CN217270461U - 活塞燃烧室及柴油发动机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种活塞燃烧室及柴油发动机，活塞的顶面设有用于形成燃烧室的凹坑，燃烧室包括中心燃烧室和环形燃烧室，凹坑中设有凸台，中心燃烧室位于凸台的上部，环形燃烧室环绕凸台设置，凸台周向均布有多条导流壁，相邻的两条导流壁之间形成连通中心燃烧室和环形燃烧室的油束通道。喷油器喷出的油束由中心燃烧室通过油束通道向四周扩散，当油束流过油束通道时产生射流卷吸效应，增强燃油从喷油器油孔喷出初期的油气混合能力，并且油束对导流壁的吸附效应能够有效促成油束锥角快速扩大，油束锥角的扩大有利于提升油气混合的均匀性，从而降低了降低发动机soot排放和NOx排放，提升了发动机的燃油经济性。

Description

活塞燃烧室及柴油发动机

技术领域

本实用新型涉及柴油机技术领域，具体的说，涉及一种活塞燃烧室及柴油发动机。

背景技术

如图1所示，传统的wave燃烧室燃油与空气的混合主要在燃烧室的凹部1内完成，可以有效的利用好凹部1内的空气，组织好凹部1内的油气的混合，但是凹部1以外的空间及空气利用率相对较低，燃烧室内部油气混合气的混合均匀性不够充分。特别是由于燃烧室中心区域空间较小，火焰无法在中间区域燃烧，传统燃烧室对中心区域的空气利用了较低。为了进一步降低发动机油耗，必须进一步提升油气混合均匀性，更加充分的利用燃烧室内部空间。

实用新型内容

针对上述不足，本实用新型所要解决的第一个技术问题是：提供一种活塞燃烧室，该燃烧室可以提高燃油从喷油器油孔喷出初期的油气混合能力，提高燃烧室中心区域的空气利用率。基于同一个实用新型构思，本实用新型所要解决的第二个技术问题是：提供一种应用上述活塞燃烧室的柴油发动机，降低soot排放和Nox排放，提升柴油机的燃油经济性。

为解决上述第一个技术问题，本实用新型的技术方案是：

一种活塞燃烧室，包括：所述活塞的顶面设有用于形成所述燃烧室的凹坑，所述燃烧室包括中心燃烧室和环形燃烧室，所述凹坑中设有凸台，所述中心燃烧室位于所述凸台的上部，所述环形燃烧室环绕所述凸台设置，所述凸台周向均布有多条导流壁，相邻的两条所述导流壁之间形成连通所述中心燃烧室和所述环形燃烧室的油束通道。

优选地，所述油束通道的宽度由内到外逐渐增大。

优选地，所述导流壁呈拉长的水滴形，由内到外，所述导流壁的宽度先变宽再变窄。

优选地，所述导流壁先变宽的一段呈锥形，锥形段的侧面为直面，相邻两个所述导流壁上相对的直面之间的夹角为b，b＝360°/n-c，n表示喷油器的喷嘴上喷孔的数目，15°≤c≤20°。

优选地，所述导流壁的外径为E，E＝(20％～30％)D，D表示所述活塞的直径。

优选地，所述导流壁的内径大于喷油器喷嘴的直径。

优选地，所述油束通道的底面是斜面，由内往外，所述油束通道的底面逐渐降低。

优选地，所述油束通道的底面倾斜角度为a，a＝90°-0.5*θ+(15°～25°)，θ表示喷油器的喷油夹角。

优选地，所述环形燃烧室的外侧壁和底面绕所述活塞的轴线旋转对称。

为解决上述第二个技术问题，本实用新型的技术方案是：

一种柴油发动机，包括：包括上述的活塞燃烧室。

采用了上述技术方案后，本实用新型的有益效果是：

活塞燃烧室包括活塞的顶面设有用于形成燃烧室的凹坑，燃烧室包括中心燃烧室和环形燃烧室，凹坑中设有凸台，中心燃烧室位于凸台的上部，环形燃烧室环绕凸台设置，凸台周向均布有多条导流壁，相邻的两条导流壁之间形成连通中心燃烧室和环形燃烧室的油束通道。喷油器喷油时，喷油器喷出的油束由中心燃烧室通过油束通道向四周扩散，当油束流过油束通道时产生射流卷吸效应，增强燃油从喷油器油孔喷出初期的油气混合能力，并且油束对导流壁的吸附效应能够有效促成油束锥角快速扩大，油束锥角的扩大有利于提升油气混合的均匀性，从而降低了发动机soot(可溶性有机物)排放和NOx排放，提升了发动机的燃油经济性。

附图说明

图1是现有技术中wave燃烧室的剖视结构示意图；

图2是本实用新型柴油发动机的活塞燃烧室的立体结构示意图；

图3是本实用新型柴油发动机的活塞燃烧室的主视结构示意图；

图4是本实用新型柴油发动机的活塞燃烧室的剖视结构示意图；

图5是喷油器的喷油夹角示意图。

图中：1、凹部；2、凸台；3、中心燃烧室；4、环形燃烧室；5、导流壁；6、油束通道。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，且不用于限定本实用新型。

实施例一

如图2、图3和图4共同所示，一种活塞燃烧室，包括：活塞的顶面设有用于形成燃烧室的凹坑，燃烧室包括中心燃烧室3和环形燃烧室4，凹坑中设有凸台2，中心燃烧室3、环形燃烧室4和凸台2的中心均位于活塞的轴线上，中心燃烧室3位于凸台2的上部，环形燃烧室4环绕凸台2设置，凸台2周向均布有多条导流壁5，相邻的两条导流壁5之间形成连通中心燃烧室3和环形燃烧室4的油束通道6。

喷油器的喷嘴中心和活塞的轴线重合，喷油器喷出的油束由中心燃烧室3通过油束通道6向四周扩散，当油束流过油束通道6时产生射流卷吸效应，油束通道6内的空气被大量卷吸到油束内，提升在燃烧室中心区域，燃油从喷油器油孔喷出初期的油气混合能力。

当油束流过油束通道6时，油束对导流壁5的吸附效应能够有效促成油束锥角快速扩大，油束锥角的扩大有利于提升油气混合的均匀性，在继续贯穿燃烧室及后续撞壁、空间再混合、分布过程中进一步提高了油气混合均匀性，油气混合均匀性的提高，将进一步降低发动机soot(可溶性有机物)排放和NOx排放，同时提升发动机的燃油经济性。

不同于现有技术中的wave燃烧室，由于油束通道6靠近喷油器的喷嘴，燃油从喷油器油孔喷出的初期动能很大，基本不受燃烧室内部涡流的影响，油束能够流动至环形燃烧室4中指定的位置，增加的导流壁5也不会影响到燃烧室内涡流对油气混合的影响，在导流壁5外依然可以充分利用燃烧室内部涡流来增强油气的混合和油气的空间分布。本实用新型的活塞燃烧室对于不同的气道布置形式和不同涡流比进气道的匹配性适应性更好，如平行气道及螺旋气道布置、无涡流比及较强涡流比气道布置。

油束通道6的宽度由内到外逐渐增大，即相邻的两条的导流壁5之间的周向距离由内向外逐渐增大，增大吸附面积，进一步增强油气混合的均匀性。

导流壁5呈拉长的水滴形，由内到外，导流壁5的宽度先变宽再变窄，此形状可以充分利用射流卷吸效应，增强油气混合能力。

导流壁5先变宽的一段呈锥形，锥形段的侧面为直面，相邻两个导流壁5上相对的直面之间的夹角为b，b＝360°/n-c，n表示喷油器的喷嘴上的喷孔的数目，15°≤c≤20°。

导流壁5的外径(导流壁5的外端所在的圆的直径)为E，E＝(20％～30％)D，D表示所述活塞的直径。由于喷油器的喷嘴伸入中心燃烧室3中，故导流壁5的内径(导流壁5的内端所在的圆的直径)大于喷油器喷嘴的直径。

由于油束是向外向下扩散的，故油束通道6的底面须是斜面，由内往外，油束通道6的底面逐渐降低，以满足油束的扩散需求。油束通道6的底面倾斜角度为a，a＝90°-0.5*θ+(15°～25°)，如图5所示，θ表示喷油器的喷油夹角。

环形燃烧室4的外侧壁和底面绕活塞的轴线旋转对称，在周向上各处是相同的，当油束流入环形燃烧室4中时不存在油束周向偏斜问题，减弱了燃烧室中涡流对油束的影响。

实施例二

一种柴油发动机，包括实施例一中的活塞燃烧室，喷油器的喷嘴的中心与活塞的轴线重合，喷油器的喷嘴伸入中心燃烧室3中。

以上所述为本实用新型最佳实施方式的举例，其中未详细述及的部分均为本领域普通技术人员的公知常识。本实用新型的保护范围以权利要求的内容为准，任何基于本实用新型的技术启示而进行的等效变换，也在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.活塞燃烧室，其特征在于，所述活塞的顶面设有用于形成所述燃烧室的凹坑，所述燃烧室包括中心燃烧室和环形燃烧室，所述凹坑中设有凸台，所述中心燃烧室位于所述凸台的上部，所述环形燃烧室环绕所述凸台设置，所述凸台周向均布有多条导流壁，相邻的两条所述导流壁之间形成连通所述中心燃烧室和所述环形燃烧室的油束通道。

2.如权利要求1所述的活塞燃烧室，其特征在于，所述油束通道的宽度由内到外逐渐增大。

3.如权利要求1所述的活塞燃烧室，其特征在于，所述导流壁呈拉长的水滴形，由内到外，所述导流壁的宽度先变宽再变窄。

4.如权利要求3所述的活塞燃烧室，其特征在于，所述导流壁先变宽的一段呈锥形，锥形段的侧面为直面，相邻两个所述导流壁上相对的直面之间的夹角为b，b＝360°/n-c，n表示喷油器的喷嘴上喷孔的数目，15°≤c≤20°。

5.如权利要求1所述的活塞燃烧室，其特征在于，所述导流壁的外径为E，E＝(20％～30％)D，D表示所述活塞的直径。

6.如权利要求1所述的活塞燃烧室，其特征在于，所述导流壁的内径大于喷油器喷嘴的直径。

7.如权利要求1所述的活塞燃烧室，其特征在于，所述油束通道的底面是斜面，由内往外，所述油束通道的底面逐渐降低。

8.如权利要求1所述的活塞燃烧室，其特征在于，所述油束通道的底面倾斜角度为a，a＝90°-0.5*θ+(15°～25°)，θ表示喷油器的喷油夹角。

9.如权利要求1所述的活塞燃烧室，其特征在于，所述环形燃烧室的外侧壁和底面绕所述活塞的轴线旋转对称。

10.柴油发动机，包括权利要求1-9任一项所述的活塞燃烧室。

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