專利名稱:汽油機射流燃燒室的制作方法
本發(fā)明涉及一種汽油機燃燒室，屬內(nèi)燃機技術(shù)領(lǐng)域：
內(nèi)的發(fā)明創(chuàng)造。
汽油機是汽車的動力裝置，它性能的優(yōu)化，是汽車性能優(yōu)化的前提，百余年來中外專業(yè)人士一直為此奮斗。目前，國外一般車用汽油機，燃用普通標(biāo)號的汽油(RON值為90～93)時，壓縮比為8.5～9.0。其性能是最低燃油消耗率200～205克/馬力·小時最大平均有效壓力9～9.5公斤/厘米2但人類并不滿足已有的成績，近十余年來，人們對汽油機進行了大量研究，又取得了不小的成績，其中特別突出的有①瑞士的梅氏火球燃燒室(May Fireball Chamber)，見美國汽車工程協(xié)會(SAE)論文編號790386及810786;
②英國李卡圖公司(Ricardo Ltd)的高壓縮比緊湊型(HRCC)燃燒室，見美國汽車工程協(xié)會(SAE)論文編號820166及英國汽車工程師(A.E.)雜志1982年2、3月刊;
③西德波爾舍(Porsche)公司的TOP燃燒室，見發(fā)動機技術(shù)雜志(MTZ)1984年5月刊。
在這方面正在進行工作的還有④日本三菱射流室(MCA-Jet)，見美國汽車工程(Automotive Engineering)雜志1978年4月刊;
⑤丹麥大學(xué)旋風(fēng)燃燒室(Tornado Chamber)，見美國汽車工程協(xié)會(SAE)論文編號810786;
⑥西德奧地(Audi)燃燒系統(tǒng)，見西德汽車工業(yè)(Automobil lndustrie)，1982年第1、2、3期。
上述前三種燃燒室已有產(chǎn)品，性能最優(yōu)越，但都要使用高標(biāo)號(辛烷值)汽油。高標(biāo)號汽油在煉制過程中，消耗能量大，從節(jié)能的觀點看是不理想的。
本發(fā)明的目的在于使用較低標(biāo)號的汽油(國產(chǎn)70號普通汽油，RON值為86)，降低車用汽油機的燃油消耗率，提高經(jīng)濟性，節(jié)約能源。
在汽油機上燃用較稀的混合氣，對降低油耗率是有利的。此外，理論和實踐都證明，提高汽油機的壓縮比，是降低汽油機油耗率的有效措施。但壓縮比不能無限地提高，否則會帶來不正常的燃燒-爆燃，將導(dǎo)致汽油機性能的急劇下降，并損害或毀壞機器。本發(fā)明提出的射流燃燒室的結(jié)構(gòu)，就是從防止和消除爆燃入手，解決提高壓縮比的困難，進而優(yōu)化汽油機的性能。
本發(fā)明的汽油機射流燃燒室，突破了汽油機燃燒室的傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)型式，它由下列幾部分組成進氣門1，排氣門2，燃燒室3，活塞與氣缸蓋之間的余隙(主室)4，火花塞5，射流孔6，氣缸蓋7，活塞8。從圖1和圖2上可以看出，燃燒室3被布置在汽油機的氣缸蓋7上，偏置于排氣門2的下方，呈園柱形，在園柱面的側(cè)方，開有特殊的可以產(chǎn)生射流的孔道6，射流燃燒室就是由此得名，射流孔道的數(shù)目，幾何位置和尺寸至關(guān)重要，這要根據(jù)汽油機的氣缸直徑和活塞行程來確定。在燃燒開始前，利用活塞上行的擠壓作用，在燃燒開始之后，利用已燃?xì)怏w的膨脹，在燃燒室3及主室4內(nèi)形成有不同標(biāo)度的強烈紊流，特別是通過射流孔6可以產(chǎn)生大量的微渦流，使火焰?zhèn)鞑ニ俣却蟠筇岣??；鹧嬉院芨叩乃俣鹊竭_(dá)距離火花塞5盡可能遠(yuǎn)的地方，有效地抑制了爆燃，并使燃燒后期有極高的放熱速度，得到比較理想的放熱規(guī)律。把它改裝在國產(chǎn)492Q汽油機上以后，燃用RON86汽油，壓縮比由原來的7.2提高到10，最低燃料消耗率每馬力小時為180克，最大平均有效壓力提高到9.7公斤/厘米2，達(dá)到了世界先進水平。燃燒室3形狀的改變和火花塞5位置的變化，都起到了優(yōu)化汽油機性能的作用，但射流孔6的獨特設(shè)計是本發(fā)明的核心。射流孔中心的上端對著排氣門2，射流孔的下端引向距離火花塞最遠(yuǎn)處。射流孔的主要作用是①利用活塞擠壓，在燃燒室內(nèi)火花塞附近形成大量的微渦流，有利于著火。
②混合氣著火，火焰開始向外傳播后，射流孔可以將火焰前鋒高速地引向遠(yuǎn)處容易形成爆燃中心的區(qū)域，使爆燃來不及產(chǎn)生;
③在射流燃燒室3內(nèi)，壓縮比越高或負(fù)荷越大，射流孔6產(chǎn)生的微渦流的強度越大，尺寸越小，因而火焰?zhèn)鞑ニ俣鹊奶岣咭苍酱螅@就可以自動提高抑制爆燃的能力，而燃燒總是在壓縮比較高或負(fù)荷較大時才出現(xiàn);
④經(jīng)過射流孔，緊隨著主室內(nèi)微渦流的產(chǎn)生，火焰前鋒幾乎同時到達(dá)，這樣就可以在壽命極短的微渦流瞬即消失之前，充分發(fā)揮它可以大幅度提高火焰?zhèn)鞑ニ俣鹊淖饔?
⑤在燃燒過程中通過射流孔可以一度形成兩個獨立發(fā)展的燃燒區(qū)，大大地增加了火焰前鋒面積，因此在燃燒后期，它的燃燒速度非常之快，可以給出很理想的放熱規(guī)律，并使排氣溫度降低，熱負(fù)荷減小。在大負(fù)荷時，由于燃燒速度極快，可以將點火提前角減小，由此帶來的好處有①有利于抑制爆燃進一步提高壓縮比;②降低最高燃燒壓力，減小機械負(fù)荷;③降低燃燒噪音;④減少排氣中的氮氧化物的濃度。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，最大的特點是在使用低標(biāo)號汽油的條件下提高壓縮比。國產(chǎn)492Q汽油機改裝射流燃燒室后，動力性能高于目前國外汽油機產(chǎn)品，經(jīng)濟性能與國外新研制成功的高壓縮比節(jié)油汽油機相同，而國外新汽油機需要燃用高級汽油，詳見附表。本發(fā)明可以移植到所有頂置氣門的其它機型汽油機上。
本發(fā)明所采用的附圖如下附圖1射流燃燒室頂視圖附圖2射流燃燒室剖視圖附表高壓縮比汽油機性能比較表下面給出在492QS汽油機上實現(xiàn)本發(fā)明的具體方案φ1＝50毫米，φ2＝40毫米，射流孔徑10毫米，a＝29.5毫米，b＝15毫米，c＝5.5毫米，α＝32°，β＝38°30′。
權(quán)利要求
1.一種頂置氣門的汽油機燃燒室，其特征為燃燒室被布置在汽油機的氣缸蓋上，偏置于排氣門的下方，在其側(cè)面開有一個或兩個能產(chǎn)生射流的孔道，孔道的中心上端對著排氣門2，下端距離火花塞5盡量遠(yuǎn)。
2.一個如權(quán)力要求1所述的燃燒室，其形狀基本為園柱形。小缸徑汽油機園柱形有縮口或為橢園柱形。
3.一個如權(quán)利要求
1所述的燃燒室，其射流孔道的直徑視汽油機的排量而定，在492QS汽油機上為10～12毫米。
4.一個如權(quán)利要求
1和2所述的燃燒室，在492QS上其射流孔道的α角為30～34°，β角為37～40°。
5.一個如權(quán)利要求
1所述的燃燒室，其火花塞被安置在排氣門2的下方。
專利摘要
本發(fā)明涉及一種新穎的射流燃燒室，它突破了傳統(tǒng)汽油機燃燒室的結(jié)構(gòu)型式，除改變了燃燒室的形狀和火花塞的位置以外，還設(shè)置了一個或兩個設(shè)計獨特的射流孔。于是能在燃燒室內(nèi)產(chǎn)生特殊的紊流，其中包括大量的微渦流，大大提高火焰?zhèn)鞑ニ俣?，使火焰能盡快通過射流孔達(dá)到距離火花塞最遠(yuǎn)處，以抑制末端氣體的爆燃，并得到較理想的放熱規(guī)律。本發(fā)明可以應(yīng)用在所有頂置氣門的汽油機上。
文檔編號F02B19/12GK85105941SQ85105941
公開日1987年2月25日 申請日期1985年8月8日
發(fā)明者劉友鈞, 尚秀鏡, 劉應(yīng)龍, 萬世雄, 劉潔萍 申請人:天津大學(xué)導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan