CN204099070U - 一种柴油机燃烧室 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种柴油机燃烧室，设置在活塞的顶端，包括有燃烧室本体；其特征在于：燃烧室本体的截面为“ω”形；燃烧室本体自顶端至底端包括有喉口、圆弧槽和圆凸台；喉口为环状凸起，设置在燃烧室本体顶端的内侧面；圆弧槽设置在燃烧室本体底端两侧；圆凸台的顶端为环形平面，底端与圆弧槽的内侧边缘呈台阶状结构连接。本实用新型的柴油机燃烧室，通过对发动机气道、喷油规律以及增加系统以及后处理系统的参数进行模拟计算，得出最佳的燃烧室结构尺寸，从而对进入燃烧室的空气进行导流效果变的更强，这样能够让油气可以充分混合、涡流比达到最佳、燃烧更加充分，同时可以有效避免油束碰壁，提高发动机的性能，减少积碳的形成。

Description

一种柴油机燃烧室

技术领域

本实用新型涉及柴油机技术领域，具体涉及一种柴油机燃烧室。

背景技术

柴油机燃烧室是柴油机燃油与空气混合形成可燃混合气并进行燃烧的部位，它对柴油机功率、经济型、可靠性与排放有着重要的影响。在柴油机组织良好的燃烧过程时，不但要有良好的燃油喷射系统，良好的进气、排气系统，还必须有与喷油、进气、排气配合恰当的燃烧室形状和尺寸，才能使燃油与空气混合均匀，提高空气利用率，达到柴油机最佳的性能指标。

目前，我国生产的小缸径增压直喷柴油机中，活塞顶部普遍使用“ω”形燃烧室。这种燃烧室的机构、形状、尺寸及活塞顶的位置对气缸内气体运动和油气混合都有较大的影响，从而直接影响了发动机的性能及排放。“ω”形燃烧室的设计基本上在燃烧室的中心都是以如图1所示的圆锥形凸台为主，为了增大进气量，燃烧室的圆锥形凸台两边空间较大，中间的锥体又较小，空气进入燃烧室后的流动性和导向性不强，而且在燃烧室的圆锥形凸台上方的体积较大，这部分的空气不仅无法得到很好的利用，而且气流还可能在锥体的顶端互相干涉，造成柴油机燃烧不充分、容易积碳、排放值增高。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种柴油机燃烧室，通过对发动机气道、喷油规律以及增加系统以及后处理系统的参数进行模拟计算，得出最佳的燃烧室结构尺寸，使得燃烧室容积变大，从而对进入燃烧室的空气进行导流效果变的更强，这样能够让油气可以充分混合、涡流比达到最佳、燃烧更加充分，同时可以有效避免油束碰壁，提高发动机的性能，减少积碳的形成。

为实现上述目的，本实用新型提供了如下技术方案：

一种柴油机燃烧室，设置在活塞的顶端，包括有燃烧室本体；所述燃烧室本体的截面为“ω”形；所述燃烧室本体自顶端至底端包括有喉口、圆弧槽和圆凸台；所述喉口为环状凸起，设置在所述燃烧室本体顶端的内侧面；所述圆弧槽设置在所述燃烧室本体底端两侧；所述圆凸台的顶端为环形平面，底端与所述圆弧槽的内侧边缘呈台阶状结构连接。

优选地，所述燃烧室本体的直径为47.2～49.6mm，深度为14.7～15.7mm。

优选地，所述喉口的直径为43.3～45mm。

优选地，所述喉口与所述燃烧室本体的顶端通过第一圆角过渡，而与所述圆弧槽的外侧边缘通过第二圆角过渡。

优选地，所述第一圆角的半径为1～2mm，所述第二圆角的半径为2～2.5mm。

优选地，所述圆弧槽的半径为6～7mm。

优选地，所述圆弧槽与所述圆凸台的内侧边缘通过第三圆角过渡。

优选地，所述第三圆角的半径为2.5～3.5mm。

优选地，所述圆凸台的锥角为138°～143°。

优选地，所述圆凸台的顶端环形平面直径为2.5～3.5mm，由所述圆凸台顶端至底端的斜面宽度为8～8.5mm。

本实用新型的有益效果在于：

本实用新型的柴油机燃烧室，通过对发动机气道、喷油规律以及增加系统以及后处理系统的参数进行模拟计算，得出最佳的燃烧室结构尺寸，使得燃烧室容积变大，从而对进入燃烧室的空气进行导流效果变的更强，这样能够让油气可以充分混合、涡流比达到最佳、燃烧更加充分。另外通过对燃烧室内圆弧槽和圆凸台的结构进行调整，利用圆凸台顶端的环形平面以及圆弧槽与圆凸台连接处的台阶状结构，可以使进入到燃烧室的气流形成回旋涡流，且回旋涡流在圆凸台顶端因为环形平面的作用，不会产生碰撞，从而有效的避免了喷射油束碰到燃烧室的内壁，促进燃油的雾化及油气混合，减少积碳的形成，提高发动机的工作效率。

进一步地，燃烧室本体的直径为47.2～49.6mm，深度为14.7～15.7mm，有利于通过增加燃烧室本体的宽度和深度，使得进入到燃烧室本体内的空气量增加，这样可以更加有效的混合空气和燃油，增加燃烧室本体的燃烧效率，达到燃烧充分的效果。

进一步地，喉口的直径为43.3～45mm，有利于通过对喉口尺寸的调整，使得进入到燃烧室本体内的空气流动更快，提高在燃烧室本体底端形成涡流的效果，导流效果好。

进一步地，喉口与燃烧室本体的顶端通过第一圆角过渡，而与圆弧槽的外侧边缘通过第二圆角过渡，且第一圆角的半径为1～2mm，第二圆角的半径为2～2.5mm，有利于通过第一圆角和第二圆角减少阻力，进一步加快进入到燃烧室本体内的空气流速，提高在燃烧室本体底端形成涡流的效果，导流效果好。

进一步地，圆弧槽的半径为6～7mm，有利于通过对圆弧槽深度的优化，使得流向燃烧室本体底端的空气更容易形成涡流，涡流旋转速度的加快可以避免喷射油束碰到燃烧室本体的内壁，促进燃油的雾化和油气混合。

进一步地，圆弧槽与圆凸台的内侧边缘通过第三圆角过渡，且第三圆角的半径为2.5～3.5mm，有利于通过第三圆角使得经过圆弧槽加速后的涡流能够顺畅的分流，其中一部分涡流顺着圆弧槽的外缘弧线向燃烧室本体的上部移动，另一部分涡流沿着圆凸台的斜面向上运动，这样可以进一步加强燃油与空气的混合，提高燃烧室本体的燃烧效率，减少积碳的形成。

进一步地，圆凸台的锥角为138°～143°，且圆凸台的顶端环形平面直径为2.5～3.5mm，由圆凸台顶端至底端的斜面宽度为8～8.5mm，有利于通过锥角使得分流至圆凸台的涡流能够以稳定的速度向顶端移动，保证涡流在圆凸台的顶端环形平面周围可以形成逆向回旋气流，当喷射油束遇到逆向回旋气流的时候，可以由逆向回旋气流带动向圆弧槽方向移动，这样不仅可以充分混合燃油和空气，通过涡流将油气混合物循环的旋转起来，提高燃烧效率，同时逆向回旋气流所带动的油气混合物经往复旋转，不会产生碰撞，有效的避免了喷射油束对燃烧室本体内壁的碰撞，使得燃烧更加充分、减少积碳的形成、提高发动机的工作效率。另外，由于圆凸台上方燃料分布较少，可以降低圆凸台上方区域的温度，有利于保护喷油器和燃烧室，延长喷油器和燃烧室的使用寿命。

附图说明

接下来将结合附图对本实用新型的具体实施例作进一步详细说明，其中：

图1是现有技术的燃烧室剖面图；

图2是本实用新型实施例的燃烧室剖面图。

上图中标记：

1、燃烧室本体    2、喉口        3、圆弧槽

4、圆凸台        5、第一圆角    6、第二圆角

7、第三圆角

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能解释为对本实用新型的限制。

如图2所示，本实用新型的柴油机燃烧室，设置在活塞的顶端，包括有燃烧室本体1；燃烧室本体1的截面为“ω”形；燃烧室本体1自顶端至底端包括有喉口2、圆弧槽3和圆凸台4；喉口2为环状凸起，设置在燃烧室本体1顶端的内侧面；圆弧槽3设置在燃烧室本体1底端两侧；圆凸台4的顶端为环形平面，底端与圆弧槽3的内侧边缘呈台阶状结构连接。这种柴油机燃烧室，通过对发动机气道、喷油规律以及增加系统以及后处理系统的参数进行模拟计算，得出最佳的燃烧室本体1结构尺寸，使得燃烧室本体1容积变大，从而对进入燃烧室本体1的空气进行导流效果变的更强，这样能够让油气可以充分混合、涡流比达到最佳、燃烧更加充分。另外通过对燃烧室本体1内圆弧槽3和圆凸台4的结构进行调整，利用圆凸台4顶端的环形平面以及圆弧槽3与圆凸台4连接处的台阶状结构，可以使进入到燃烧室的气流形成回旋涡流，且回旋涡流在圆凸台4顶端因为环形平面的作用，产生逆向回旋气流来带动的油气混合物经往复旋转，不会产生碰撞，从而有效的避免了喷射油束碰到燃烧室本体1的内壁，促进燃油的雾化及油气混合，减少积碳的形成，提高发动机的工作效率。

燃烧室本体1的直径为47.2～49.6mm，深度为14.7～15.7mm，在图2的示例中，优选燃烧室本体1的直径为48mm，深度为15mm，有利于通过增加燃烧室本体1的宽度和深度，使得进入到燃烧室本体1内的空气量增加，这样可以更加有效的混合空气和燃油，增加燃烧室本体1的燃烧效率，达到燃烧充分的效果。

喉口2的直径为43.3～45mm，在图2的示例中，优选喉口2的直径为44mm，有利于通过对喉口2尺寸的调整，使得进入到燃烧室本体1内的空气流动更快，提高在燃烧室本体1底端形成涡流的效果，导流效果好。

喉口2与燃烧室本体1的顶端通过第一圆角5过渡，而与圆弧槽3的外侧边缘通过第二圆角6过渡，且第一圆角5的半径为1～2mm，第二圆角6的半径为2～2.5mm。在图2的示例中，第一圆角5的半径优选为1.5mm，第二圆角6的半径优选为2mm，有利于通过第一圆角5和第二圆角6减少阻力，进一步加快进入到燃烧室本体1内的空气流速，提高在燃烧室本体1底端形成涡流的效果，导流效果好。

圆弧槽3的半径为6～7mm，在图2的示例中，优选圆弧槽3的半径为6.5mm，有利于通过对圆弧槽3深度的优化，使得流向燃烧室本体1底端的空气更容易形成涡流，涡流旋转速度的加快可以避免喷射油束碰到燃烧室本体1的内壁，促进燃油的雾化和油气混合。

另外，圆弧槽3与圆凸台4的内侧边缘通过第三圆角7过渡，且第三圆角7的半径为2.5～3.5mm。在图2的示例中，优选第三圆角7的半径为3mm，有利于通过第三圆角7使得经过圆弧槽3加速后的涡流能够顺畅的分流，其中一部分涡流顺着圆弧槽3的外缘弧线向燃烧室本体1的上部移动，另一部分涡流沿着圆凸台4的斜面向上运动，这样可以进一步加强燃油与空气的混合，提高燃烧室本体1的燃烧效率，减少积碳的形成。

圆凸台4的锥角为138°～143°，且圆凸台4的顶端环形平面直径为2.5～3.5mm，由圆凸台4顶端至底端的斜面宽度为8～8.5mm。在图2的示例中，优选圆凸台的顶端环形平面直径为3mm，圆凸台4顶端至底端的斜面宽度为8mm，有利于通过锥角使得分流至圆凸台4的涡流能够以稳定的速度向顶端移动，保证涡流在圆凸台4的顶端环形平面周围可以形成逆向回旋气流，当喷射油束遇到逆向回旋气流的时候，可以由逆向回旋气流带动向圆弧槽3方向移动，这样不仅可以充分混合燃油和空气，通过涡流将油气混合物循环的旋转起来，提高燃烧效率，同时逆向回旋气流所带动的油气混合物经往复旋转，不会产生碰撞，有效的避免了喷射油束对燃烧室本体1内壁的碰撞，使得燃烧更加充分、减少积碳的形成、提高发动机的工作效率。另外，由于圆凸台4上方燃料分布较少，可以降低圆凸台4上方区域的温度，有利于保护喷油器和燃烧室本体1，延长喷油器和燃烧室本体1的使用寿命。

以上依据图示的实施例详细说明了本实用新型的构造、特征及作用效果，以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，但本实用新型不以图面所示限定实施范围，凡是依照本实用新型的构想所作的改变，或者修改为等同变化的等效实施例，仍未超出说明书与图示所涵盖的精神时，均应在本实用新型的保护范围内。

Claims (10)

1.一种柴油机燃烧室，设置在活塞的顶端，包括有燃烧室本体；其特征在于：所述燃烧室本体的截面为“ω”形；所述燃烧室本体自顶端至底端包括有喉口、圆弧槽和圆凸台；所述喉口为环状凸起，设置在所述燃烧室本体顶端的内侧面；所述圆弧槽设置在所述燃烧室本体底端两侧；所述圆凸台的顶端为环形平面，底端与所述圆弧槽的内侧边缘呈台阶状结构连接。

2.根据权利要求1所述的柴油机燃烧室，其特征在于，所述燃烧室本体的直径为47.2～49.6mm，深度为14.7～15.7mm。

3.根据权利要求1所述的柴油机燃烧室，其特征在于，所述喉口的直径为43.3～45mm。

4.根据权利要求3所述的柴油机燃烧室，其特征在于，所述喉口与所述燃烧室本体的顶端通过第一圆角过渡，而与所述圆弧槽的外侧边缘通过第二圆角过渡。

5.根据权利要求4所述的柴油机燃烧室，其特征在于，所述第一圆角的半径为1～2mm，所述第二圆角的半径为2～2.5mm。

6.根据权利要求1所述的柴油机燃烧室，其特征在于，所述圆弧槽的半径为6～7mm。

7.根据权利要求6所述的柴油机燃烧室，其特征在于，所述圆弧槽与所述圆凸台的内侧边缘通过第三圆角过渡。

8.根据权利要求7所述的柴油机燃烧室，其特征在于，所述第三圆角的半径为2.5～3.5mm。

9.根据权利要求1所述的柴油机燃烧室，其特征在于，所述圆凸台的锥角为138°～143°。

10.根据权利要求9所述的柴油机燃烧室，其特征在于，所述圆凸台的顶端环形平面直径为2.5～3.5mm，由所述圆凸台顶端至底端的斜面宽度为8～8.5mm。