專利名稱：具有低排放性能渦流燃燒室的柴油機的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及柴油機技術領域，尤其是一種具有低排放性能渦流燃 燒室的柴油機。
技術背景內燃機污染物的排放涉及到公眾的身體健康和環(huán)境保護等長遠利益， 隨著人們對環(huán)境保護重視程度的提高，世界各國對發(fā)動機的排放作出了越 來越嚴格的限制。柴油機廢氣排放中的有害物質主要為C0、 HC、 N0x以及PM，柴油機的 排放控制重點是N0x以及PM (包括DS)，其次是HC，核心是改善柴油機的 混合氣形成和燃燒過程。我國8. 8kW以下的單缸機大部分為渦流室式，在N0x和HC排放方面優(yōu) 于直噴式燃燒室，但PM排放較差，渦流室式單缸機降低排放的途徑是從進 氣系統(tǒng)、燃油系統(tǒng)和燃燒系統(tǒng)等方面進行優(yōu)化設計，使得燃油噴霧與燃燒 室形狀及燃燒室內氣流運動相匹配，保證燃燒室內空氣的充分利用。本實 用新型就是一種能滿足上述要求，把N0x和PM降低到理想程度的渦流燃燒 室。目前，國內小缸徑單缸柴油機大多采用柱形平底渦流室，如圖一所示， 這種渦流室加工工藝最簡單，但它的缺點是在柱形底部"死區(qū)"較大，這 部分區(qū)域內難以形成渦流，削弱了渦流室內的渦流強度，影響了油氣的均 勻混和，使得噴入渦流室的燃料不能完全燃燒，其動力性、經濟性和排放 性能達不到協(xié)調統(tǒng)一的理想水平。發(fā)明內容本實用新型要解決的技術問題是提供一種具有低排放性能渦流燃燒 室的柴油機，解決現(xiàn)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。本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是 一種具有低排放性 能渦流燃燒室的柴油機，柴油機的燃燒室部分包括主燃燒室和渦流室，渦 流室設置在氣缸蓋上，活塞設置在氣缸內，渦流室的上半部為球形腔、下 半部具有鑲塊，鑲塊內壁的凹腔與球形腔連成一整體的渦流室空腔，球形 腔與噴油孔相通，鑲塊上設置有連通渦流室與主燃燒室的連接通道，所述 的鑲塊內壁的凹腔為具有平底的倒錐形。具體的說:所述的渦流室的容積占主燃燒室和渦流室總容積的51~53%; 所述的連接通道截面面積與活塞截面面積之比是1% 1. 5%;所述的球形腔的球半徑R二14 15mm;所述的球形腔與鑲塊凹腔的回轉軸線與噴油孔的軸線相 交形成的夾角為《=15° 25° ;所述的球形腔的球心到噴油孔軸線的距離 為e=4. 5 5. 5mra;所述的倒錐形凹腔的大端直徑D=27 30mm，半錐角p =15 ° ~19° ，底部圓角r二2 4咖；所述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為^4~6腿，連接通道的軸芯線與鑲塊凹腔 的回轉軸線相交成夾角6 =40° 50° ;所述的連接通道截面的長度 L=ll~14mm、寬度h=5~7,。本實用新型的有益效果是，本實用新型是一種倒錐形平底結構的渦流 燃燒室，如圖2所示，它的上半部是半球型，下半部為倒錐平底，其與主 燃燒室相連的長圓形連接通道基本與倒錐底部R相切，消除了柱形平底的所謂"死區(qū)"，形成較強的壓縮渦流和噴入的燃料可較充分的混合，燃燒充 分，柴油機除了有較佳的動力性、經濟性，還能大幅度地降低柴油機PM的 排放。


以下結合附圖和實施例對本實用新型進一步說明。 圖1是原有柴油機渦流室的結構示意圖。圖2是本實用新型柴油機的渦流室的結構示意圖。圖中l(wèi).渦流室，2.氣缸蓋，3.球形腔，4.鑲塊，5.凹腔，6.噴油孔， 7.連接通道。
具體實施方式
如附圖1所示的是原有柴油機渦流室的結構，圖中的渦流室1在鑲塊4 上的凹腔5是圓柱形的，并且連接通道7與渦流室1相連在渦流室1的中 心部位，這樣的結構設計是一種貫常的并使加工方便的設計方法。如附圖2是本實用新型的改進型的具有低排放性能渦流燃燒室的柴油 機，柴油機的燃燒室部分包括主燃燒室和渦流室1，渦流室1設置在氣缸蓋 2上，活塞設置在氣缸內；氣缸、主燃燒室和活塞部分在附圖上未繪出，渦 流室1的上半部為球形腔3、下半部具有鑲塊4，鑲塊4內壁的凹腔5與球 形腔3連成一整體的渦流室1空腔，球形腔3與噴油孔6相通，鑲塊4上 設置有連通渦流室1與主燃燒室的連接通道7，鑲塊4內壁的凹腔5為具有 平底的倒錐形，這樣的倒錐形結構避免了原來圓柱形結構的底部死角的問 題。為了進一步提高渦流室的渦流效果，本實用新型還對渦流室部分的結構作了如下的具體設計 一)渦流室1的容積占主燃燒室和渦流室1總容積的51-53%; 二)連接通道7截面面積與活塞截面面積之比是5%;三)球形腔3的球半徑R二14 15mm;四)渦流室1的回轉軸線與噴油孔6 的軸線相交形成的夾角為。=15° ~25° ;五)球形腔3的球心到噴油孔6 軸線的距離為e=4. 5 5.5mm;六)倒錐形凹腔5的大端直徑D=27 30ram，半 錐角e:15。 ~19° ，底部圓角1"=2 4咖；七)連接通道7在鑲塊4外壁上的 幾何中心與鑲塊4的凹腔5的回轉軸線之間的距離為H二4飛mm，連接通道7 的軸芯線與凹腔5的回轉軸線相交成夾角e=40° 50° ;八)連接通道7 截面的長度L=ll~14mm、寬度h＝5 7mm?？傊?，本實用新型的主要發(fā)明點是將柴油機的渦流室的底部設計成倒 錐形。
權利要求1.一種具有低排放性能渦流燃燒室的柴油機，柴油機的燃燒室部分包括主燃燒室和渦流室，渦流室設置在氣缸蓋上，活塞設置在氣缸內，渦流室的上半部為球形腔、下半部具有鑲塊，鑲塊內壁的凹腔與球形腔連成一整體的渦流室空腔，球形腔與噴油孔相通，鑲塊上設置有連通渦流室與主燃燒室的連接通道，其特征是所述的鑲塊內壁的凹腔為具有平底的倒錐形。
2. 根據權利要求1所述的具有低排放性能渦流燃燒室的柴油機，其特 征是所述的渦流室的容積占主燃燒室和渦流室總容積的51 53%。
3. 根據權利要求1所述的具有低排放性能渦流燃燒室的柴油機，其特 征是所述的連接通道截面面積與活塞截面面積之比是1% 1. 5%。
4. 根據權利要求1所述的具有低排放性能渦流燃燒室的柴油機，其特征是所述的球形腔的球半徑I^14 15mm。
5. 根據權利要求1所述的具有低排放性能渦流燃燒室的柴油機，其特 征是所述的渦流室的回轉軸線與噴油孔的軸線相交形成的夾角為a=15° ~25° 。
6. 根據權利要求1所述的具有低排放性能渦流燃燒室的柴油機，其特 征是所述的球形腔的球心到噴油孔軸線的距離為e=4. 5 5. 5mm。
7. 根據權利要求1所述的具有低排放性能渦流燃燒室的柴油機，其特 征是所述的倒錐形凹腔的大端直徑D二27 30mm，半錐角3=15° 19° ，底 部圓角r二2 4mm。
8. 根據權利要求1所述的具有低排放性能渦流燃燒室的柴油機，其特 征是所述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 8=40。 50° 。
9.根據權利要求1所述的具有低排放性能渦流燃燒室的柴油機，其特 征是所述的連接通道截面的長度L二11 14咖、寬度h^5 7匪。
專利摘要本實用新型涉及柴油機技術領域，尤其是一種具有低排放性能渦流燃燒室的柴油機。解決現(xiàn)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。方法主要是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θ＝40°~50°。
文檔編號F02B23/00GK201083150SQ200720044329
公開日2008年7月9日 申請日期2007年9月29日 優(yōu)先權日2007年9月29日
發(fā)明者凌洪興, 旁 李, 洋 楊, 趙新友, 邵國華, 鄭和瑞 申請人:江蘇常發(fā)實業(yè)集團有限公司