流动性强的区域，促进混合。
6、由于设置合适的燃烧室的整体深度H和上部开口深度h的之间的关系，可以保持燃烧室内的涡流，可以产生强大的逆气流，从而促进混合。
7、由于能保证油束与燃烧室匹配合理，从而促进混合，可以有效的减少PM中的主要成分黑铅，同时有效减少碳氢化合物和NOx，满足单缸柴油机高性能、低排放的要求。
附图说明
图1是本实用新型低排放直喷式发动机的活塞顶部的平面图。
图2是本实用新型活塞顶部的燃烧室截面图。
图3是表示扩大了的燃烧室半边的纵剖面图。
图4是表示燃烧室上端开口部的以燃烧室中心为中心与R2部相切的圆直径d1和与R1部半径相切的圆直径d2和活塞半径D的关系。
图5是已有技术中的活塞顶部的燃烧室剖面图。
具体实施方式
下面本实用新型将结合附图中的实施例作进一步描述：
图1～图4主要包括燃烧室11、上端开口部12、R1部14、R2部15、活塞30、气缸套31、气缸盖32、喷油器33、中央突起部34、周壁部35、周壁部36、周壁37、周壁38、顶壁(中央突起部)39、圆弧面40、圆弧41、径向隆起部42、活塞顶面43。
如图1，2所示：活塞30嵌合在气缸体的气缸套31中，在活塞30的顶部形成凹状的燃烧室11，燃烧室11的上方由气缸盖32的底面来闭合，在气缸盖32上安装将喷口中心置于气缸中心线上的喷油器33，喷油器33将燃油以圆锥状喷射到燃烧室11中。喷射到燃烧室11内的燃油在燃烧室11中，与空气混合，然后在燃烧室内燃烧。
燃烧室11的底部中央形成大致的圆锥形突起部34，在中央突起部34的周围形状环状沟；中央圆锥形突起部的顶部外周缘和下端间外部设置有向外隆起的径向隆起部。燃烧室11的内部是以轴线01为中心的旋转体形状。
如图1所示：燃烧室11的开口部12是由R1部14和R2部15组合形成大致的梅花多边形。本实例中燃烧室11的开口部12由7个R1部14和7个R2部15构成，大致成梅花形，大小不超过燃烧室11的最大直径d，开口部12的中心轴线和燃烧室内部的中心轴线01保持一致。
燃烧室上端开口部12的R1部14半径和R2部15半径关系设置为R1为：2～16mm，R2为：6～16mm。
如图3所示：表示放大了的燃烧室11半边的剖面图，燃烧室11的内部由周壁部35，周壁部36和中央突起部34的周壁37，周壁38和顶壁部39构成的。周壁部35从活塞30的顶面43偏离角度a，a的角度设置为90度，主室部的旋转直径d设置为d为：50～55mm，周壁部36和中央突起部34平滑连接。
图4所示：燃烧室11上端开口部12的以燃烧室中心01为中心与R2部15相切的圆直径d1和与R1部半径14相切的圆直径d2和活塞半径D的关系设置：d1为：42～48mm，d2为：40.5～45mm。从活塞30顶部到燃烧室11的整体深度H和活塞顶部到上部。开口深度h的之间的关系设置为H为：25mm～30mm，h为：7mm～12mm，0.2＜h/H＜0.5，而且，燃烧室中央突起部34的隆起量不能碰到喷油器33喷射出的燃油R。
燃烧室11的底部具有对称且中心线相交的圆弧面40，圆弧41半径为：5～7mm，圆弧面40向燃烧室11上方延伸并与其上端开口部12相交形成喉口部分。
燃烧室中心线01与活塞中心线横向偏移X在1.5mm～4mm，与活塞中心线纵向偏移Y在1mm～2mm。喷油嘴相对燃烧室中心也有一定的偏移。
本实用新型不限于以上，可以做出适当的设计变更，例如燃烧室上部开口部12可以是由7个以外的R1部14和7个以外的R2部15构成，大致成梅花多边形。

Claims (10)

1、一种低排放直喷式发动机燃烧室，在活塞(30)的顶部形成凹状的燃烧室(11)，其特征是燃烧室(11)内部以燃烧室中心轴线(01)为中心形成旋转体形状，燃烧室(11)的上端开口部(12)由半径(R1)部和半径(R2)部组合形成梅花多边形，上端开口部(12)的中心轴线和燃烧室的中心轴线(01)重合。
2、根据权利要求1所述的一种低排放直喷式发动机燃烧室，其特征在于所述的燃烧室(11)的上端开口部(12)半径(R1)为：2～16mm；半径(R2)为：6～16mm。
3、根据权利要求1所述的一种低排放直喷式发动机燃烧室，其特征在于所述的燃烧室(11)的底部具有对称且中心线相交的圆弧面(40)，圆弧(41)半径为：5～7mm，圆弧面(40)向燃烧室上方延伸并与其上端开口部(12)相交形成喉口部分。
4、根据权利要求1所述的一种低排放直喷式发动机燃烧室，其特征在于所述的燃烧室上端开口部(12)以燃烧室中心为中心与半径(R2)部相切的圆直径(d1)为：42～48mm；
5、根据权利要求1所述的一种低排放直喷式发动机燃烧室，其特征在于所述的燃烧室上端开口部(12)以燃烧室中心为中心与半径(R1)部相切的圆直径(d2)为：40.5～45mm；
6、根据权利要求1所述的一种低排放直喷式发动机燃烧室，其特征在于所述的燃烧室(11)的底部中央形成圆锥形突起部(34)，在中央圆锥形突起部(34)的周围形状环状沟。
7、根据权利要求6所述的一种低排放直喷式发动机燃烧室，其特征在于所述的圆锥形突起部(34)的顶部外周缘和下端间外部设置有向外隆起的径向隆起部(42)。
8、根据权利要求1所述的一种低排放直喷式发动机燃烧室，其特征在于所述的活塞(30)顶部到燃烧室(11)的整体深度(H)为：25mm～30mm。
9、根据权利要求1所述的一种低排放直喷式发动机燃烧室，其特征在于所述的燃烧室上部开口部(12)的深度(h)为：7mm～12mm。
10、根据权利要求1所述的一种低排放直喷式发动机燃烧室，其特征在于所述的燃烧室(11)中心线与活塞中心线横向偏移(X)在1.5mm～4mm，与活塞中心线纵向偏移(Y)在1mm～2mm。
CNU2008200307715U 2008-01-07 2008-01-07 低排放直喷式发动机燃烧室 Expired - Fee Related CN201155377Y (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CNU2008200307715U CN201155377Y (zh) 2008-01-07 2008-01-07 低排放直喷式发动机燃烧室

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CNU2008200307715U CN201155377Y (zh) 2008-01-07 2008-01-07 低排放直喷式发动机燃烧室

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN201155377Y true CN201155377Y (zh) 2008-11-26

Family

ID=40103160

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CNU2008200307715U Expired - Fee Related CN201155377Y (zh) 2008-01-07 2008-01-07 低排放直喷式发动机燃烧室

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN201155377Y (zh)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102213135A (zh) * 2010-04-01 2011-10-12 通用汽车环球科技运作有限责任公司 具有由燃料喷射导致的燃烧室混合的发动机
CN102650244A (zh) * 2012-05-17 2012-08-29 大连理工大学 一种低排放直喷式柴油机的实现方法
CN104763551A (zh) * 2015-04-01 2015-07-08 吉林大学 双燃料发动机中加工有燃烧室的活塞
CN105986891A (zh) * 2015-02-05 2016-10-05 陈小辉 节能单维内燃机
CN106150690A (zh) * 2015-03-15 2016-11-23 陈小辉 改进型节能单维内燃机

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102213135A (zh) * 2010-04-01 2011-10-12 通用汽车环球科技运作有限责任公司 具有由燃料喷射导致的燃烧室混合的发动机
CN102213135B (zh) * 2010-04-01 2013-11-13 通用汽车环球科技运作有限责任公司 具有由燃料喷射导致的燃烧室混合的发动机
CN102650244A (zh) * 2012-05-17 2012-08-29 大连理工大学 一种低排放直喷式柴油机的实现方法
CN105986891A (zh) * 2015-02-05 2016-10-05 陈小辉 节能单维内燃机
CN105986891B (zh) * 2015-02-05 2018-12-25 陈小辉 节能单维内燃机
CN106150690A (zh) * 2015-03-15 2016-11-23 陈小辉 改进型节能单维内燃机
CN106150690B (zh) * 2015-03-15 2018-12-18 陈小辉 改进型节能单维内燃机
CN104763551A (zh) * 2015-04-01 2015-07-08 吉林大学 双燃料发动机中加工有燃烧室的活塞

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2529094B1 (en) Direct injection diesel engines
CN101040108B (zh) 直接喷射式柴油机的燃烧室的形状
CN201155377Y (zh) 低排放直喷式发动机燃烧室
US20170082013A1 (en) Method for monitoring the fuel injection of an internal combustion engine with direct injection, in particular with compression ignition, and engine using such a method
CN107076007B (zh) 带有用于在具有低压缩比的双区燃烧室中生产燃料混合物的双锥角的直喷式内燃机及其使用方法
WO2014186140A1 (en) Piston having combustion bowl and engine using same
CN102444520A (zh) 具有喷嘴的直接喷射式内燃机
WO2023174003A1 (zh) 活塞及发动机
KR20150110543A (ko) 피스톤
EP2752564A1 (en) Piston
CN101215999A (zh) 低排放直喷式发动机燃烧室
CN101446225A (zh) 一种应用于直喷式柴油机的燃烧系统
CN204921139U (zh) 一种直喷式柴油机燃烧装置
CN113404585B (zh) 一种燃烧室与一种燃气发动机
JP2014084742A (ja) 副室付きガスエンジン
CN101769195B (zh) 空间分散式直喷柴油机燃烧系统
CN201739005U (zh) 车用直喷柴油机的低排放燃烧室
CN202091027U (zh) 一种高速柴油机燃烧室
CN101382109B (zh) 直喷式柴油机喷油器及进气道
CN101113683A (zh) 一种直喷式柴油机燃烧系统
CN103590889B (zh) 一种用于直喷汽油机两段预混压燃的燃烧系统及燃烧方法
CN201982196U (zh) 一种直喷柴油机的高效低排放燃烧装置
CN116241364B (zh) 预燃室燃烧系统、发动机及车辆
CN101705881A (zh) 气流对冲式天然气发动机快速燃烧室
CN101655029B (zh) 利用伞状喷雾的涡流室燃烧系统

Legal Events

Date Code Title Description
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20081126

Termination date: 20150107

EXPY Termination of patent right or utility model