CN202851183U - 低排放单缸柴油机活塞燃烧室 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种低排放单缸柴油机活塞燃烧室，包括设置在活塞顶部的燃烧室，所述活塞的直径在Φ96mm-Φ102mm的范围内，所述燃烧室为半分开式燃烧室，所述燃烧室底部具有对称且中心线相交的两圆弧面，圆弧半径C在R4mm-R6mm的范围内，深度B在16mm-17mm的范围内，所述两圆弧面的内切线相交构成圆锥面，且圆锥面相交处圆滑过渡，所述内切线与所述活塞顶面形成夹角α在17°-24°的范围内。本实用新型的低排放单缸柴油机活塞燃烧室，不仅设计合理、工艺性好，而且能最大程度的利用燃烧室内的空气以达到理想的油气混合效果，满足单缸柴油机高性能、低排放要求。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种缸径在Φ96mm-Φ102mm的单缸柴油机活塞燃烧室，尤其是涉及一种环保型的低排放单缸柴油机活塞燃烧室。
背景技术
因排放法规对单缸柴油机排放要求不是很高，故对于小缸径单缸柴油机，活塞燃烧室多采用直口结构。现在国家对农用机械的动力单元排放要求有了进一步提高，因此改进活塞结构成为首要任务。原有的直口型燃烧室，不能形成足够的挤流，空气利用率偏低，造成燃料和空气的混合效果降低，无法形成理想的可燃混合气，燃烧不充分，造成排放性能无法达到排放法规要求。针对直口型燃烧室这些缺点，目前的柴油机是通过改收口型燃烧室来解决的，他借鉴多缸机活塞燃烧室的结构，综合考虑燃烧室结构、形状、尺寸以及在活塞顶部的位置对缸内气流运动和油气混合的影响，及对柴油机燃烧性能的影响，当空气由进气道进入气缸时产生绕气缸轴线旋转的进气涡流，并且在压缩末期，活塞顶上部的环形空间的空气挤入燃烧室内产生挤气涡流，以助于燃料和空气的混合。但由于燃烧室收口角度小，挤气涡流强度不大，不能达到理想的油气混合效果。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种低排放单缸柴油机活塞燃烧室，不仅设计合理、工艺性好，而且能最大程度的利用燃烧室内的空气以达到理想的油气混合效果，满足单缸柴油机高性能、低排放要求。
本实用新型的主要解决方案是这样实现的：
本实用新型提供一种低排放单缸柴油机活塞燃烧室，燃烧室设置在活塞的顶部，其中，所述活塞的直径在96mm-102mm范围内，所述燃烧室为半分开式燃烧室，所述燃烧室底部具有对称且中心线相交的两圆弧面，圆弧半径C在4mm-6mm范围内，深度B在16mm-17mm范围内；所述两圆弧面的内切线相交构成圆锥面，且圆锥面相交处圆滑过渡，所述内切线与活塞顶面形成的夹角α在17°-24°范围内；所述两圆弧面的外切线向所述燃烧室口延伸并在其口部圆滑过渡形成喉口部分。
优选地，所述喉口部分直径A在53mm-57mm范围内，深度G在2mm-2.5mm范围内，所述外切线与喉口垂线形成的夹角β在19°-30°范围内。
优选地，所述喉口部分与所述活塞顶面的过渡圆角半径E在1mm-2mm范围内，所述喉口部分与所述外切线过渡圆角半径F在1mm-1.5mm范围内。
优选地，所述圆锥面过渡圆角的半径D在5mm-7mm范围内。
优选地，所述燃烧室的中心线与活塞的中心线的纵向距离Y在2.5mm-4.5mm范围内，与活塞中心线的横向距离X在1.0mm-2.0mm范围内。
本实用新型的低排放单缸柴油机活塞燃烧室通过对单缸柴油机进气系统、喷油规律及气缸盖总体布置的分析，合理布置活塞顶部收口型燃烧室形状和尺寸，减小半分开式燃烧室底部的两圆弧的半径，同时增加圆弧面外切线与活塞顶面的角度，减少喉口部分的直径，且又减小由两圆弧面内切线形成锥面与活塞顶面的高度，不仅设计合理、工艺性好，而且活塞顶上部的环形空间的的空气在挤入燃烧室内能形成较强的挤气涡流，使进气涡流与挤气涡流能很好的配合，从而改善油气的混合。
同时，通过调整喷油器与燃烧室的相对位置，使油束与燃烧室形状匹配，油束在燃烧室内的空间分布更加合理，油气混合更加理想，由于空气利用率得以提高，从而达到理想的高性能、低排放的指标。采用本实用新型结构的燃烧室，能使单缸柴油机十三工况污染物排放达到欧洲Ⅰ号标准、节油，具有良好的社会效益和经济效益。
附图说明
图1是本实用新型具体实施例的低排放单缸柴油机活塞燃烧室在活塞顶部的结构示意图；
图2是本实用新型具体实施例的低排放单缸柴油机活塞燃烧室在活塞顶部的剖面图。
图3是本实用新型具体实施例的低排放单缸柴油机活塞燃烧室与喷油器匹配的油线图。
具体实施方式
为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明，使本实用新型的上述及其它目的、特征和优势将更加清晰。在全部附图中相同的附图标记指示相同的部分。并未刻意按比例绘制附图，重点在于示出本实用新型的主旨。
下面结合图1和图2对本实用新型的具体实施例进行详细说明。图1是本实用新型具体实施例的低排放单缸柴油机活塞燃烧室在活塞顶部的结构示意图；图2是本实用新型具体实施例的低排放单缸柴油机活塞燃烧室在活塞顶部的剖面图。
本实用新型实施例的低排放单缸柴油机活塞燃烧室，包括设置在活塞1顶部的燃烧室11，活塞1的直径在Φ96mm-Φ102mm的范围内，燃烧室11为半分开式燃烧室，燃烧室11底部具有对称且中心线相交的两圆弧面，圆弧半径C在R4mm-R6mm的范围内，深度B在16mm-17mm的范围内；两圆弧面的内切线相交构成圆锥面，圆锥面过渡圆角的半径D在R5mm-R7mm的范围内，且圆锥面相交处圆滑过渡，内切线与所述活塞顶面形成夹角α在17°-24°的范围内；两圆弧面的外切线向燃烧室口延伸并在其口部圆滑过渡形成喉口部分，喉口部分直径A在Φ53mm-Φ57mm的范围内，深度G在2mm-2.5mm的范围内，外切线与喉口垂线形成的夹角β在19°-30°的范围内；喉口部分与活塞顶面的过渡圆角半径E在R1mm-R2mm的范围内，喉口部分与外切线过渡圆角半径F在R1mm-R1.5mm的范围内。
另外，燃烧室11的中心线与活塞1的中心线的纵向距离Y在2.5mm-4.5mm的范围内，与活塞1中心线的横向距离X在1.0mm-2.0mm的范围内。
本实用新型的低排放单缸柴油机活塞燃烧室通过对单缸柴油机进气系统、喷油规律及气缸盖总体布置的分析，合理布置活塞顶部收口型燃烧室形状和尺寸，减小半分开式燃烧室底部的两圆弧的半径，同时增加圆弧面外切线与活塞顶面的角度，减少喉口部分的直径，且又减小由两圆弧面内切线形成锥面与活塞顶面的高度，不仅设计合理、工艺性好，而且活塞顶上部的环形空间的的空气在挤入燃烧室内能形成较强的挤气涡流，使进气涡流与挤气涡流能很好的配合，从而改善油气的混合。
图3是本实用新型具体实施例的低排放单缸柴油机活塞燃烧室与喷油器匹配的油线图。通过调整喷油器22与燃烧室11的相对位置，使油束与燃烧室形状匹配，油束在燃烧室内的空间分布更加合理，油气混合更加理想，由于空气利用率得以提高，从而达到理想的高性能、低排放的指标。采用本实用新型结构的燃烧室，能使单缸柴油机十三工况污染物排放达到欧洲Ⅰ号标准、节油，具有良好的社会效益和经济效益。
在以上的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型。但是以上描述仅是本实用新型的较佳实施例而已，本实用新型能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，因此本实用新型不受上面公开的具体实施的限制。同时任何熟悉本领域技术人员在不脱离本实用新型技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本实用新型技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本实用新型技术。
Claims (5)
1.一种低排放单缸柴油机活塞燃烧室，燃烧室设置在活塞的顶部，其特征在于，所述活塞的直径在96mm-102mm范围内，所述燃烧室为半分开式燃烧室，所述燃烧室底部具有对称且中心线相交的两圆弧面，圆弧半径(C)在4mm-6mm范围内，深度(B)在16mm-17mm范围内；所述两圆弧面的内切线相交构成圆锥面，且圆锥面相交处圆滑过渡，所述内切线与活塞顶面形成的夹角(α)在17°-24°范围内；所述两圆弧面的外切线向所述燃烧室口延伸并在其口部圆滑过渡形成喉口部分。
2.如权利要求1所述的低排放单缸柴油机活塞燃烧室，其特征在于，所述喉口部分直径(A)在53mm-57mm范围内，深度(G)在2mm-2.5mm范围内，所述外切线与喉口垂线形成的夹角(β)在19°-30°范围内。
3.如权利要求1所述的低排放单缸柴油机活塞燃烧室，其特征在于，所述喉口部分与所述活塞顶面的过渡圆角半径(E)在1mm-2mm范围内，所述喉口部分与所述外切线过渡圆角半径(F)在1mm-1.5mm范围内。
4.如权利要求1所述的低排放单缸柴油机活塞燃烧室，其特征在于，所述圆锥面过渡圆角的半径(D)在5mm-7mm范围内。
5.如权利要求1所述的低排放单缸柴油机活塞燃烧室，其特征在于，所述燃烧室的中心线与活塞的中心线的纵向距离(Y)在2.5mm-4.5mm范围内，与活塞中心线的横向距离(X)在1.0mm-2.0mm范围内。
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