CN2035797U - 一种柴油机涡流燃烧室结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型是在现有不同类型的涡流燃烧室内壁上加工有凹圆弧，在活塞顶部的主燃烧室表面上加工双“w”型双凹坑与涡流室相配。采用本实用新型有效改善涡流燃烧室内空气流动状态，涡流燃烧室内的涡流强度随柴油机转速的增加而削弱，并能把削弱的涡流能量转化为涡流室内气体的微涡流运动，从而实现了对涡流室内空气涡流强度的自动抑制，使各种转速下的柴油机都得到合适的涡流强度，因而柴油机油耗低，节能效果显著。

Description

本实用新型用于柴油机。

常用的柴油机涡流燃烧室结构有平底钟罩式、慧星I～V型、球型等。绝大多数是依靠通道使涡流室内获得合适的涡流强度，例如：自英国里卡多公司发明了第一个柴油机涡流燃烧室以来，经过五十多年的努力，由慧星I型发展到慧星V型。尽管其结构不断改进，涡流强度有所削弱，然而它们不可避免地出现了随柴油机转速增加而增强的涡流强度，因此，只仅仅能在一、二个特定转速下才能获得合适的涡流强度，这时柴油机油耗较低。为了获得柴油机较低的油耗，设计者常把最佳点调节在额定工况附近，才能获得较理想的油耗指标，而偏离该点的工况点油耗仍然偏高。

我国目前大多数采用平底钟罩式涡流燃烧室，这种涡流燃烧室与上述慧星型、球型涡流室相比较，涡流强度有削弱的趋势，耗油率也有所下降，但是靠近涡流室底部流动特性较差，容易形成局部缺氧高温区，出现冒烟、冒气现象。

本实用新型的目的在于避免上述现有技术中的不足之处而改进涡流燃烧室的结构。从而有效地控制涡流室内空气涡流强度，使柴油机在各种转速范围内都获得合适的空气涡流强度，且在控制过程中，还能产生随柴油机转速增加而增强的微涡流。这种微涡流的流动，即抑制了主涡流强度，又促进了涡流燃烧室内气体流动，并能解决涡流室底部的局部高温区问题，从而使柴油机获得高燃烧率。

本实用新型通过以下措施实现：

在普通的柴油机涡流燃烧室加工完毕之后，再在涡流室内壁上加工凹圆弧。凹圆弧的形状是根据不同类型的柴油机涡流室的形状差异，而分别采用单凹圆弧或双凹圆弧或多段凹圆弧等多种形式，而在活塞顶部的主燃烧室内壁上加工双“ω”型凹坑与涡流室相配。

本实用新型的具体形状与结构由以下的实施例及其附图给出。

图1为四种凹圆弧方案示意图；

图1a）为平底钟罩式涡流室采用多段凹圆弧方案的示意图；

图1b）为平底钟罩型涡流室采用双段圆弧方案的示意图；

图1c）为慧星型涡流室采用多段圆弧方案的示意图；

图1d）为球型涡流室采用单凹圆弧方案的示意图；

图2为平底钟罩式涡流燃烧室采用的结构示意图；

图2a）为平底钟罩式涡流室采用双凹圆弧方案；

图2b）为主燃烧室采用的双“ω”型双凹坑结构示意图；

图3是170型柴油机采用本实用新型前后油耗曲线对比图，图3中曲线1为采用本实用新型前的油耗曲线，曲线2为采用本实用新型的油耗曲线。

确定涡流室内壁上的凹圆弧结构尺寸时，应以涡流室球半径R作为计算依据，确定主燃烧表面的双“ω”型双凹坑结构尺寸时应以该柴油机活塞直径D作为计算依据。

涡流室内壁上的凹圆弧结构参数如下：

图2a）中R为涡流室球半径，H₁为凹圆弧离涡流室底部的距离H₁／R＝0.4～0.6；R₁、R₂各为双凹圆弧的半径，R₁／R＝0.2～0.45、R₂／R＝0.2～0.45。

主燃烧室采用的双“ω”型双凹坑的结构参数如下：

图2b）中D为活塞直径，H₂为主燃烧室内活塞顶部“ω”双凹坑的深度，H₂＝（0.05～0.08）D：Ω为“ω”双凹坑中心过渡曲率半径，Ω＝10～20mm；ε为“ω”双凹坑边缘圆弧半径，ε＝1.5～2mm；h为“ω”双凹坑边缘保留圆柱体高度，h＝1mm；e为“ω”双凹坑中心与活塞中心距离的偏移量；e＝（0.08～0.15）D；φ为“ω”双凹坑圆弧直径，φ＝（0.35～0.50）D；l₀为“ω”双凹坑圆弧中心距，l₀＝（0.35～0.50）D。

本实用新型的其中一种实施例如下：

设计人采用如下结构参数，改进已使用的170型柴油机的涡流燃烧室：

R＝10mm

H₁／R＝0.5

R₁／R＝0.2

R₂／R＝0.4

D＝70mm

H₂＝0.056D

ε＝1.5mm

φ＝0.37D

h＝1mm

l＝0.12D

l₀＝26mm

Ω＝15mm

本实用新型有如下优点：

1.本实用新型结构极其简单，加工方便，即在原柴油机涡流燃烧室加工完毕之后，用圆弧刀具切削而成。

2.采用本实用新型，有效地改善了涡流燃烧室内空气流动状态，解决了涡流燃烧室底部局部高温区而造成的冒烟、冒气问题。实验证明：涡流燃烧室内的涡流强度随柴油机转速的增加而削弱，并能把削弱的涡流能量转化为涡流室内气体的微涡流运动，加强了混合气体的形成并提高了混合气体的质量，从而实现了对涡流室内空气涡流强度的自动抑制，使各种转速下的柴油机都获得合适的涡流强度，排气温度降低了20～30℃，为节能创造了良好的条件。

3.从图3所表示的曲线可见，采用本实用新型的柴油机油耗低，节能效果显著。

附表是本实用新型与国内外同缸径机型的柴油机的油耗量比较：

发动机功率／转速（千瓦／每分钟·转	发动机负荷％	油耗量（克／千瓦·小时）
						产品合格标准	国内同类机型水平	国外同类机型水平	本实用新型达到的水平
		2.94/26003.24/26003.68/30004.4/3000	100110100120	291305306334	265276299319					272282299319	257250262270

附表中与本实用新型的对比数据摘自“国内外小型柴油机资料汇编”（湖南省农机研究所汇编）。上述的附图，附表表明采用本实用新型油耗水平比同缸径产品的合格标准降低了12～15％（在额定工况下）；而当负荷为110％时，油耗可降低至15％以上。

另外，大负荷时油耗更低，有利于提高该机的过载能力，有利于大负荷时节能。

4.可直接推广至各种类型的系列柴油机产品和改造已在使用的各类型柴油机。

5.使用本实用新型，对柴油机的其他性能无任何影响。

Claims (1)

1. 一种柴油机涡流燃烧室结构，其特征在于在现有不同类型的涡流燃烧室内壁上加工有单凹圆弧或双凹圆弧或多段凹圆弧，在活塞顶部的主燃烧室表面上加工双“ω”型双凹坑与涡流室相配。