本發(fā)明涉及的是一種內(nèi)燃機(jī)燃燒室，具體地說是一種天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒室。

背景技術(shù)：

隨著能源危機(jī)不斷加劇、排放法規(guī)日趨嚴(yán)格，天然氣因其資源豐富、價(jià)格低廉、燃燒清潔而備受關(guān)注，是石油的主要替代品。

由于天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)大多在原柴油機(jī)的基礎(chǔ)上開發(fā)，故需要針對(duì)天然氣的燃燒特性和氣體發(fā)動(dòng)機(jī)的工作特性對(duì)燃燒室進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)。天然氣的辛烷值較高，可以承受較高的壓縮比，為了提高發(fā)動(dòng)機(jī)的功率密度，通常采用提高壓縮比的方式。另外為了控制排放和保證經(jīng)濟(jì)性，多采用egr和稀薄燃燒。原本天然氣由于其辛烷值高，火焰?zhèn)鞑ニ俣容^慢，再加上egr的采用和燃?xì)獾南♂?，火焰?zhèn)鞑ニ俣葧?huì)進(jìn)一步降低，以至熱效率下降甚至失火。故需要對(duì)燃燒室進(jìn)行相應(yīng)的優(yōu)化，增加燃燒室內(nèi)的氣流流動(dòng)速率，提高火焰?zhèn)鞑ニ俣?，改善天然氣燃燒速度慢的特點(diǎn)。

目前的天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室多采用敞口或直口，例如專利申請(qǐng)?zhí)枮?01410394481.9的專利文件中公開的“氣體機(jī)的燃燒室”等，其燃燒室采用敞口，主要通過導(dǎo)流壁組織氣流運(yùn)動(dòng)，促進(jìn)燃燒。此種燃燒室存在以下問題：研究表明，增大擠氣面積可以增加擠流強(qiáng)度，提高缸內(nèi)氣體的流動(dòng)速率。而燃燒室采用敞口會(huì)減小擠氣面積，不利于缸內(nèi)氣體流速的增加。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種能夠使天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)混合氣迅速燃燒的適用于天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)的淺盆形燃燒室結(jié)構(gòu)。

本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的：包括燃燒室上部和燃燒室下部，燃燒室上部為縮口，所述縮口的開口為正多邊形，所述正多邊形的每個(gè)角都為過渡圓角，所述正多邊形的每條邊與相鄰的平面之間也為過渡圓角，燃燒室下部為圓柱腔，所述圓柱腔的頂面、底面和側(cè)壁之間為過渡圓角。

本發(fā)明還可以包括：

1、正多邊形的縮口的開口面積占燃燒室下部圓柱腔橫截面積的60％-90％。

2、正多邊形的每個(gè)角的過渡圓角的半徑為正多邊形邊長的1/6-1/4。

3、正多邊形的每條邊與相鄰平面之間的過渡圓角的半徑為1-2mm。

4、圓柱腔的頂面和底面與側(cè)壁之間的過渡圓角的半徑為圓柱腔高度的1/3。

5、縮口的開口深度占整個(gè)燃燒室深度的1/5-2/5。

本發(fā)明提供了一種能夠使天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)混合氣迅速燃燒的氣體發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室。包括燃燒室上部和燃燒室下部，燃燒室上部為縮口，同時(shí)為了進(jìn)一步降低擠氣面積，將縮口開口設(shè)置為正多邊形，正多邊形的每個(gè)角都倒有圓角，正多邊形的每條邊與相鄰的平面之間也倒有圓角。燃燒室下部為圓柱體，為了更好的引導(dǎo)氣流，在圓柱體的頂面、底面和側(cè)壁之間倒有圓角。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果如下：該燃燒室在燃燒室上部設(shè)置了縮口，可以增大燃燒室內(nèi)氣流速度和湍流強(qiáng)度，加快燃燒火焰?zhèn)鞑ニ俣?。縮口的形狀設(shè)置為正多邊形可以進(jìn)一步增大擠氣面積，在燃燒室外層形成較強(qiáng)的局部湍流動(dòng)能，進(jìn)一步加快火焰?zhèn)鞑ニ俣?。同時(shí)為了緩解燃燒室的熱負(fù)荷，將燃燒室內(nèi)尖銳部分以及縮口的正多邊形與相鄰面的過渡部分均設(shè)置了過渡圓角。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的氣體發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室的俯視示意圖。

圖2是本發(fā)明的氣體發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室的剖視示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖舉例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)闡述。

結(jié)合圖1和圖2，本發(fā)明的用于氣體發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒室設(shè)置在活塞頭部，包括燃燒室上部1和燃燒室下部2，燃燒室上部為縮口，燃燒室下部成圓柱形。燃燒室上部縮口的開口形狀為正多邊形3，正多邊形的尺寸保證縮口的開口面積占燃燒室下部圓柱體橫截面積的60％-90％。正多邊形的每個(gè)角為過渡圓角4，圓角半徑為正多邊形邊長1/6-1/4。正多邊形的每條邊與相鄰平面的過渡為圓角過渡5，圓角半徑1-2mm。燃燒室上部縮口的開口深度占整個(gè)燃燒室深度的1/5-2/5。燃燒室下部成圓柱形，為了合理利用燃燒室下部的空間，圓柱的頂面和底面與側(cè)壁為圓角過渡6，7，圓角半徑為圓柱體高度的1/3。

本發(fā)明的主要特點(diǎn)在于通過給燃燒室設(shè)置縮口來增大燃燒室內(nèi)的氣體流動(dòng)速度，同時(shí)通過對(duì)縮口開口形狀的控制來調(diào)整擠氣面積，對(duì)于同樣直徑的外接圓，當(dāng)開口形狀為正八邊形時(shí)，縮口的面積比圓形會(huì)有所降低，擠氣面積會(huì)增大。當(dāng)開口形狀為正六邊形時(shí)，縮口面積會(huì)進(jìn)一步降低。同時(shí)多邊形每個(gè)角的過渡圓角也會(huì)影響擠氣面積，圓角半徑越大，擠氣面積越大?？s口深度的設(shè)置可以用來調(diào)整燃燒室的總體積。

下面例舉一個(gè)具體實(shí)施例：

本實(shí)施例燃燒室的幾何特征如圖1和圖2所示，燃燒室上部設(shè)置縮口，縮口的開口面積占燃燒室下部圓柱體橫截面積的80％，開口形狀為正八邊形，八邊形的每個(gè)角處設(shè)置過渡圓角，圓角半徑為邊長的1/6。八邊形的每條邊與相鄰平面之間為圓角過渡，圓角半徑1mm。燃燒室縮口的深度為整個(gè)燃燒室深度的1/5。在壓縮沖程活塞運(yùn)行至上止點(diǎn)附近時(shí)，由柴油引燃燃燒室中的天然氣，本燃燒室設(shè)置了正多邊形的縮口，加上多邊形的圓角過渡，增大了擠氣面積，使得燃燒室內(nèi)氣流速度較大，加快了火焰?zhèn)鞑ニ俣?。另外，可以通過調(diào)整縮口的開口形狀，例如將正八邊形改為正六邊形，以及多邊形每個(gè)角處過渡圓角的半徑來改變擠氣面積，以適應(yīng)不同需要的天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)。

以上描述僅為

本技術(shù)：
實(shí)例以及對(duì)所運(yùn)用原理的說明，但本領(lǐng)域技術(shù)人員會(huì)理解，可以在不脫離本發(fā)明范圍的前提下做出各種變動(dòng)以適應(yīng)不同的情況。因此，本發(fā)明不局限于公開的具體實(shí)施方案，而是包括落在所附權(quán)利要求范圍內(nèi)的所有實(shí)施方案。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供的是一種適用于天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)的淺盆形燃燒室結(jié)構(gòu)。包括燃燒室上部和燃燒室下部，燃燒室上部為縮口，所述縮口的開口為正多邊形，所述正多邊形的每個(gè)角都為過渡圓角，所述正多邊形的每條邊與相鄰的平面之間也為過渡圓角，燃燒室下部為圓柱腔，所述圓柱腔的頂面、底面和側(cè)壁之間為過渡圓角。本發(fā)明通過縮口的設(shè)置和縮口形狀的設(shè)計(jì)增大擠氣面積，提高氣流速度，增加湍動(dòng)能，從而提高天然氣燃燒的火焰?zhèn)鞑ニ俣?，改善天然氣燃燒速度慢的缺點(diǎn)。

技術(shù)研發(fā)人員：宋恩哲;盧昌浩;董全;孫軍;楊立平;姚崇;范立云
受保護(hù)的技術(shù)使用者：哈爾濱工程大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：2017.06.07
技術(shù)公布日：2017.08.15