CN212318152U - 一种缩口型点燃式发动机燃烧室 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及发动机领域，尤其涉及一种缩口型点燃式发动机燃烧室。本实用新型所设计的缩口型点燃式发动机燃烧室，包括燃烧室，燃烧室包括顶面开口、喉口、侧壁和底面；喉口包括喉口上边缘、喉口下边缘和环状弧形凸起以及喉口开口部；侧壁从侧壁底部逐渐向内收缩至喉口处形成缩口型燃烧室，喉口开口部形状为椭圆形且底面形状为圆形的平底面；或喉口开口部形状为圆形且底面形状为椭圆形的平底面。通过改进喉口开口部或底面的形状引导大尺度流动偏离运动轨迹形成撞击效应，提高大尺度流动破碎形成湍流的比例。

Description

一种缩口型点燃式发动机燃烧室

技术领域

本实用新型涉及发动机领域，尤其涉及一种缩口型点燃式发动机燃烧室。

背景技术

目前，气体机活塞燃烧室主要为直筒型活塞燃烧室，其进气涡流及压缩涡流都比较弱，导致其燃烧滚流及湍流强度低，油气混合不充分，燃烧质量不理想。为了使燃气在燃烧室内快速充分地燃烧，研究者尝试通过缩口方式增大活塞挤流面积，强化缸内流动，提高湍动能，加快燃烧速度，如申请号为201520598758.X的中国实用新型专利公开的一种气体机的活塞的燃烧室，本体的口部设有自本体的侧壁向本体的中心处突出的喉口圆角，使得本体的口部相对于下部形成缩口，使发动机的燃气在燃烧室内燃烧时，受喉口圆角的引导，燃气喷射至燃烧室底部后，靠底部的圆弧状凹坑卷动造成较强的挤流效果，但是研究者发现燃气在圆形的腔室内无法有效破碎形成湍流，不能充分发挥缩口方式增加缸内湍动能和加快燃烧速度的作用。

实用新型内容

为了解决以上问题，本实用新型的目的是提供一种缩口型点燃式发动机燃烧室，通过改进喉口开口部或底面的形状引导大尺度流动偏离运动轨迹形成撞击效应，提高大尺度流动破碎形成湍流的比例。

为实现上述目的，本实用新型所设计的缩口型点燃式发动机燃烧室，包括由活塞的顶面向活塞内部延伸的燃烧室，所述燃烧室包括位于燃烧室顶面的顶面开口、位于燃烧室上部的喉口、位于燃烧室下部的侧壁和位于燃烧室底部的底面；所述喉口包括沿轴向方向的喉口上边缘、喉口下边缘以及过渡连接喉口上边缘和喉口下边缘的环状弧形凸起以及沿径向方向的喉口开口部；所述侧壁从侧壁底部逐渐向内收缩至喉口处形成缩口型燃烧室，所述喉口开口部形状为椭圆形且底面形状为圆形的平底面；或所述喉口开口部形状为圆形且底面形状为椭圆形的平底面。

作为优选方案，所述燃烧室的中心轴线与活塞中心轴线重合。

作为优选方案，所述喉口开口部中心和底面的中心均在活塞中心轴线上，当喉口开口部形状为椭圆形时，其长轴是短轴的1.2～4倍，底面的直径与活塞的外圆周直径比为1/3～3/4；当底面形状为椭圆形时，其长轴是短轴的1.2～4倍，喉口开口部的直径与活塞的外圆周直径比为1/3～3/4。

作为优选方案，所述侧壁的纵截面为从下至上向活塞中心轴线方向倾斜的直线形状。

作为优选方案，所述燃烧室还包括过渡连接侧壁底部边缘与底面边缘的底面过渡圆弧，所述底面过渡圆弧的纵截面为圆角形状，所述底面过渡圆弧的圆角半径为10～100mm。

作为优选方案，所述燃烧室还包括过渡连接喉口上边缘与顶面开口的开口过渡圆弧，所述开口过渡圆弧的纵截面为圆角形状，所述开口过渡圆弧的圆角半径为10～50mm。

作为优选方案，所述环状弧形凸起的纵截面为圆角形状，所述环状弧形凸起的圆角半径为5～30mm。

本实用新型的优点在于：相比于申请号为201520598758.X的缩口型燃烧室，本实用新型缩口型点燃式发动机燃烧室通过改进喉口开口部或底面的形状引导大尺度流动偏离运动轨迹形成撞击效应，提高大尺度流动破碎形成湍流的比例，进而提高缸内湍动能强度，加快燃烧速度。

附图说明

图1为实施例1中缩口型点燃式发动机燃烧室设置在活塞中的立体结构示意图；

图2为图1的俯视图；

图3为图2的A-A剖视图；

图4为图2的B-B剖视图；

图5为图3和图4中I部分的放大图；

图6为实施例2中缩口型点燃式发动机燃烧室设置在活塞中的立体结构示意图；

图7为图6的俯视图；

图中各部件标号如下：活塞1、燃烧室2、顶面开口3、喉口4、喉口上边缘41、喉口下边缘42、环状弧形凸起43、喉口开口部44、短轴44a、长轴44b、底面5、底面过渡圆弧6、侧壁7、开口过渡圆弧8、活塞中心轴线o。

具体实施方式

为更好地理解本实用新型，以下将结合附图和具体实例对实用新型进行详细的说明。

实施例

结合图1和图3所示，本实施例的缩口型点燃式发动机燃烧室包括由活塞1的顶面向活塞1的内部延伸的燃烧室2，燃烧室2具有中心轴线，其中心轴线与活塞中心轴线o重合，结合图3和图4所示，燃烧室2从上至下依次包括顶面开口3、喉口4、侧壁7、底面5；结合图2和图5所示，喉口4包括沿轴线方向的喉口上边缘41、喉口下边缘42以及过渡连接喉口上边缘41和喉口下边缘42的环状弧形凸起43以及沿径向方向的喉口开口部44，结合图5所示，环状弧形凸起43的纵截面为圆角形状，环状弧形凸起43的圆角半径为10mm，结合图2所示，喉口开口部44的形状为椭圆形，喉口开口部44的长轴是短轴的2倍。

结合图4和图5所示，顶面开口3通过开口过渡圆弧8与喉口上边缘41连接，喉口下边缘42与侧壁7连接，侧壁7为从下至上的方向逐渐向活塞中心轴线o方向倾斜的圆台型侧壁，侧壁7的纵截面为向活塞中心轴线o倾斜的直线形状，向内倾斜的侧壁7使燃烧室2的上部相对于下部向内收缩形成缩口型燃烧室，侧壁7的底部边缘与底面5的边缘通过底面过渡圆弧6过渡连接，底面过渡圆弧6的纵截面为圆角形状，底面过渡圆弧6的圆角半径为50mm，结合图2所示，燃烧室2的底面5为圆形平底面，其直径与活塞1的外圆周直径比为1/2，且底面的直径大于喉口开口部44的长轴的长度。

另外，结合图3和图4所示，侧壁7与活塞中心线o的夹角是不同的，侧壁7沿喉口开口部44短轴的纵截面与活塞中心线o的夹角β小于侧壁7沿喉口开口部44长轴的纵截面与活塞中心线o的夹角α；这种侧壁7的形状有助于引导天然气偏离运动轨迹形成撞击效应，提高湍流强度。

相比于传统的气体活塞燃烧室，本实施例缩口型点燃式发动机燃烧室具有的优点为：

1，将喉口开口部的形状设计为椭圆形且底面的形状设计为圆形，能够引导大尺度流动偏离运动轨迹形成撞击效应，提高大尺度流动破碎形成湍流的比例，提高湍动能强度，加快缸内燃烧速度。

2，通过缩口方式增加活塞挤流面积，提高缸内挤流强度，通过小空间内挤流破碎形成高强度湍流，提高燃烧速度。

实施例2

结合图6和图7所示，实施例2的缩口型点燃式发动机燃烧室和实施例1的区别在于喉口开口部44的形状为圆形，底面5的形状为椭圆形，喉口开口部44的直径为活塞1的外圆周直径的1/2，底面5的长轴是短轴的1.2倍。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (7)

1.一种缩口型点燃式发动机燃烧室，包括由活塞(1)的顶面向活塞(1)内部延伸的燃烧室(2)，所述燃烧室(2)包括位于燃烧室(2)顶面的顶面开口(3)、位于燃烧室(2)上部的喉口(4)、位于燃烧室(2)下部的侧壁(7)和位于燃烧室(2)底部的底面(5)；所述喉口(4)包括沿轴向方向的喉口上边缘(41)、喉口下边缘(42)以及过渡连接喉口上边缘(41)和喉口下边缘(42)的环状弧形凸起(43)以及沿径向方向的喉口开口部(44)；其特征在于，所述侧壁(7)从侧壁(7)底部逐渐向内收缩至喉口(4)处形成缩口型燃烧室，所述喉口开口部(44)形状为椭圆形且底面(5)形状为圆形的平底面；或所述喉口开口部(44)形状为圆形且底面(5)形状为椭圆形的平底面。

2.根据权利要求1所述缩口型点燃式发动机燃烧室，其特征在于，所述燃烧室(2)的中心轴线与活塞中心轴线(o)重合。

3.根据权利要求2所述缩口型点燃式发动机燃烧室，其特征在于，所述喉口开口部(44)中心和底面(5)的中心均在活塞中心轴线(o)上，当喉口开口部(44)形状为椭圆形时，其长轴是短轴的1.2～4倍，底面(5)的直径与活塞(1)的外圆周直径比为1/3～3/4；当底面(5)形状为椭圆形时，其长轴是短轴的1.2～4倍，喉口开口部(44)的直径与活塞(1)的外圆周直径比为1/3～3/4。

4.根据权利要求1或2所述缩口型点燃式发动机燃烧室，其特征在于，所述侧壁(7)的纵截面为从下至上向活塞中心轴线(o)方向倾斜的直线形状。

5.根据权利要求1或2所述的缩口型点燃式发动机燃烧室，其特征在于，所述燃烧室(2)还包括过渡连接侧壁(7)底部边缘与底面(5)边缘的底面过渡圆弧(6)，所述底面过渡圆弧(6)的纵截面为圆角形状，所述底面过渡圆弧(6)的圆角半径为10～100mm。

6.根据权利要求1或2所述的缩口型点燃式发动机燃烧室，其特征在于，所述燃烧室(2)还包括过渡连接喉口上边缘(41)与顶面开口(3)的开口过渡圆弧(8)，所述开口过渡圆弧(8)的纵截面为圆角形状，所述开口过渡圆弧(8)的圆角半径为10～50mm。

7.根据权利要求1或2所述的缩口型点燃式发动机燃烧室，其特征在于，所述环状弧形凸起(43)的纵截面为圆角形状，所述环状弧形凸起(43)的圆角半径为5～30mm。

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