[發(fā)明專利]一種燃燒室與一種燃氣發(fā)動機

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010596608.0
• 申請日: 2020-06-28
• 公開（公告）號: CN111486019B
• 公開（公告）日: 2020-11-20
• 發(fā)明（設計）人: 李衛(wèi);呂順;潘潔;張海瑞;張少棟
• 申請（專利權）人: 濰柴動力股份有限公司
• 主分類號: F02F3/26
• 分類號: F02F3/26;F02B23/08
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 張子寬

本發(fā)明公開了一種燃燒室與一種燃氣發(fā)動機，燃燒室包括位于活塞的頂部并相對活塞上頂面向下凹陷的燃燒室凹坑，燃燒室凹坑包括由排氣門至進氣門方向依次布置的入流導向坑、中間導向坑和拋射導向坑，三個導向坑的底面依次為入流引導面、中間引導面、拋射引導面，入流導向坑和拋射導向坑對稱布置，入流引導面在由燃燒室凹坑的上沿至中間引導面的方向上逐漸向下延伸并形成內凹的曲面，入流引導面和拋射引導面的下端分別與中間引導面的兩側圓滑過渡連接，中間引導面為平面或內凹的曲面。本方案利用各引導面的導流作用，使氣流向上翻轉形成滾流。燃燒室凹坑在滾流運動方向具有對稱特征，從而確保渦流和滾流都維持在較高水平，進而提高發(fā)動機的熱效率。

技術領域

本發(fā)明涉及發(fā)動機技術領域，尤其涉及一種燃燒室與一種燃氣發(fā)動機。

背景技術

目前，天然氣發(fā)動機一般在柴油發(fā)動機基礎上進行改造。對柴油機而言，旋流氣道產生的渦流在一定程度上有助于油束與空氣混合，從而實現(xiàn)高效率燃燒以及低污染物排放。而氣體機多為預混燃燒，燃料在進氣過程已經與空氣混合，火花塞點火生成火核之后，理想狀態(tài)是在燃燒過程中缸內存在較高的湍動能。湍動能的提升會加快火焰?zhèn)鞑ニ俣龋@對于改善氣體機燃燒過程，降低循環(huán)變動意義重大。如果氣體機中繼續(xù)存在渦流這種大尺寸流動，在壓縮末期，火花塞附近流速偏低，縱向流速也偏低，渦流無法破碎成小尺度湍流，進而無法提升湍動能。

現(xiàn)有氣體機的活塞一般在柴油機的活塞的基礎上改造而成，活塞的燃燒室01多采用淺盆形結構，如圖1所示。同時，現(xiàn)有的進氣道多為旋流氣道，在進氣過程中形成較強的繞氣缸中心軸線的渦流運動。由于存在大尺度渦流，可以近似為剛體圓周運動，確保缸內湍動能維持在較高水平，但是大尺度流動會影響火焰發(fā)展形態(tài)，循環(huán)變動高。擠流是指活塞表面的某一部分和氣缸蓋彼此靠近時產生的縱向和橫向氣流運動。得益于壓縮末期的擠流運動，火焰橫向傳播速度較快，但是燃燒室01內的火焰縱向傳播速度慢，不利于氣體燃料的預混燃燒，如圖1所示，位于火花塞03附近的矩形虛線框區(qū)域為火焰?zhèn)鞑サ退賲^(qū)02，本文中所述的橫向是指沿氣缸徑向，縱向是指沿氣缸軸向。另外，活塞頂上沿區(qū)域04冷卻差，是爆震風險高的區(qū)域。在高速高負荷區(qū)域，擠流有可能會吹滅火核，對點火穩(wěn)定性造成不利影響。

另外，由柴油機改造的氣體機，中間進氣方式和鑄造偏差會導致渦流比一致性差，進而導致各缸進氣一致性差。而在氣門桿無法傾斜的前提下，盡管可以對進氣道進行改進，使氣缸內產生大尺度的弱滾流運動，然而，由于無法做到類似汽油機的蓬頂型燃燒室，所以，氣缸內的滾流強度偏低，不利于氣體燃料的預混燃燒。

因此，如何進一步改善燃氣燃燒特性、提高氣體機的熱效率，是本領域技術人員目前需要解決的技術問題。

發(fā)明內容

有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種燃燒室，該燃燒室可以使燃氣混合氣在燃燒室內翻滾運動形成滾流，加快火焰?zhèn)鞑ニ俣龋岣咄膭幽埽瑥亩纳迫細馊紵匦裕岣呷細獍l(fā)動機的熱效率。本發(fā)明的另一個目的在于提供一種包括上述燃燒室的燃氣發(fā)動機。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了如下技術方案：

一種燃燒室，包括位于活塞的頂部并相對活塞上頂面向下凹陷的燃燒室凹坑，所述燃燒室凹坑包括由排氣門至進氣門方向依次布置的入流導向坑、中間導向坑和拋射導向坑，所述入流導向坑的底面為入流引導面，所述中間導向坑的底面為中間引導面，所述拋射導向坑的底面為拋射引導面，所述進氣門的中心與所述排氣門的中心的連線為參考方向線，經過所述活塞的軸線并且和所述參考方向線垂直的平面為第一活塞縱向對稱面，所述入流導向坑和所述拋射導向坑相對所述第一活塞縱向對稱面對稱布置，所述入流引導面在由所述燃燒室凹坑的上沿至所述中間引導面的方向上逐漸向下延伸并形成內凹的曲面，所述入流引導面和所述拋射引導面的下端分別與所述中間引導面的兩側圓滑過渡連接，所述中間引導面為平面或內凹的曲面。