[發明專利]帶有二級噴孔預燃的渦流式副燃燒室

無效

• 申請號: 201010537856.4
• 申請日: 2010-11-10
• 公開（公告）號: CN101984233A
• 公開（公告）日: 2011-03-09
• 發明（設計）人: 許福忠;傘桂權;李志勇;冀國微;馮繼斌
• 申請（專利權）人: 東風朝陽柴油機有限責任公司
• 主分類號: F02B23/08
• 分類號: F02B23/08;F02F1/24;F02M61/18
• 代理公司: 天津盛理知識產權代理有限公司 12209
• 代理人: 董一寧

技術領域

本發明屬于內燃機結構，具體涉及一種柴油發動機帶有二個噴孔預燃的渦流式燃燒室。?

背景技術

由于目前全球環境的日益惡化，促使世界各國對發動機排放要求越來越嚴格。柴油機雖以其大功率輸出的特點而廣泛用于大型機動車輛，但是如果油氣燃燒不良，柴油發動機所產生的污染將遠高于汽油發動機，所以人們對柴油發動機的動力及環保性的要求越來越高，國家也出臺了嚴格的法規限制柴油機的排放。柴油發動機的經濟、動力性主要體現于燃燒室的設計。目前柴油發動機燃燒室設計的主要缺陷之一是燃燒不充分，既造成油耗增加，又使得廢氣排放中NOx和顆粒生成物（PM）的含量過高，排放無法達到國三或更高的標準。本發明的提出可以使有效削減NOx和PM的生成，達到低排放標準。?

發明內容

本發明目的是設計一種使燃料可充分燃燒的帶有二級噴孔預燃的渦流式副燃燒室。

以下結合附圖對本發明的原理與結構進行說明。本發明的結構是在柴油機缸蓋上設有半球形預燃室和鑲圈燃燒室，構成渦流式副燃燒室。鑲圈燃燒室內的形狀為盆型凹坑，盆型凹坑底部設有一級噴孔和二級噴孔，半球形預燃室上方設有預熱塞孔和噴油器孔。?

抑制NOx的方法主要是：“推遲放熱時刻”和“延長放熱持續的時間”。其原理是發動機在做功行程中，副燃燒室部分未燃蒸汽與從一級噴孔噴出燃氣同時進入主燃燒室，從而使主燃燒室的放熱比例增大。通過控制主副燃燒室的放熱比，延長持續放熱時間，可以有效地抑制NOx的形成。?

抑制PM的方法主要是：“增大過量空氣系數”和“改善混合氣形成與燃燒”。PM的增加主要是由于一般渦流式燃燒室內噴（油）霧碰到壁上形成過多的沉積所引起的。本裝置采用兩級噴孔形式增大其渦流室的容積比，發動機在壓縮行程中氣缸工作容積中殘留的氣體會通過二級噴孔噴入副燃燒室，使得從噴油器孔噴入的油束噴霧更加分散且動量減小，又由于渦流室內強大的渦流卷吸作用，這既阻止了燃油在壁面上的附著又稀釋了濃混合氣。同時，一部分預混合的燃氣從一級噴孔直接噴入主燃燒室，這樣減少了渦流室中混合氣的濃度，從而降低了PM的排放。由于渦流式燃燒室發動機冷啟動性能不理想，所以增加了預熱塞孔，使發動機在低溫環境下更易啟動。?

本發明的特點及所產生的有益效果是，帶有二級噴孔預燃的渦流式副燃燒室能有效的降低NOx和PM排放，發動機在運轉過程中預燃燒室中未燃的混合氣，通過兩級噴孔進入主燃燒室實行二次燃燒，由于燃燒的非常充分，所以NOx和PM排放量可明顯降低。與相同配置的發動機在相同的試驗條件下比較，本發明的燃燒室發動機比普通直噴燃燒室排放的NOx可降低30-50%左右。?

附圖說明

圖1為本發明預燃室俯視結構圖。?

圖2為圖1的A—A向剖視原理結構圖。?

具體實施過程

以下通過以四缸CYQD80-E3、E4型的柴油發動機活塞燃燒室為實施例，對本發明的結構原理做進一步的說明，但本發明所涵蓋的內容并不限于下述實施例。

帶有二級噴孔預燃的渦流式副燃燒室，結構是在柴油機缸蓋上設有半球形預燃室1和鑲圈燃燒室2，構成渦流式副燃燒室3，鑲圈燃燒室內的形狀為盆型凹坑4，盆型凹坑底部設有一級噴孔5和二級噴孔6，半球形預燃室1上方設有預熱塞孔7和噴油器孔8。半球形預燃室1的半徑R1為16mm，預熱塞孔7中心線與7半球形預燃室垂直中心線的夾角θ=35°；噴油器孔8中心線與所述半球形預燃室垂直中心線的夾角γ=5°。鑲圈燃燒室2為圓柱體，一級噴孔5和二級噴孔6均為圓柱形斜孔。一級噴孔5中心線與鑲圈燃燒室2下底水平面夾角α=38°。一級噴孔5高度L=16.5mm；一級噴孔5直徑W=7mm。二級噴孔6中心線與鑲圈燃燒室2下底水平面夾角β=13°，二級噴孔直徑Φ為1.5mm。一級噴孔5斜孔的上端面右側半周與盆型凹坑相交處過渡段的弧長R2=1mm；一級噴孔5斜孔的下端面左側半周與盆型凹坑4相交處過渡段的弧長R3=0.4mm。?

發動機運行時，新鮮空氣通過進氣門進入氣缸；曲軸帶動活塞由下止點移到上止點時，進、排氣門均關閉。隨著活塞上行氣缸容積減小，氣缸內氣體通過二級噴孔進入副燃燒室；當活塞運行至上止點時，噴油器孔開始噴油，形成油霧，并且通過一級噴孔噴入主燃燒室。油霧通過一級噴孔噴入主燃燒室，又有部分未燃蒸汽通過二級噴孔從主燃燒室進入副燃燒室，這樣一、二級噴孔的兩股氣流按著一定次序形成渦流。活塞運動至上止點時混合氣開始燃燒。由于兩級噴孔的作用，使油霧燃燒非常充分，NOx和PM排放量可明顯降低。?