[實(shí)用新型]車用直噴柴油機(jī)的低排放燃燒室

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201020251112.1
• 申請(qǐng)日: 2010-07-08
• 公開（公告）號(hào): CN201739005U
• 公開（公告）日: 2011-02-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王洪榮;鄧海龍;王永富;劉志;孟再強(qiáng)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國汽車工程研究院股份有限公司
• 主分類號(hào): F02B23/00
• 分類號(hào): F02B23/00;F02F3/26
• 代理公司: 重慶市恒信知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 50102
• 代理人: 陸志強(qiáng)

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及車用電控共軌柴油機(jī)燃燒裝置，即應(yīng)用于車用直噴柴油機(jī)的低排放燃燒室。

背景技術(shù)

柴油機(jī)與汽油機(jī)相比具有更好的燃油經(jīng)濟(jì)性，越來越受到汽車廠商的青睞，在商用車中占據(jù)了絕大部分市場，在轎車上的應(yīng)用也越來越廣泛，尤其是在歐洲，轎車采用柴油機(jī)的比例不斷擴(kuò)大。隨著柴油機(jī)排放法規(guī)不斷加嚴(yán)，尤其是歐4、歐5排放法規(guī)實(shí)施后，滿足低排放的新型柴油機(jī)研發(fā)必須進(jìn)行燃燒系統(tǒng)開發(fā)。柴油機(jī)燃燒狀況直接影響排放指標(biāo)，高壓共軌柴油機(jī)采用多次噴射和高壓噴射是改善燃燒的重要策略之一，也是新型低排放、高性能柴油機(jī)開發(fā)的核心工作之一。燃燒系統(tǒng)的開發(fā)涉及到噴油系統(tǒng)、進(jìn)氣系統(tǒng)和燃燒室等多個(gè)系統(tǒng)的耦合開發(fā)和匹配。由于電控共軌噴油系統(tǒng)的噴射提前角、噴射壓力和噴射次數(shù)等參數(shù)都可以靈活控制，進(jìn)氣系統(tǒng)的增壓壓力和溫度也可以合理控制，這為燃燒系統(tǒng)的開發(fā)提供了重要基礎(chǔ)保障，但同時(shí)也對(duì)新型燃燒室的開發(fā)提出了更多的新的要求。燃燒室內(nèi)的氣體流場分布直接影響混合氣的形成，尤其是在車用柴油機(jī)高速化后，原有燃燒室結(jié)構(gòu)在進(jìn)氣渦流、擠流等方面不能滿足更高噴射壓力、更多噴射次數(shù)下的霧化效果，因此需要針對(duì)新噴射系統(tǒng)和進(jìn)氣系統(tǒng)進(jìn)行燃燒室結(jié)構(gòu)的改造設(shè)計(jì)。

發(fā)明內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的提供一種結(jié)構(gòu)簡單，在燃燒室內(nèi)設(shè)有倒立圓錐面、底部中央有圓錐凸臺(tái)，改善燃燒，降低氮氧化合物NO_X和碳煙PM排放，為車用電控共軌柴油機(jī)燃燒系統(tǒng)提供保障的燃燒室。

本實(shí)用新型的目的所采用技術(shù)方案是，包括活塞的頂平面凹陷構(gòu)成燃燒室，其所述的燃燒室口部向內(nèi)呈圓弧面A，圓弧面A下端相切倒立圓錐面上端，倒立圓錐面下端相切外圓弧面上端外圓弧面下端相切內(nèi)圓弧面上端，內(nèi)圓弧面下端相切與頂平面平行的圓環(huán)平面一端，圓環(huán)平面另一端相切圓弧面B下端，圓弧面B上端相切圓弧面C下端，圓弧面C上端相切圓錐體面下端，圓錐體面上端相切與頂平面平行的圓平面。

本實(shí)用新型，所述的倒立圓錐面的錐面與頂平面夾角α＝60°～70°錐面長度L1＝2.5mm～3.5mm。

本實(shí)用新型，所述圓錐體面的錐項(xiàng)角β＝125°～135°、錐面長度L3＝5.5mm～6.5mm。

本實(shí)用新型，所述的圓環(huán)平面的圓環(huán)寬度L2＝3.5mm～4.5mm。

本實(shí)用新型，所述的圓平面與頂平面之間距離L4＝5.5mm～6.5mm。

本實(shí)用新型，所述圓環(huán)平面與頂平面之間距離L5＝16mm～18mm。

本實(shí)用新型在原ω型燃燒室的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)上，將燃燒室圓周腰部的圓周方向設(shè)計(jì)為倒立圓錐面，隨活塞下行，進(jìn)氣時(shí)該結(jié)構(gòu)利于在燃燒室內(nèi)核區(qū)逐漸形成一個(gè)沿壁面向下順時(shí)針發(fā)展的渦流，利于進(jìn)氣和混合，做功時(shí)，該結(jié)構(gòu)有利于燃燒室中的氣體向外流到環(huán)形空間，產(chǎn)生膨脹流動(dòng)，從而有助于柴油機(jī)在膨脹過程中，將燃燒室內(nèi)的混合氣流出，使其進(jìn)一步和氣缸內(nèi)的空氣混合燃燒，改善燃燒，尤其是在對(duì)共軌直噴柴油機(jī)采用多次噴射控制過程中，該結(jié)構(gòu)有利于促進(jìn)對(duì)后噴的混合和霧化，降低碳煙PM排放。

在燃燒室底部中央有一個(gè)較大的圓錐凸臺(tái)，高壓燃油噴射后，有少許燃油在此凸臺(tái)上有適當(dāng)反彈，噴油初期燃油蒸汽有適當(dāng)反彈對(duì)抑制氮氧化合物NO_X生成十分有效，燃燒室在噴油結(jié)束后(15℃A)，在燃燒室內(nèi)部存在一個(gè)強(qiáng)烈的順時(shí)針渦團(tuán)，可加速碳煙PM的氧化，該結(jié)構(gòu)配合多次噴射策略，可同時(shí)降低氮氧化合物NOx和碳煙PM的排放。

附圖說明：

圖1為本實(shí)用新型局部剖視結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為圖1倒立圓錐面、圓錐體面、圓環(huán)平面和圓平面與頂平面距離部份設(shè)計(jì)尺寸示意圖。

圖中：1-活塞??2-燃燒室??3-頂平面??4-圓弧面A??5-倒立圓錐面??6-外圓弧面??7-內(nèi)圓弧面??8-圓環(huán)平面??9-圓弧面B??10-圓弧面C??11-圓錐體面??12-圓平面α＝60°～70°β＝125°～135°L1＝2.5mm～3.5mmL2＝3.5mm～4.5mm?L3＝5.5mm～6.5mm??L4＝5.5mm～6.5mm??L5＝16mm～18mm

具體實(shí)施方式

如圖1、圖2所示，包括活塞1的頂平面3凹陷構(gòu)成燃燒室2，其所述的燃燒室2口部向內(nèi)呈圓弧面A4，圓弧面A4下端相切倒立圓錐面5上端，倒立圓錐面5下端相切外圓弧面6上端外圓弧面6下端相切內(nèi)圓弧面7上端，內(nèi)圓弧面7下端相切與頂平面3平行的圓環(huán)平面8一端，圓環(huán)平面8另一端相切圓弧面B9下端，圓弧面B9上端相切圓弧面C10下端，圓弧面C10上端相切圓錐體面11下端，圓錐體面11上端相切與頂平面3平行的圓平面12。所述的倒立圓錐面4的錐面與頂平面3夾角α＝60°～70°錐面長度L1＝2.5mm～3.5mm。所述圓錐體面11的錐項(xiàng)角β＝125°～135°、錐面長度L3＝5.5mm～6.5mm。所述的圓環(huán)平面8的圓環(huán)寬度L2＝3.5mm～4.5mm。所述的圓平面12與頂平面3之間距離L4＝5.5mm～6.5mm。所述圓環(huán)平面8與頂平面3之間距離L5＝16mm～18mm。