CN204552927U - 一种涡流室式柴油机燃烧室双弓形连接通道镶块 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种涡流室式柴油机燃烧室双弓形连接通道镶块，属于内燃机技术领域。镶块凹槽直径与涡流室内径相配合，双弓形通道结构尺寸根据镶块直径以及起动孔大小和位置进行设计，双弓形通道包含主连接通道和辅连接通道；其中，弓形主、辅连接通道任意截面的弦在空间上互相垂直，在涡流室内通过主连接通道产生涡流，通过辅连接通道产生斜滚流，两股气流相交合成后促使涡流室内气流整体上呈现绕涡流轴线与涡流室底部平面形成一定夹角，促进气流带动涡流室底部几何形状突变位置的低速流动区的油气混合，从而促进燃烧更加均匀，改善涡流室内燃烧状况，提高燃烧效率，进而提高涡流室式柴油机的经济性能和排放性能、动力性能等。
Description
技术领域
本实用新型涉及内燃机燃烧室配件，属于内燃机技术领域。
背景技术
柴油机由于其移动方便、动力性强、可靠性高等优点而在工业、农业、国防以及交通运输业等领域有着广泛的应用。当前，柴油机主要有直喷式和非直喷式等形式，非直喷式柴油机又主要包括涡流室式和预燃室式等。其中，涡流室式柴油机因其良好的起动性、较好的油气混合效率和燃烧组织状况等而得到广泛的应用。特别是小型涡流室式柴油机对我国广泛存在的丘陵地区有很好的适用性，作为农耕、收割以及小型船舶动力等，对促进我国丘陵山区地带的农业和交通运输业发展和现代化做出了重大贡献。
涡流式内燃机的燃烧室分为涡流室和燃烧室，气缸内的空气被活塞压缩后经通道进入涡流室内，喷油燃烧后再次经过通道进入气缸燃烧室，因此，涡流室式柴油机的涡流室与燃烧室的连接通道对其性能有着较大的影响，特别是对涡流室内气流组织、油气混合均匀性以及对燃油雾化和燃烧效率等均有直接的影响。
而目前柴油机镶块通道局限于其结构，通常采用单通道结构或者设计为两个平行的连接通道，如专利201210178387.0、200910024451.8和201420255514.7等。其设计的连接通道皆存在这样的问题：气流进入涡流室后在涡流室底部几何形状突变位置会产生一定区域的气流低速区，导致此部位油气混合效率不高，进而影响燃烧过程，使其燃烧效率较差。因此，设计合理的镶块通道促使涡流室内气流能够均匀充分流动，保证燃烧可靠完全进行，对促进涡流室式柴油机的经济性、动力性、排放性等性能提高具有重要意义。
发明内容
本实用新型要解决的技术关键问题是提供一种涡流室式柴油机燃烧室双弓形连接通道镶块。需要主连接通道在涡流室内产生横向的涡流，并且辅连接通道在涡流室内产生辅助作用的斜滚流，两股气流混合交叉，从而促使涡流室内气流整体上的绕流轴线与涡流室底面成一定夹角，保证气流外围能够有效扫过涡流室底部几何结构突变位置，促进该区域的气流运动和油气混合以及燃烧的均匀充分进行，从而改善内燃机的燃烧性能。
为解决上述技术问题，本实用新型所采取的技术方案是：一种涡流室式风冷柴油机燃烧室双弓形通道镶块，所述的镶块上表面为圆形凹槽，凹槽的直径与涡流室内径相配合，其中双弓形连接通道包括主连接通道和辅连接通道，其尺寸根据镶块直径、起动孔大小及其位置进行设计，其特征在于：所述的镶块的凹槽与涡流室连接，镶块上的连接通道连接着涡流室和燃烧室。
对上述结构作进一步限制，所述的镶块连接通道，其特征在于：镶块上有两个连接通道，分别为主连接通道和辅连接通道，以增大通道面积，降低其流动阻力，提高气流在通道中的流通性。
对上述结构作进一步限制，所述的两个连接通道，其特征在于：两个连接通道的任一截面的弦在空间上相互垂直，且两个通道的弓形弧曲率与镶块外径曲率相同，连接通道截面的弓形弦均位于靠近镶块中心侧，弓形弧远离镶块中心，主连接通道和辅连接通道皆与镶块圆心形成锐角，并向涡流室壁面倾斜，其中主连接通道的倾斜角为40°-45°，辅连接通道的倾斜角为30°-35°，主连接通道的截面积比辅连接通道的截面积大20%-25%。
对上述结构作进一步限制，所述双弓形通道镶块，其特征在于：主连接通道与辅连接通道皆为弓形形状，在涡流室内产生两股与涡流室壁面形状相配合的气流流束。
对上述结构作进一步限制，所述双弓形通道镶块，其特征在于：主连接通道和辅连接通道分别产生涡流和斜滚流，主连接通道产生轴线平行于镶块底面的涡流，辅连接通道气流产生轴线相交于涡流轴线的作用力，从而使得涡流室内气流流动在整体上表现出绕流轴线与涡流室底面成一定夹角的状态。
对上述结构作进一步限制，所述双弓形通道镶块，其特征在于：主连接通道和辅连接通道的弓形弧结构，使得产生的气流能够与涡流室壁面相切，减小涡流室壁面形状突变对气流的阻力作用，其中主连接通道的倾斜角为40°-45°并与喷油入射角配合，促进油气混合，辅连接通道的倾斜角为30°-35°，产生的气流能够有效促进涡流轴线的倾斜，从而促进涡流室底部区域气流流速的提高。
采用上述技术方案所产生的有益效果在于：本实用新型对连接涡流室和燃烧室的通道结构进行了改进，利用双弓形连接通道的弓形弧线与涡流室壁面平行的结构降低气流流动阻力，同时增加通道面积更降低了气流流过通道时的阻力，促进涡流室内整体的油气混合速度的增加，主燃烧室混合气的浓度差减小，燃烧更迅速更均匀，提高了空气利用率，有利于改善涡流室内油气混合效率和燃烧状况；主连接通道与辅连接通道任一截面的弦在空间上互相垂直，产生的气流分别为横向的涡流和纵向的斜滚流，总的作用力使得涡流室内绕流轴线与涡流室底平面成一定夹角，促进涡流室底部气流滞留区域的气流流动，有利于该区域油气混合和燃烧的充分进行，提高涡流室式柴油机的燃烧效率，从而提高其经济性能、动力性能和排放性能等。
附图说明
图1是本实用新型镶块的俯视图；
图2是本实用新型镶块的仰视图；
图3是图1的主视剖面图；
图4是图1的右视剖面图；
图5是本实用新型镶块在气缸盖上应用的结构示意图；
其中：1、喷油嘴，2、涡流室，3、镶块，3.1、镶块中心轴线，4、凹槽，5、主连接通道，5.1、主连接通道轴线，6、辅连接通道，6.1、辅连接通道轴线，7、起动孔，8、气缸，9、气缸盖。
具体实施方式
下面结合附图，对本实用新型的具体实施方式作详细说明。
参照附图1-5，本实用新型具体涉及一种涡流室式柴油机燃烧室双弓形连接通道镶块，用于涡流室式柴油机。
由图1和图2所示镶块的俯视图和仰视图可知，镶块(3)上包含主连接通道(5)、辅连接通道(6)和起动孔(7)。在镶块(3)的仰视方向包含凹槽(4)部分，且主连接通道(5)、辅连接通道(6)和起动孔(7)都在凹槽(4)范围内。其中主连接通道(5)与辅连接通道(6)截面形状皆为弓形形状。主连接通道(5)和辅连接通道(6)的弓形弧曲率与镶块(3)外径曲率相同，且主连接通道(5)和辅连接通道(6)的弓形弦靠近镶块(3)中心，弓形弧远离镶块(3)中心，此设计有利于通过连接通道产生的气流能贴合壁面，促进涡流室内气体运动的范围，减小低流速区域。
根据附图3和图4所示，主连接通道(5)和辅连接通道(6)的任一截面的弦在空间上互相垂直，同时主连接通道轴线(5.1)与辅连接通道轴线(6.1)均与镶块中心轴线(3.1)成锐角。且主连接通道(5)的倾斜角为40°-45°，辅连接通道(6)的倾斜角为30°-35°。
附图5所示，镶块(3)的凹槽(4)与涡流室(2)连接，镶块(3)的连接通道连接着涡流室(2)和气缸(8)，在镶块(3)上设计主连接通道(5)和辅连接通道(6)，其结构尺寸根据镶块直径、起动孔位置和大小等参数进行合理安排设计，而主连接通道(5)截面积比辅连接通道(6)大20%-25%。主连接通道(5)的倾斜角与喷油入射角配合，在主连接通道轴线(5.1)的延长线上安排喷油嘴(1)的位置。活塞压缩气缸(8)内气体经过镶块(3)上主连接通道(5)和辅连接通道(6)以及起动孔(7)进入涡流室(2)时，主连接通道(5)产生涡流，辅连接通道(6)能够产生一个辅助的斜滚流，其两者总的作用力使得涡流室(2)内的气流绕流轴线与涡流室(2)底部具有一定的夹角，促使气流带动涡流室(2)底部几何形状突变位置的低速气流运动，促进其油气混合和燃烧的充分进行。
本实用新型中的两个连接通道安排合理，主连接通道轴线(5.1)与起动孔轴线方向一致，配合喷油嘴方向，将辅连接通道(6)设计在以主连接通道(5)中心与起动孔(7)中心连线的一侧，既能促进涡流的发展，还在垂直于涡流的气流方向增加了斜滚流的辅助作用。
本实用新型改进了原有镶块连接通道的结构，两个弓形连接通道增加了涡流室和燃烧室的连接通道面积，降低了气流流过镶块通道时的流动阻力，对保证气流流速有较好作用，而且两个弓形连接通道的弦互相垂直，分别产生一个主要作用的涡流和辅助作用的斜滚流，总的作用力使得涡流室内气流绕流轴线与涡流室底部平面呈一定夹角，促进气流流向涡流室底部几何结构突变位置，促进该区域低速气流的流动，增强其油气混合效率，提高其燃烧均匀性和充分性以及燃烧效率，因而改善燃烧室的燃烧状况，有利于改善涡流室式柴油机经济性、动力性和排放性等性能。
Claims (5)
1.一种涡流室式柴油机燃烧室双弓形连接通道镶块，所述镶块(3)的凹槽(4)与涡流室(2)连接，镶块(3)的连接通道连接着涡流室(2)和气缸(8)，其特征在于：镶块(3)上有两个连接通道，分别为主连接通道(5)和辅连接通道(6)。
2.根据权利要求1所述的一种涡流室式柴油机燃烧室双弓形连接通道镶块，其特征在于：主连接通道(5)与辅连接通道(6)截面皆为弓形形状。
3.根据权利要求2所述的一种涡流室式柴油机燃烧室双弓形连接通道镶块，其特征在于：主连接通道(5)和辅连接通道(6)的弓形截面投影的弦互相垂直。
4.根据权利要求2所述的一种涡流室式柴油机燃烧室双弓形连接通道镶块，其特征在于：主连接通道(5)和辅连接通道(6)的弓形弧曲率与镶块(3)外径曲率相同，且主连接通道(5)和辅连接通道(6)的弓形弦均位于靠近镶块(3)中心的一侧，弓形弧位于远离镶块(3)中心侧，主连接通道(5)和辅连接通道(6)都具有一定的倾斜角，两个连接通道的轴线皆与镶块中轴线形成锐角，其中主连接通道(5)的倾斜角为40°-45°并与喷油入射角配合，在主连接通道轴线(5.1)的延长线上安排喷油嘴(1)的位置，辅连接通道(6)的倾斜角为30°-35°，其中主连接通道的截面积比辅连接通道的截面积大20%-25%。
5.根据权利要求1所述的一种涡流室式柴油机燃烧室双弓形连接通道镶块，其特征在于：主连接通道(5)与起动孔(7)的倾斜角方向一致，在主连接通道(5)中心与起动孔(7)中心连线的一侧布置辅连接通道(6)。
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