CN204921139U - 一种直喷式柴油机燃烧装置 - Google Patents

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Abstract

一种直喷式柴油机燃烧装置，包括气缸、气缸盖、喷油嘴、活塞及燃烧室，气缸上方设置气缸盖，气缸内腔设置活塞；活塞上方设有燃烧室；燃烧室为ω形；气缸盖上安装有喷油嘴，喷油嘴的中心线与燃烧室的中心线重合；燃烧室内设有阻挡体，阻挡体为倒置的曲面旋转体，固定在燃烧室的中央；燃烧室顶面开口处设置凹坑。本实用新型的喷油嘴喷出的雾状油束喷射到阻挡体上，一部分油束被反弹进行二次雾化，一部分沿着阻挡体流向燃烧室中，利用了燃烧室内的空气涡流与湍流，使燃油与空气混合速率和空间区域大大增加，增加油气混合速率，混合均匀，并在燃烧室内形成较稀薄的扩散燃烧，从而使碳烟和NOx排放同时降低，有效改善柴油机燃烧，提高经济效益。

Description

一种直喷式柴油机燃烧装置
技术领域
本实用新型属于内燃机技术领域，涉及一种直喷式柴油机燃烧装置。
背景技术
手扶拖拉机常采用直喷式柴油机作为动力装置。传统的直喷式柴油机燃烧系统是通过高压喷油器讲柴油喷入到燃烧室内，形成的喷雾束与燃烧室内空气作用实现喷雾混合燃烧，这种燃烧方式以扩散燃烧形式为主。目前，柴油机不同程度地存在喷射燃油撞到燃烧室壁面的情况，燃油碰壁后会在壁面形成一层较浓的相对稳定的混合气层。这层浓的混合气层对柴油机中的碳烟形成及废气排放具有重要影响。随着柴油机燃油喷射压力的提高和缸径的小型化，这种现象讲更加严重。另外，喷雾在圆周方向上分布不均，喷雾在落点处堆积或产生油膜。顶隙空间利用不充分，混合器空间分布均匀度并不理想，空气利用率不高，燃烧不完全，导致油耗高、碳烟排放大。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本实用新型提供了一种能够改善燃烧室内气体流动，提高空气利用率，实现油气更加均匀的混合，降低油耗，减少碳烟排放的直喷式柴油机燃烧装置。
为了实现上述发明目的，本实用新型的技术方案如下：
一种直喷式柴油机燃烧装置，包括气缸、气缸盖、喷油嘴、活塞及燃烧室，所述的气缸上方设置气缸盖，气缸内腔设置活塞；所述的活塞上方设有燃烧室；所述的燃烧室为ω形；所述的气缸盖上安装有喷油嘴，喷油嘴的中心线与燃烧室的中心线重合；所述的燃烧室内设有阻挡体，阻挡体为倒置的曲面旋转体，曲面旋转体固定在燃烧室的中央；所述的燃烧室顶面开口处设置凹坑。
以上所述的喷油嘴包括外壳、油道、针阀体、针阀腔、第一层喷油孔和第二层喷油孔；所述的外壳上设置油道，油道与针阀腔相连通；所述的针阀体位于外壳内，针阀体底端与外壳内壁底端之间形成喷油腔；所述的外壳底部开有第一层喷油孔和第二层喷油孔，第一层喷油孔和第二层喷油孔均包含有均匀分布的4-5个喷油孔，且第一层喷油孔和第二层喷油孔上的喷油孔在纵向投影上为交错分布。
以上所述的第一层喷油孔设置在喷油腔内；所述的第二层喷油孔位于第一层喷油孔上方，位于针阀体底端与外壳内壁底部形成的密封面最低处的上方。
优选的，以上所述的曲面旋转体为圆弧面旋转体、抛物面旋转体或圆锥体。
对比于现有技术，本实用新型具有以下优点和积极效果：
1、本实用新型在燃烧室中央设有阻挡体，喷油嘴喷出的雾状油束喷射到阻挡体上，一部分油束被反弹进行二次雾化，一部分沿着阻挡体流向燃烧室中，该燃烧室利用了燃烧室内的空气涡流与湍流，使燃油与空气混合速率和空间区域大大增加，增加油气混合速率，混合均匀，并在燃烧室内形成较稀薄的扩散燃烧，从而使碳烟和NOx排放同时降低，有效改善柴油机燃烧，提高经济效益。
2、本实用新型在燃烧室内设有凹坑，气流进入燃烧室后，在凹坑底面形成很好的涡流，充分利用进气紊流能量，进一步实现油气快速混合和燃烧，油滴雾化好、被充分燃烧，从而降低了油耗。
3、本实用新型设有两层多个喷油孔，在不改变喷油能力的情况下，减小喷油孔直径，改善燃油雾化效果；当柴油机高工况时，两层喷油孔都可以进行喷油，满足喷油能力，改善燃油湿壁现象及燃油在空气中的分布均匀性，进而改善燃烧，增加效率，降低排放。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图。
图2为本实用新型的喷油嘴的结构示意图。
图3为本实用新型的第一层喷油孔的布置图。
图4为本实用新型的第二层喷油孔的布置图。
附图标识：
1-气缸，2-气缸盖，3-喷油嘴，4-燃烧室，5-凹坑，6-阻挡体，7-活塞，8-外壳，9-油道，10-针阀体，11-针阀腔，12-第二层喷油孔，13-第一层喷油孔。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型作进一步说明。
实施例1：
一种直喷式柴油机燃烧装置，包括气缸1、气缸盖2、喷油嘴3、活塞7及燃烧室4，气缸1上方设置气缸盖2，气缸1内腔设置活塞7。活塞7上方设有燃烧室4，燃烧室4为ω形。气缸盖2上安装有喷油嘴3，喷油嘴3的中心线与燃烧室4的中心线重合。所述的燃烧室4内设有阻挡体6，阻挡体6为倒置的圆弧面旋转体，该圆弧面旋转体固定在燃烧室4的中央。喷油嘴3喷出的雾状油束喷射到阻挡体6上，一部分油束被反弹进行二次雾化，一部分沿着阻挡体6流向燃烧室4中，该燃烧室4利用了燃烧室4内的空气涡流与湍流，使燃油与空气混合速率和空间区域大大增加，增加油气混合速率，混合均匀，并在燃烧室4内形成较稀薄的扩散燃烧，从而使碳烟和NOx排放同时降低，有效改善柴油机燃烧。所述的燃烧室4顶面开口处设置凹坑5。气流进入燃烧室4后，在凹坑5底面形成很好的涡流，充分利用进气紊流能量，进一步实现油气快速混合和燃烧，油滴雾化好、被充分燃烧，从而降低了油耗。
实施例2：
一种直喷式柴油机燃烧装置，包括气缸1、气缸盖2、喷油嘴3、活塞7及燃烧室4，气缸1上方设置气缸盖2，气缸1内腔设置活塞7。活塞7上方设有燃烧室4，燃烧室4为ω形。气缸盖2上安装有喷油嘴3，喷油嘴3的中心线与燃烧室4的中心线重合。所述的燃烧室4内设有阻挡体6，阻挡体6为倒置的抛物面旋转体，该抛物面旋转体固定在燃烧室4的中央。喷油嘴3喷出的雾状油束喷射到阻挡体6上，一部分油束被反弹进行二次雾化，一部分沿着阻挡体6流向燃烧室4中，该燃烧室4利用了燃烧室4内的空气涡流与湍流，使燃油与空气混合速率和空间区域大大增加，增加油气混合速率，混合均匀，并在燃烧室4内形成较稀薄的扩散燃烧，从而使碳烟和NOx排放同时降低，有效改善柴油机燃烧。所述的燃烧室4顶面开口处设置凹坑5。气流进入燃烧室4后，在凹坑5底面形成很好的涡流，充分利用进气紊流能量，进一步实现油气快速混合和燃烧，油滴雾化好、被充分燃烧，从而降低了油耗。
所述的喷油嘴3包括外壳8、油道9、针阀体10、针阀腔11、第一层喷油孔13和第二层喷油孔12。外壳8上设置油道9，油道9与针阀腔11相连通。针阀体10位于外壳8内，针阀体10底端与外壳8内壁底端之间形成喷油腔。外壳8底部开有第一层喷油孔13和第二层喷油孔12，第一层喷油孔13设置在喷油腔内；第二层喷油孔12位于第一层喷油孔13上方，位于针阀体10底端与外壳8内壁底部形成的密封面最低处的上方。第一层喷油孔13和第二层喷油孔12均包含有均匀分布的4个喷油孔，且第一层喷油孔13和第二层喷油孔12上的喷油孔在纵向投影上为交错分布。设有两层多个喷油孔，在不改变喷油能力的情况下，减小喷油孔直径，改善燃油雾化效果。当柴油机高工况时，两层喷油孔都可以进行喷油，满足喷油能力，改善燃油湿壁现象及燃油在空气中的分布均匀性，进而改善燃烧，增加效率，降低排放。
实施例3：
一种直喷式柴油机燃烧装置，包括气缸1、气缸盖2、喷油嘴3、活塞7及燃烧室4，气缸1上方设置气缸盖2，气缸1内腔设置活塞7。活塞7上方设有燃烧室4，燃烧室4为ω形。气缸盖2上安装有喷油嘴3，喷油嘴3的中心线与燃烧室4的中心线重合。所述的燃烧室4内设有阻挡体6，阻挡体6为倒置的圆锥体，该圆锥体固定在燃烧室4的中央。喷油嘴3喷出的雾状油束喷射到阻挡体6上，一部分油束被反弹进行二次雾化，一部分沿着阻挡体6流向燃烧室4中，该燃烧室4利用了燃烧室4内的空气涡流与湍流，使燃油与空气混合速率和空间区域大大增加，增加油气混合速率，混合均匀，并在燃烧室4内形成较稀薄的扩散燃烧，从而使碳烟和NOx排放同时降低，有效改善柴油机燃烧。所述的燃烧室4顶面开口处设置凹坑5。气流进入燃烧室4后，在凹坑5底面形成很好的涡流，充分利用进气紊流能量，进一步实现油气快速混合和燃烧，油滴雾化好、被充分燃烧，从而降低了油耗。
所述的喷油嘴3包括外壳8、油道9、针阀体10、针阀腔11、第一层喷油孔13和第二层喷油孔12。外壳8上设置油道9，油道9与针阀腔11相连通。针阀体10位于外壳8内，针阀体10底端与外壳8内壁底端之间形成喷油腔。外壳8底部开有第一层喷油孔13和第二层喷油孔12，第一层喷油孔13设置在喷油腔内；第二层喷油孔12位于第一层喷油孔13上方，位于针阀体10底端与外壳8内壁底部形成的密封面最低处的上方。第一层喷油孔13和第二层喷油孔12均包含有均匀分布的5个喷油孔，且第一层喷油孔13和第二层喷油孔12上的喷油孔在纵向投影上为交错分布。设有两层多个喷油孔，在不改变喷油能力的情况下，减小喷油孔直径，改善燃油雾化效果。当柴油机高工况时，两层喷油孔都可以进行喷油，满足喷油能力，改善燃油湿壁现象及燃油在空气中的分布均匀性，进而改善燃烧，增加效率，降低排放。

Claims (4)

1.一种直喷式柴油机燃烧装置，包括气缸(1)、气缸盖(2)、喷油嘴(3)、活塞(7)及燃烧室(4)，所述的气缸(1)上方设置气缸盖(2)，气缸(1)内腔设置活塞(7)；所述的活塞(7)上方设有燃烧室(4)；所述的燃烧室(4)为ω形；所述的气缸盖(2)上安装有喷油嘴(3)，喷油嘴(3)的中心线与燃烧室(4)的中心线重合；其特征在于：所述的燃烧室(4)内设有阻挡体(6)，阻挡体(6)为倒置的曲面旋转体，曲面旋转体固定在燃烧室(4)的中央；所述的燃烧室(4)顶面开口处设置凹坑(5)。
2.根据权利要求1所述的一种直喷式柴油机燃烧装置，其特征在于：所述的喷油嘴(3)包括外壳(8)、油道(9)、针阀体(10)、针阀腔(11)、第一层喷油孔(13)和第二层喷油孔(12)；所述的外壳(8)上设置油道(9)，油道(9)与针阀腔(11)相连通；所述的针阀体(10)位于外壳(8)内，针阀体(10)底端与外壳(8)内壁底端之间形成喷油腔；所述的外壳(8)底部开有第一层喷油孔(13)和第二层喷油孔(12)，第一层喷油孔(13)和第二层喷油孔(12)均包含有均匀分布的4-5个喷油孔，且第一层喷油孔(13)和第二层喷油孔(12)上的喷油孔在纵向投影上为交错分布。
3.根据权利要求2所述的一种直喷式柴油机燃烧装置，其特征在于：所述的第一层喷油孔(13)设置在喷油腔内；所述的第二层喷油孔(12)位于第一层喷油孔(13)上方，位于针阀体(10)底端与外壳(8)内壁底部形成的密封面最低处的上方。
4.根据权利要求1所述的一种直喷式柴油机燃烧装置，其特征在于：所述的曲面旋转体为圆弧面旋转体、抛物面旋转体或圆锥体。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN105545559A (zh) * 2015-12-14 2016-05-04 中国北方发动机研究所(天津) 一种柴油机燃烧系统
CN105649820A (zh) * 2016-01-29 2016-06-08 成都杜嘉机电有限公司 一种具有稳定调节功能的喷轨
CN106286058A (zh) * 2016-07-29 2017-01-04 中国北方发动机研究所(天津) 一种喷油器

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