CN217107198U - 燃烧室及具有其的发动机 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种燃烧室及具有其的发动机，燃烧室包括多个导流脊，各个导流脊均凸出于燃烧室的内壁设置，多个导流脊沿燃烧室的周向间隔布置以形成多个沿燃烧室的周向间隔布置的流通空间。本实用新型的燃烧室解决了现有技术中的由于发动机缸内油束与混合气重叠所造成的燃料燃烧不完全，导致碳烟形成的问题。

Description

燃烧室及具有其的发动机

技术领域

本实用新型涉及发动机技术领域，具体而言，涉及一种燃烧室及具有其的发动机。

背景技术

柴油机在燃料喷射和燃烧的过程中，存在局部当量比过高的区域，该区域极易形成碳烟和HC排放，对环境保护造成不利影响。

目前，柴油发动机技术不断迭代更新，对缸内油气混合及燃烧过程的控制提出了更高的要求。为了实现排放可控，改善缸内油气混合，柴油机多采用高压共轨的喷射策略，随着喷射技术的不断更新，高轨压技术和多孔喷油器逐渐应用到新型柴油机中，可以大幅改善缸内油气混合程度。但是，多孔喷油器伴随高涡流比的进气系统容易出现各孔间油束和混合气重叠的现象，这种现象会急剧恶化缸内油气混合均匀度，加剧局部当量比过高，从而使燃料燃烧不完全，促进碳烟形成。另外，如果一味通过改变气道降低涡流比，又容易对较小喷油量条件下的油气混合造成不利影响。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于提供一种燃烧室及具有其的发动机，以解决现有技术中的由于发动机缸内油束与混合气重叠所造成的燃料燃烧不完全，导致碳烟形成的问题。

为了实现上述目的，根据本实用新型的一个方面，提供了一种燃烧室，包括多个导流脊，各个导流脊均凸出于燃烧室的内壁设置，多个导流脊沿燃烧室的周向间隔布置以形成多个沿燃烧室的周向间隔布置的流通空间。

进一步地，燃烧室的内壁包括活塞的活塞顶部的活塞表面，各个导流脊均设置在活塞表面上。

进一步地，导流脊为条形结构，导流脊由活塞表面的顶部延伸至活塞顶部的喉口处。

进一步地，各个导流脊均垂直于活塞的周向方向设置。

进一步地，多个导流脊沿燃烧室的周向均匀布置。

进一步地，沿导流脊的延伸方向，导流脊的高度相等；其中，导流脊的高度为其凸出于燃烧室的内壁的高度。

进一步地，导流脊垂直于其延伸方向的截面为矩形，或梯形，或三角形。

进一步地，相邻两个导流脊沿燃烧室的周向方向呈预设夹角设置，预设夹角大于等于30度且小于等于60度。

进一步地，预设夹角为45度。

根据本实用新型的另一方面，提供了一种发动机，包括燃烧室，燃烧室为上述的燃烧室。

本实用新型的燃烧室包括多个导流脊，各个导流脊均凸出于燃烧室的内壁设置，多个导流脊沿燃烧室的周向间隔布置以形成多个沿燃烧室的周向间隔布置的流通空间，在燃烧室工作时，燃烧室内部容易出现油束与混合气形成干涉的情况，本实用新型的燃烧室通过设置多个对缸内油束和混合气发展起到引导作用的导流脊，使各流通空间内的混合气在发展过程中遇到导流脊时向燃烧室中心发生偏转，从而将油束与混合气分隔开，避免了油束与混合气形成干涉，有效避免缸内出现局部当量比过高区域，进而有效抑制碳烟的形成，解决了由于发动机缸内油束与混合气重叠所造成的燃料燃烧不完全，导致碳烟形成的问题。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1示出了本实用新型的燃烧室的实施例的俯视图；以及

图2示出了本实用新型的燃烧室的实施例的轴测图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

10、流通空间；20、活塞；21、活塞表面；22、顶部；30、导流脊；40、喉口。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

为了解决现有技术中由于发动机缸内油束与混合气重叠所造成的燃料燃烧不完全，导致碳烟形成的问题，本实用新型提供了一种燃烧室，请参考图1和图2，包括多个导流脊30，各个导流脊30均凸出于燃烧室的内壁设置，多个导流脊30沿燃烧室的周向间隔布置以形成多个沿燃烧室的周向间隔布置的流通空间10。

本实用新型的燃烧室包括多个导流脊30，各个导流脊30均凸出于燃烧室的内壁设置，多个导流脊30沿燃烧室的周向间隔布置以形成多个沿燃烧室的周向间隔布置的流通空间10，在燃烧室工作时，燃烧室内部容易出现油束与混合气形成干涉的情况，本实用新型的燃烧室通过设置多个对缸内油束和混合气发展起到引导作用的导流脊30，使各流通空间10内的混合气在发展过程中遇到导流脊30时向燃烧室中心发生偏转，从而将油束与混合气分隔开，避免了油束与混合气形成干涉，有效避免缸内出现局部当量比过高区域，进而有效抑制碳烟的形成，解决了由于发动机缸内油束与混合气重叠所造成的燃料燃烧不完全，导致碳烟形成的问题。

具体实施时，燃烧室中存在多束油束，在各油束向各流通空间10发展的过程中，各个导流脊30起到了分隔作用，避免了相邻两油束之间互相干涉。

具体地，燃烧室为圆筒形。

在本实施例中，如图1所示，燃烧室的内壁包括活塞20的活塞顶部的活塞表面21，各个导流脊30均设置在活塞表面21上。

具体实施时，将各个导流脊30设置在活塞表面21上使导流脊30可以覆盖住燃烧室的大部分，从而可以有效地分隔燃烧室内的各油束和混合气，避免相邻油束之间以及油束和混合气之间出现干涉。

具体地，活塞20的顶部的形状为适配于燃烧室内壁的圆形，可与燃烧室内壁形成一个封闭空间。

具体实施时，如图2所示，活塞20上行过程中，由气道形成的缸内涡流不断快速压缩，但气流在运动的过程中，会与燃烧室中的各个导流脊30发生碰撞，使涡流得到了抑制，进而有效避免了油束和混合气之间的干涉。

在本实施例中，如图1所示，导流脊30为条形结构，导流脊30由活塞表面21的顶部22延伸至活塞顶部的喉口40处。

具体实施时，活塞表面21的顶部至活塞顶部的喉口40处为燃烧室工作的主要部位，在此设置导流脊30，可以覆盖到混合气以及各油束发展的主要位置，以避免油束与混合气形成干涉。

具体地，喉口40设置在活塞表面21上，形状为圆环形。

在本实施例中，多个导流脊30沿燃烧室的周向均匀布置。这样的设置使各个导流脊30可以覆盖住燃烧室在周向方向上的所有位置。

具体实施时，燃烧室中各油束发展至燃烧室的不同方向，通过在燃烧室的周向方向上布置多个导流脊30，可以将各油束分隔开，进而有效避免了相邻两油束之间形成干涉的情况。

在本实施例中，如图1所示，各个导流脊30均垂直于活塞20的周向方向设置。

具体实施时，各个导流脊30均垂直于活塞20的周向方向设置可以避免混合气在周向方向上的流动，在混合气接触到垂直设置的导流脊30时，只会向燃烧室中心发生偏转，从而避免了油束与混合气之间出现干涉的问题。

在本实施例中，沿导流脊30的延伸方向，导流脊30的高度相等；其中，导流脊30的高度为其凸出于燃烧室的内壁的高度。

可选地，各个导流脊30均有一定高度且各个导流脊30之间的高度相等，使混合气在各个流通空间10内均匀流动，不会出现某个流通空间10内混合气过多的情况。

具体地，导流脊30的延伸方向为由活塞表面21的顶部22至活塞顶部的喉口40。

在本实施例中，导流脊30垂直于其延伸方向的截面为矩形，或梯形，或三角形。

优选地，可将导流脊30垂直于其延伸方向的截面形状设置为矩形。

在本实施例中，如图1所示，相邻两个导流脊30沿燃烧室的周向方向呈预设夹角设置，预设夹角大于等于30度且小于等于60度。

具体实施时，相邻两个导流脊30沿燃烧室的周向方向呈预设夹角设置，相邻两导流脊30形成地各个流通空间10中均有油束形成，因此，根据油束的数量，设置不同角度的预设夹角，即可改变流通空间10的数量。

在本实施例中，预设夹角为45度。

具体实施时，相邻两个导流脊30之间的预设夹角为45度，沿活塞表面21的周向方向形成8个流通空间10，以分隔开燃烧室中的8束油束。

本实用新型还提供了一种发动机，包括燃烧室，燃烧室为上述实施例中的燃烧室。

具体地，发动机为柴油发动机。

具体地，燃烧室是由活塞20的活塞顶部、发动机的气缸盖底面以及发动机的中间气缸套壁组成的密闭空间。

具体地，燃烧室为台阶燃烧室，适用于8孔喷油器，其他孔数喷油器和其他形状特征的燃烧室均可视为相同原理。如图1所示，为该燃烧室的俯视图，导流脊30顺着活塞表面21一直延伸到燃烧室的喉口40处。图1中箭头方向为油束及混合气发展方向，从中可以看出，在混合气发展过程中遇到导流脊30时可向燃烧室中心发生偏转，从而将两油束及混合气分隔，避免相邻两油束及混合气之间形成干涉，这一措施可以有效避免燃烧室内出现局部当量比过高的区域，有效抑制碳烟的形成。

具体地，如图2所示，图2表示活塞20运动过程中燃烧室内涡流比的情况，图中ω为燃烧室内涡流比方向。在活塞20上行过程中，形成的涡流被不断快速压缩，但气流在运动的过程中，会与燃烧室内布置的各导流脊30发生碰撞，进而使涡流在压缩的过程中得到一定程度的抑制，可有效避免油气混合气发展过程中导致的干涉。

具体地，当量比指的是燃料完全燃烧所需要的空气量于实际空气量之比；涡流比指的是叶片风速计转速与发动机转速之比。

本申请的燃烧室通过设置导流脊30能够有效减小缸内涡流强度，减小了燃烧和油气混合气发展过程中油束重叠的风险，减少了缸内局部过浓混合区域，同时又不至于对内部涡流产生过大的影响，从而高效地利用缸内空气，改善发动机经济性和排放，有效提高发动机热效率。

本申请存在以下的优点：结构简单，适用范围广；对原有燃烧室改动较小，便于加工；可以有效改善缸内混合气的分布，对缸内油束和混合气的发展起到引导作用，减少油束和混合气干涉，减少多孔喷油器在燃烧过程中的局部过浓混合区域，有利于改善排放和燃烧，提高整机热效率。

从以上的描述中，可以看出，本实用新型上述的实施例实现了如下技术效果：

本实用新型的燃烧室包括多个导流脊30，各个导流脊30均凸出于燃烧室的内壁设置，多个导流脊30沿燃烧室的周向间隔布置以形成多个沿燃烧室的周向间隔布置的流通空间10，在燃烧室工作时，燃烧室内部容易出现油束与混合气形成干涉的情况，本实用新型的燃烧室通过设置多个对缸内油束和混合气发展起到引导作用的导流脊30，使各流通空间10内的混合气在发展过程中遇到导流脊30时向燃烧室中心发生偏转，从而将油束与混合气分隔开，避免了油束与混合气形成干涉，有效避免缸内出现局部当量比过高区域，进而有效抑制碳烟的形成，解决了由于发动机缸内油束与混合气重叠所造成的燃料燃烧不完全，导致碳烟形成的问题。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施方式例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，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 (10)

1.一种燃烧室，其特征在于，包括：

多个导流脊(30)，各个所述导流脊(30)均凸出于所述燃烧室的内壁设置，多个所述导流脊(30)沿所述燃烧室的周向间隔布置以形成多个沿所述燃烧室的周向间隔布置的流通空间(10)。

2.根据权利要求1所述的燃烧室，其特征在于，所述燃烧室的内壁包括活塞(20)的活塞顶部的活塞表面(21)，各个所述导流脊(30)均设置在所述活塞表面(21)上。

3.根据权利要求2所述的燃烧室，其特征在于，所述导流脊(30)为条形结构，所述导流脊(30)由所述活塞表面(21)的顶部(22)延伸至所述活塞顶部的喉口(40)处。

4.根据权利要求2所述的燃烧室，其特征在于，各个所述导流脊(30)均垂直于所述活塞(20)的周向方向设置。

5.根据权利要求1所述的燃烧室，其特征在于，多个所述导流脊(30)沿所述燃烧室的周向均匀布置。

6.根据权利要求1所述的燃烧室，其特征在于，沿所述导流脊(30)的延伸方向，所述导流脊(30)的高度相等；其中，所述导流脊(30)的高度为其凸出于所述燃烧室的内壁的高度。

7.根据权利要求1所述的燃烧室，其特征在于，所述导流脊(30)垂直于其延伸方向的截面为矩形，或梯形，或三角形。

8.根据权利要求1所述的燃烧室，其特征在于，相邻两个所述导流脊(30)沿所述燃烧室的周向方向呈预设夹角设置，所述预设夹角大于等于30度且小于等于60度。

9.根据权利要求8所述的燃烧室，其特征在于，所述预设夹角为45度。

10.一种发动机，包括燃烧室，其特征在于，所述燃烧室为权利要求1至9中任一项所述的燃烧室。

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