[發明專利]一種渦流式柴油機的燃燒系統

有效

• 申請號: 201110171212.2
• 申請日: 2011-06-23
• 公開（公告）號: CN102251845A
• 公開（公告）日: 2011-11-23
• 發明（設計）人: 謝志富;鐘平
• 申請（專利權）人: 常州常發動力機械有限公司
• 主分類號: F02B23/08
• 分類號: F02B23/08;F02F3/24
• 代理公司: 北京三聚陽光知識產權代理有限公司 11250
• 代理人: 張建綱

技術領域

本發明屬于柴油機零部件設計制造領域，特別涉及一種渦流式柴油機的燃燒系統。

背景技術

渦流室式柴油機，相對于直噴機具有工作柔和、低噪音和低排放等優點。但經濟性和冷起動性能不如直噴式柴油機，常規渦流機的渦流室容積占總燃燒室容積的60%以上，這樣散熱面積較大，熱量損失較大，而且為了獲得較大渦流，渦流通道截面積與缸體截面積之比都較小，約為0.7%～0.8％，狹窄的渦流通道造成了極大流動損失，現在的小缸徑柴油機受渦流室空間限制，較少使用電熱塞，冷起動不理想。

為解決上述問題，中國專利CN?201083150Y公開了一種具有低排放性能渦流燃燒室的柴油機。其將渦流室鑲塊內壁的凹腔設計成具有平底的倒錐形，并將渦流室與主燃燒室的連接通道在鑲塊外壁上的幾何中心與鑲塊凹腔的回轉軸線之間的距離定為H?=?4-6mm，連接通道的軸芯線與鑲塊凹腔的回轉軸線相交成夾角?40⁰-50⁰。解決現有柴油機由于渦流室內的渦流強度不強、油氣混合不均勻，噴入渦流室的燃料不能完全燃燒所造成的柴油機的動力性、經濟性和排放性能不理想的問題。但是，該渦流室的通道截面形狀為腰形，其為對稱形狀，就使得靠近渦流室壁的區域1和靠近渦流室中心的區域2的氣體流量基本相等，這樣就造成區域1的渦流速度慢，而區域2的渦流速度快，而且常規軸針式噴油器的開啟壓力為13-15MPa，高速噴出來的油束在穿越區域1時間極短，造成區域1的油量很少，大部分油在區域2強渦流的作用下與區域2里的空氣混合，所以區域1里成了稀油區，而區域2里成了富油區，油氣混合不均勻，不能完全充分燃燒，柴油機的經濟性和排放性能下降。

為解決上述技術問題，中國專利CN8645755?A公開一種柴油機渦流燃燒室鑲塊，其特點是改進了渦流燃燒室原有連接通道的結構形式。連接通道做成長度方向從上至下漸擴，截面成弧形，使進入渦流室的氣流幾乎同時到達渦流室的壁面，在平行的平面內產生有組織的主渦流，膨脹過程中燃氣沿漸擴的連接通道噴出，至主燃燒室后，基本沿凹坑柱面流動，從而提高了空氣利用率，降低了燃油損耗，改善了主燃燒室燃燒狀況。但是，這種截面形狀的連接通道存在兩個缺點:1.它雖然改善了靠近渦流室壁的渦流強度，但卻使得渦流室中心渦流強度減弱了，燃油和氣體混合效果不能達到最佳;2.漸擴形狀雖然減少了做功沖程的流動損失，但在壓縮沖程，氣流通過通道時就加大了損失。

發明內容

為此，本發明所要解決的技術問題在于提供一種低排放性能的渦流式柴油機的燃燒系統。

為解決上述技術問題，本發明的渦流式柴油機的燃燒系統，其包括主燃燒室和渦流室，所述渦流室設置于氣缸蓋上，所述渦流室的下部腔室設置一鑲塊，所述鑲塊上設有凹槽，所述凹槽同所述渦流室的上部腔室形成一整體的渦流腔室，所述鑲塊的下端面同氣缸蓋的下端面平齊，所述渦流腔室同噴油孔相連通；所述主燃燒室設置于活塞與氣缸蓋之間，所述鑲塊上設有連通所述渦流腔室與主燃燒室的渦流通道，所述渦流通道在垂直于氣體流通方向上的截面形狀為：在接近所述渦流室中心的一側為直線，接近所述渦流室壁的一側為弧線，所述直線側與所述弧線側通過外拱的圓弧線平滑過渡，所述渦流通道在氣體流通方向上的截面面積不變,所述截面的長寬比D/C為2.75-2.85。

所述渦流通道的過流截面積與活塞的截面積之比為1%-1.5%，所述渦流通道同氣缸蓋的下端面所形成的夾角γ為35°-45°。

所述渦流腔室的容積占主燃燒室和渦流腔室總容積的53-58%。

????所述渦流室的上部腔室為半球形。

????所述鑲塊凹槽呈倒圓臺形，其錐角β為30°-40°。

????所述活塞的頂面上設有活塞導流槽，所述活塞導流槽的寬度P與渦流通道長度D相同，深度尺寸h為1.8-2.2mm，導流圓弧半徑R為20-25mm，所述活塞導流槽的中線與活塞的軸線所形成的夾角θ為20°-25°。

所述噴油孔的中心線與所述渦流腔室的軸線所形成的夾角α為23°-27°。

所述渦流室的上部腔室還連通有電熱塞，所述電熱塞的軸線距所述渦流室軸線距離B為10-12mm。

本發明的上述技術方案相比現有技術具有以下優點：