CN207829999U - 一种柴油机活塞燃烧室 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开一种柴油机活塞燃烧室。在活塞的顶部设有燃烧室，在燃烧室中设有用于分流喷雾的圆弧导向碰撞台，圆弧导向碰撞台形成的燃烧室喉口所在平面将燃烧室分为上层燃烧室、下层燃烧室；从喷油器喷出的油束撞击到圆弧导向碰撞台后，一部分被反弹，另一部分沿着圆弧导向碰撞台向上、向下的导向面迅速流向上层燃烧室和下层燃烧室，形成双层分流；本实用新型通过优化圆弧导向碰撞台及上层燃烧室的直径、喉口直径、下层燃烧室的直径、燃烧室深度、导向圆弧半径、导向圆锥面角度，使燃烧室与高喷射压力、高雾化质量的喷油器相匹配，改善柴油机的燃烧质量，提高柴油机动力性、经济性。
Description
技术领域
本实用新型属于柴油机配件装置技术领域，具体涉及一种柴油机活塞燃烧室。
背景技术
排放法规对柴油机的气体污染物和颗粒污染物排放限值要求越来越严格，因此柴油机需最大限度地开发其本身的潜能，使其排放水平达到最佳，从而使需要加装的后处理结构更简单、利于空间布置。目前柴油机电控系统越来越多被采用，喷油压力已提高到1800bar-2000 bar左右，喷油器雾化质量得到明显改善。但是现有柴油机ω形燃烧室与较高的喷射压力不能匹配，进气涡流利用率低、油气混合气混合不均匀、燃烧不完全，易造成燃油耗高、气体污染物和颗粒排放量大。
发明内容
本实用新型要解决的技术问题是：克服现有柴油机ω形燃烧室与较高的喷射压力不匹配，进气涡流利用率低、油气混合气混合不均匀、燃烧不完全，易造成燃油耗高、气体污染物和颗粒排放量大的问题，提供一种适应柴油机高性能及更高排放标准的柴油机活塞燃烧室。
本实用新型的技术方案是：一种柴油机活塞燃烧室，在活塞的顶部设有燃烧室，在燃烧室中设有用于分流喷雾的圆弧导向碰撞台，所述圆弧导向碰撞台形成的燃烧室喉口所在平面将燃烧室分为上层燃烧室和下层燃烧室；从喷油器喷出的油束撞击到圆弧导向碰撞台后，一部分被反弹，一部分沿着圆弧导向碰撞台向上的导向面流向上层燃烧室，还有一部分沿着圆弧导向碰撞台向下的导向面流向下层燃烧室，形成双层分流；圆弧导向碰撞台向上的导向面由碰撞台向上的圆弧面和上层燃烧室的导向圆锥面组成，圆弧导向碰撞台向下的导向面由碰撞台向下的圆弧面和下层燃烧室的导向圆锥面组成。
所述上层燃烧室的直径D为75.5-76.5mm，燃烧室喉口直径d1为63.5-64.5mm，下层燃烧室的直径d2为65.0-66.0mm，燃烧室的深度h为14-14.5mm，导向圆弧半径R为2.8-3.2mm，上层燃烧室的导向圆锥面角度α为9°-11°。
优选地，所述上层燃烧室的直径D为76mm，燃烧室喉口直径d1为64mm，下层燃烧室的直径d2为65.4mm，燃烧室的深度h为14.1mm，导向圆弧半径R为3 mm，上层燃烧室的导向圆锥面角度α为10°。
本实用新型一种柴油机活塞燃烧室的工作原理和技术效果是：
本实用新型活塞燃烧室与普通ω形燃烧室混合气当量比和温度场分布相比，本实用新型活塞燃烧室因采用双层分流燃烧室，其混合气分布范围更广，供油提前角调整更利于排放，温度场较均匀布满整个燃烧室空间；而普通ω形燃烧室在气缸轴线附近还有较大的低温区。
柴油机工作时，从喷油器喷出的油束撞击到圆弧导向碰撞台后，一部分被反弹，另一部分沿着圆弧导向碰撞台向上、向下的导向面迅速流向上层燃烧室和下层燃烧室，形成双层分流；通过双层分流和二次雾化，解决了ω形燃烧室喷雾大多聚集在燃烧室喉口及其附近的问题，燃烧空间分布增大，油束卷吸空气量增加，提高了上层燃烧室空间的空气利用率，因而能形成更加均匀的混合气，极大地改善了可燃混合气的质量，使燃烧室与高喷射压力、高雾化质量的喷油器相匹配，提高柴油机动力性、经济性，并有效提高柴油机的排放水平，满足柴油机排放标准要求。
通过优化上层燃烧室直径D、燃烧室喉口直径d1、下层燃烧室的最大直径d2、燃烧室深度h、导向圆弧半径R和上层燃烧室的导向圆锥面角度α，可实现比较理想的双层分流和二次雾化，使喷雾扩散面积增加，可燃混合气的形成范围增大，使燃烧更加充分，减少气体污染物和颗粒排放量，从而使柴油机性能得到整体提升。
附图说明
图1为本实用新型柴油机活塞燃烧室的结构示意图。
图2为图1的圆弧导向碰撞台局部结构示意图。
图3为本实用新型活塞燃烧室的油束流向示意图。
图4为现有技术ω形燃烧室结构及油束流向示意图。
图中： 1、活塞，2、燃烧室，21、上层燃烧室，22、下层燃烧室，3、圆弧导向碰撞台，31、碰撞台向上的圆弧面，32、上层燃烧室的导向圆锥面，33、碰撞台向下的圆弧面，34、下层燃烧室的导向圆锥面。
具体实施方式
下面结合附图1-4对本实用新型的技术方案进行详细说明：
实施例1：一种柴油机活塞燃烧室，在活塞的顶部设有燃烧室，在燃烧室中设有用于分流喷雾的圆弧导向碰撞台，所述圆弧导向碰撞台形成的燃烧室喉口所在平面将燃烧室分为上层燃烧室、下层燃烧室；从喷油器喷出的油束撞击到圆弧导向碰撞台后，一部分被反弹，一部分沿着圆弧导向碰撞台向上的导向面流向上层燃烧室，还有一部分沿着圆弧导向碰撞台向下的导向面流向下层燃烧室，形成双层分流；圆弧导向碰撞台向上的导向面由碰撞台向上的圆弧面和上层燃烧室的导向圆锥面组成，圆弧导向碰撞台向下的导向面由碰撞台向下的圆弧面和下层燃烧室的导向圆锥面组成；所述上层燃烧室的直径D为76mm，燃烧室喉口直径d1为64mm，下层燃烧室的直径d2为65.4mm，燃烧室深度h为14.1mm，导向圆弧半径R为3 mm，上层燃烧室的导向圆锥面角度α为10°
柴油机工作时，从喷油器喷出的油束撞击到圆弧导向碰撞台后，一部分被反弹，另一部分沿着圆弧导向碰撞台向上、向下的导向面迅速流向上层燃烧室和下层燃烧室，形成双层分流。
实施例2：一种柴油机活塞燃烧室，其结构与工作原理与实施例1基本一致，区别在于活塞上层燃烧室的直径D为76.4mm，燃烧室喉口直径d1为64.5mm，下层燃烧室的直径d2为65.9mm，燃烧室深度h为14mm，导向圆弧半径R为3mm，上层燃烧室的导向圆锥面角度α为10°。
上述所给出的实施例1、2，其具有相同的工作原理和技术效果是：
本实用新型活塞燃烧室与普通ω形燃烧室混合气当量比和温度场分布相比，本实用新型活塞燃烧室因采用双层分流燃烧室，其混合气分布范围更广，供油提前角调整更利于排放，温度场较均匀布满整个燃烧室空间；而普通ω形燃烧室在气缸轴线附近还有较大的低温区。
柴油机工作时，从喷油器喷出的油束撞击到圆弧导向碰撞台后，一部分被反弹，另一部分沿着圆弧导向碰撞台向上、向下的导向面迅速流向上层燃烧室和下层燃烧室，形成双层分流；通过双层分流和二次雾化，解决了ω形燃烧室喷雾大多聚集在燃烧室喉口及其附近的问题，燃烧空间分布增大，油束卷吸空气量增加，提高了上层燃烧室空间的空气利用率，因而能形成更加均匀的混合气，极大地改善了可燃混合气的质量，使燃烧室与高喷射压力、高雾化质量的喷油器相匹配，提高柴油机动力性、经济性，并有效提高柴油机的排放水平，满足柴油机排放标准要求。
通过优化双层分流上层燃烧室直径D、燃烧室喉口直径d1、下层燃烧室的最大直径d2、燃烧室深度h、导向圆弧半径R和上层燃烧室的导向圆锥面角度α，可实现比较理想的双层分流和二次雾化，使喷雾扩散面积增加，可燃混合气的形成范围增大，使燃烧更加充分，减少气体污染物和颗粒排放量，从而使柴油机性能得到整体提升。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡是根据本实用新型的思路，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (3)
1.一种柴油机活塞燃烧室，在活塞（1）的顶部设有燃烧室（2），在燃烧室（2）中设有用于分流喷雾的圆弧导向碰撞台（3），所述圆弧导向碰撞台（3）形成的燃烧室喉口所在平面将燃烧室（2）分为上层燃烧室（21）和下层燃烧室（22）；从喷油器喷出的油束撞击到圆弧导向碰撞台（3）后，一部分被反弹，一部分沿着所述圆弧导向碰撞台（3）向上的导向面流向上层燃烧室（21），还有一部分沿着所述圆弧导向碰撞台向下的导向面流向下层燃烧室（22），形成双层分流；其特征在于：所述圆弧导向碰撞台（3）向上的导向面由碰撞台向上的圆弧面（31）和上层燃烧室（21）的导向圆锥面（32）组成，所述圆弧导向碰撞台（3）向下的导向面由碰撞台向下的圆弧面（33）和下层燃烧室（22）的导向圆锥面（34）组成。
2.根据权利要求1所述的一种柴油机活塞燃烧室，其特征在于：所述上层燃烧室（21）的直径D为75.5-76.5mm，喉口直径d1为63.5-64.5mm，下层燃烧室（22）的直径d2为65.0-66.0mm，燃烧室（2）的深度h为14-14.5mm，导向圆弧半径R为2.8-3.2 mm，上层燃烧室（21）的导向圆锥面（32）角度α为9°-11°。
3.根据权利要求2所述的一种柴油机活塞燃烧室，其特征在于：所述上层燃烧室（21）的直径D为76mm，喉口直径d1为64mm，下层燃烧室（22）的直径d2为65.4mm，燃烧室（2）的深度h为14.1mm，导向圆弧半径R为3 mm，上层燃烧室（21）的导向圆锥面（32）角度α为10°。
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112112725A (zh) * | 2020-09-28 | 2020-12-22 | 华中科技大学 | 一种适用于高功率密度柴油机的燃烧室系统 |
| CN116988868A (zh) * | 2023-09-26 | 2023-11-03 | 中国船舶集团有限公司第七一一研究所 | 燃烧结构、组织燃烧的方法、计算机可读介质、内燃机 |
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2018
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| CN116988868B (zh) * | 2023-09-26 | 2024-02-06 | 中国船舶集团有限公司第七一一研究所 | 燃烧结构、组织燃烧的方法、计算机可读介质、内燃机 |
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