專利名稱：：一種柴油機(jī)渦流燃燒室結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本實(shí)用新型用于柴油機(jī)。常用的柴油機(jī)渦流燃燒室結(jié)構(gòu)有平底鐘罩式、慧星I～V型、球型等。絕大多數(shù)是依靠通道使渦流室內(nèi)獲得合適的渦流強(qiáng)度，例如自英國里卡多公司發(fā)明了第一個柴油機(jī)渦流燃燒室以來，經(jīng)過五十多年的努力，由慧星I型發(fā)展到慧星V型。盡管其結(jié)構(gòu)不斷改進(jìn)，渦流強(qiáng)度有所削弱，然而它們不可避免地出現(xiàn)了隨柴油機(jī)轉(zhuǎn)速增加而增強(qiáng)的渦流強(qiáng)度，因此，只僅僅能在一、二個特定轉(zhuǎn)速下才能獲得合適的渦流強(qiáng)度，這時柴油機(jī)油耗較低。為了獲得柴油機(jī)較低的油耗，設(shè)計(jì)者常把最佳點(diǎn)調(diào)節(jié)在額定工況附近，才能獲得較理想的油耗指標(biāo)，而偏離該點(diǎn)的工況點(diǎn)油耗仍然偏高。我國目前大多數(shù)采用平底鐘罩式渦流燃燒室，這種渦流燃燒室與上述慧星型、球型渦流室相比較，渦流強(qiáng)度有削弱的趨勢，耗油率也有所下降，但是靠近渦流室底部流動特性較差，容易形成局部缺氧高溫區(qū)，出現(xiàn)冒煙、冒氣現(xiàn)象。本實(shí)用新型的目的在于避免上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足之處而改進(jìn)渦流燃燒室的結(jié)構(gòu)。從而有效地控制渦流室內(nèi)空氣渦流強(qiáng)度，使柴油機(jī)在各種轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)都獲得合適的空氣渦流強(qiáng)度，且在控制過程中，還能產(chǎn)生隨柴油機(jī)轉(zhuǎn)速增加而增強(qiáng)的微渦流。這種微渦流的流動，即抑制了主渦流強(qiáng)度，又促進(jìn)了渦流燃燒室內(nèi)氣體流動，并能解決渦流室底部的局部高溫區(qū)問題，從而使柴油機(jī)獲得高燃燒率。本實(shí)用新型通過以下措施實(shí)現(xiàn)在普通的柴油機(jī)渦流燃燒室加工完畢之后，再在渦流室內(nèi)壁上加工凹圓弧。凹圓弧的形狀是根據(jù)不同類型的柴油機(jī)渦流室的形狀差異，而分別采用單凹圓弧或雙凹圓弧或多段凹圓弧等多種形式，而在活塞頂部的主燃燒室內(nèi)壁上加工雙“ω”型凹坑與渦流室相配。本實(shí)用新型的具體形狀與結(jié)構(gòu)由以下的實(shí)施例及其附圖給出。圖1為四種凹圓弧方案示意圖；圖1a)為平底鐘罩式渦流室采用多段凹圓弧方案的示意圖；圖1b)為平底鐘罩型渦流室采用雙段圓弧方案的示意圖；圖1c)為慧星型渦流室采用多段圓弧方案的示意圖；圖1d)為球型渦流室采用單凹圓弧方案的示意圖；圖2為平底鐘罩式渦流燃燒室采用的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2a)為平底鐘罩式渦流室采用雙凹圓弧方案；圖2b)為主燃燒室采用的雙“ω”型雙凹坑結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是170型柴油機(jī)采用本實(shí)用新型前后油耗曲線對比圖，圖3中曲線1為采用本實(shí)用新型前的油耗曲線，曲線2為采用本實(shí)用新型的油耗曲線。確定渦流室內(nèi)壁上的凹圓弧結(jié)構(gòu)尺寸時，應(yīng)以渦流室球半徑R作為計(jì)算依據(jù)，確定主燃燒表面的雙“ω”型雙凹坑結(jié)構(gòu)尺寸時應(yīng)以該柴油機(jī)活塞直徑D作為計(jì)算依據(jù)。渦流室內(nèi)壁上的凹圓弧結(jié)構(gòu)參數(shù)如下圖2a)中R為渦流室球半徑，H1為凹圓弧離渦流室底部的距離H1／R＝0.4～0.6；R1、R2各為雙凹圓弧的半徑，R1／R＝0.2～0.45、R2／R＝0.2～0.45。主燃燒室采用的雙“ω”型雙凹坑的結(jié)構(gòu)參數(shù)如下圖2b)中D為活塞直徑，H2為主燃燒室內(nèi)活塞頂部“ω”雙凹坑的深度，H2＝(0.05～0.08)DΩ為“ω”雙凹坑中心過渡曲率半徑，Ω＝10～20mm；ε為“ω”雙凹坑邊緣圓弧半徑，ε＝1.5～2mm；h為“ω”雙凹坑邊緣保留圓柱體高度，h＝1mm；e為“ω”雙凹坑中心與活塞中心距離的偏移量；e＝(0.08～0.15)D；φ為“ω”雙凹坑圓弧直徑，φ＝(0.35～0.50)D；l0為“ω”雙凹坑圓弧中心距，l0＝(0.35～0.50)D。本實(shí)用新型的其中一種實(shí)施例如下設(shè)計(jì)人采用如下結(jié)構(gòu)參數(shù)，改進(jìn)已使用的170型柴油機(jī)的渦流燃燒室R＝10mmH1／R＝0.5R1／R＝0.2R2／R＝0.4D＝70mmH2＝0.056Dε＝1.5mmφ＝0.37Dh＝1mml＝0.12Dl0＝26mmΩ＝15mm本實(shí)用新型有如下優(yōu)點(diǎn)1.本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)極其簡單，加工方便，即在原柴油機(jī)渦流燃燒室加工完畢之后，用圓弧刀具切削而成。2.采用本實(shí)用新型，有效地改善了渦流燃燒室內(nèi)空氣流動狀態(tài)，解決了渦流燃燒室底部局部高溫區(qū)而造成的冒煙、冒氣問題。實(shí)驗(yàn)證明渦流燃燒室內(nèi)的渦流強(qiáng)度隨柴油機(jī)轉(zhuǎn)速的增加而削弱，并能把削弱的渦流能量轉(zhuǎn)化為渦流室內(nèi)氣體的微渦流運(yùn)動，加強(qiáng)了混合氣體的形成并提高了混合氣體的質(zhì)量，從而實(shí)現(xiàn)了對渦流室內(nèi)空氣渦流強(qiáng)度的自動抑制，使各種轉(zhuǎn)速下的柴油機(jī)都獲得合適的渦流強(qiáng)度，排氣溫度降低了20～30℃，為節(jié)能創(chuàng)造了良好的條件。3.從圖3所表示的曲線可見，采用本實(shí)用新型的柴油機(jī)油耗低，節(jié)能效果顯著。附表是本實(shí)用新型與國內(nèi)外同缸徑機(jī)型的柴油機(jī)的油耗量比較發(fā)動機(jī)功率／轉(zhuǎn)速(千瓦／每分鐘·轉(zhuǎn)發(fā)動機(jī)負(fù)荷％油耗量(克／千瓦·小時)產(chǎn)品合格標(biāo)準(zhǔn)國內(nèi)同類機(jī)型水平國外同類機(jī)型水平本實(shí)用新型達(dá)到的水平2.94/26003.24/26003.68/30004.4/3000100110100120291305306334265276299319272282299319257250262270</table></tables>附表中與本實(shí)用新型的對比數(shù)據(jù)摘自“國內(nèi)外小型柴油機(jī)資料匯編”(湖南省農(nóng)機(jī)研究所匯編)。上述的附圖，附表表明采用本實(shí)用新型油耗水平比同缸徑產(chǎn)品的合格標(biāo)準(zhǔn)降低了12～15％(在額定工況下)；而當(dāng)負(fù)荷為110％時，油耗可降低至15％以上。另外，大負(fù)荷時油耗更低，有利于提高該機(jī)的過載能力，有利于大負(fù)荷時節(jié)能。4.可直接推廣至各種類型的系列柴油機(jī)產(chǎn)品和改造已在使用的各類型柴油機(jī)。5.使用本實(shí)用新型，對柴油機(jī)的其他性能無任何影響。權(quán)利要求一種柴油機(jī)渦流燃燒室結(jié)構(gòu)，其特征在于在現(xiàn)有不同類型的渦流燃燒室內(nèi)壁上加工有單凹圓弧或雙凹圓弧或多段凹圓弧，在活塞頂部的主燃燒室表面上加工雙“ω”型雙凹坑與渦流室相配。專利摘要本實(shí)用新型是在現(xiàn)有不同類型的渦流燃燒室內(nèi)壁上加工有凹圓弧，在活塞頂部的主燃燒室表面上加工雙“w”型雙凹坑與渦流室相配。采用本實(shí)用新型有效改善渦流燃燒室內(nèi)空氣流動狀態(tài)，渦流燃燒室內(nèi)的渦流強(qiáng)度隨柴油機(jī)轉(zhuǎn)速的增加而削弱，并能把削弱的渦流能量轉(zhuǎn)化為渦流室內(nèi)氣體的微渦流運(yùn)動，從而實(shí)現(xiàn)了對渦流室內(nèi)空氣渦流強(qiáng)度的自動抑制，使各種轉(zhuǎn)速下的柴油機(jī)都得到合適的渦流強(qiáng)度，因而柴油機(jī)油耗低，節(jié)能效果顯著。文檔編號F02B3/06GK2035797SQ8820836公開日1989年4月12日申請日期1988年7月8日優(yōu)先權(quán)日1988年7月8日發(fā)明者賴漢聞,陳特鑾申請人:華南理工大學(xué)