專利名稱：柴油機(jī)渦流燃燒室的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及柴油發(fā)動機(jī)的燃燒系統(tǒng)，特別是中小功率柴油機(jī)的渦流燃燒室。
現(xiàn)有的渦流燃燒室種類繁多，形狀各異，但均為空腔形，設(shè)置在柴油機(jī)的氣缸蓋上，其頂面與氣缸蓋內(nèi)斜置的噴油器孔相通、底面與鑲塊內(nèi)斜置的噴口相通。較為廣泛采用的有以下兩種基本形式吊鐘形燃燒室如


圖1所示，燃燒室上部為半球腔，下部為圓柱腔，一般采用平板形鑲塊鑲?cè)霘飧咨w的空腔底部構(gòu)成。
平底形燃燒室如圖2所示，燃燒室上部為半球腔，中部為圓柱腔，下部為錐臺腔或其它斜臺腔(如著名的慧星V號燃燒室)，一般采用有錐臺腔或其它斜臺腔的杯形鑲塊鑲?cè)霘飧咨w的空腔底部構(gòu)成。
另外，尚有球底形燃燒室，但應(yīng)用極少。
由于吊鐘形燃燒室空氣利用率相對較差，散熱面積相對較大，渦流損失也較大，一般在轉(zhuǎn)速較低的中小功率柴油機(jī)上采用。隨著中高速柴油機(jī)的發(fā)展，普遍都選用平底形燃燒室。但是，當(dāng)前的平底形燃燒室也存在下面的缺點(diǎn)1、柴油機(jī)常溫不予熱啟動性能即冷啟動性比吊鐘形燃燒室柴油機(jī)較差，因?yàn)榈蹒娦稳紵乙话愣加袉涌祝降仔稳紵矣捎跊]有設(shè)置啟動孔的合適位置，往往沒有啟動孔，即便有設(shè)置啟動孔的，又往往延伸到側(cè)壁上，對柴油機(jī)性能卻又產(chǎn)生不良影響，特別是在高速或大負(fù)荷下，對柴油機(jī)的性能影響更為嚴(yán)重。
2、已有的平底形燃燒室雖然適用于高速柴油機(jī)，僅是相對于吊鐘形燃燒室而言的，其高速性能尚欠優(yōu)良。
鑒于此，本實(shí)用新型的目的在于提供一種改進(jìn)的，使柴油機(jī)兼有較好的低速性能和高速性能，較好的常溫下不予熱啟動性的柴油機(jī)渦流燃燒室。
本實(shí)用新型是在已有的渦流燃燒室結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上的改進(jìn)。采用在渦流燃燒室的下段的燃油落點(diǎn)方向的燃燒室側(cè)面作局部切除，產(chǎn)生一個向外擴(kuò)展的凹形曲面的保溫面來實(shí)現(xiàn)其目的。
本實(shí)用新型的柴油機(jī)渦流燃燒室，設(shè)置在氣缸蓋(1)內(nèi)，呈頂面(6)與氣缸蓋內(nèi)斜置的噴油器孔(7)相通、底面(8)與鑲塊(5、13)內(nèi)斜置的噴口(9)相通的空腔形，其特征在于在噴油器孔相對的燃燒室下部側(cè)面有向外擴(kuò)展的凹形的保溫面(10)。
上述的保溫面可以為圓柱面，該圓柱面左右部以過由相交的噴油器孔軸線(M)和燃燒室軸線(N)形成的對稱平面為對稱，呈底邊在底面上的類似倒圓角的柱面三角形或柱面四邊形。
上述的保溫面可以為圓錐面，該圓錐面左右部以過由相交的噴油器孔軸線(M)和燃燒室軸線(N)形成的對稱平面為對稱，呈底邊在底面上的類似倒圓角的錐面三角形或錐面四邊形。
上述的保溫面可以為球面，該球面左右部以過由相交的噴油器孔軸線(M)和燃燒室軸線(N)形成的對稱平面為對稱，呈底邊在底面上的類似球冠面形。
上述的保溫面可以在構(gòu)成燃燒室空腔的杯形的鑲塊(13)上，保溫面的高度不大于杯形鑲塊內(nèi)的錐臺腔(12)或斜臺腔的高度。
上述的保溫面和燃燒室輪廓線在上述對稱平面上相交成α夾角，α＜30°，所說的保溫面的底面寬度小于燃燒室底面直徑。
上述的保溫面下方的底面(8)與鑲塊(5、13)內(nèi)斜置的啟動孔(11)相通。
本實(shí)用新型的保溫面的形狀、大小、寬度以及α角的大小，可根據(jù)柴油機(jī)參數(shù)、渦流室的有關(guān)參數(shù)綜合設(shè)計(jì)、并試驗(yàn)優(yōu)化決定。
本實(shí)新型具有下述的優(yōu)點(diǎn)一、在渦流燃燒室中，噴油器噴出的高速燃油束，在穿越有強(qiáng)渦流的燃燒室空間的過程中，由于時(shí)間極短，燃油不可能完全氣化，或者與空氣完全混合，粗大的和沒有完全氣化的燃油粒子被強(qiáng)烈的渦流甩在燃燒室的壁面上，由于強(qiáng)渦流作用，不能將其留在壁面上使之蒸發(fā)，因此，就不能產(chǎn)生燃油混合氣較濃的高溫區(qū)，從而導(dǎo)致著火延遲，影響燃燒、影響柴油機(jī)性能。本實(shí)用新型的保溫面，由于不受強(qiáng)渦流的冷卻，有較高的溫度；再由于強(qiáng)渦流在保溫面產(chǎn)生分離，在保溫面附近區(qū)域形成較強(qiáng)的紊流，因此，粗大的和沒有完全氣化的燃油粒子能停留在燃燒室的高溫壁面上，使燃油完全蒸發(fā)和即時(shí)著火，從而改善柴油機(jī)性能。
二、由于第一條中所述的原因，本實(shí)用新型柴油機(jī)的燃燒柔和，噪聲減?。粺煻葴p?。挥秃臏p小，低油耗區(qū)增大；柴油機(jī)功率得以提高。
三、平底形燃燒室設(shè)置保溫面和啟動孔的結(jié)構(gòu)，由于啟動孔不會破壞燃燒室側(cè)壁，再如第一條所述，不僅使本實(shí)用新型啟動容易，而且在正常工況下，即使高速或大負(fù)荷時(shí)，也不致使起動孔影響燃燒和柴油機(jī)性能，使具有平底形燃燒室結(jié)構(gòu)的本實(shí)用新型既具有較好的低速性能、又具有較好的高速性能。
四、本實(shí)用新型的具有保溫面的平底形燃燒室，兼容了已有的吊鐘形燃燒室和平底形燃燒室的優(yōu)點(diǎn)，并對性能有進(jìn)一步改善，是較理想的渦流室結(jié)構(gòu)。易于在已定型的渦流室柴油機(jī)上實(shí)施推廣。
下面，再用實(shí)施例及其附圖，對本實(shí)用新型作進(jìn)一步地說明。
附圖的簡要說明。
圖1是已有的吊鐘形燃燒室的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是已有的平底形燃燒室的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3是本實(shí)用新型的一種吊鐘形的柴油機(jī)渦流燃燒室的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖4是圖3的A向視圖。
圖5是圖3的B-B剖視圖。
圖6是本實(shí)用新型的另一種平底形的柴油機(jī)渦流燃燒室的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖7是圖6的C向視圖。
圖8是圖6的D-D剖視圖。
圖9是有啟動孔的本實(shí)用新型的實(shí)施例2、已有的有啟動孔的平底形燃燒室、已有的無啟動孔的平底形燃燒室，分別配置在同一臺型柴油機(jī)上所做的2000轉(zhuǎn)／分、2600轉(zhuǎn)／分、3200轉(zhuǎn)／分試驗(yàn)的負(fù)荷特性曲線對比圖。圖中縱座標(biāo)ge為燃油消耗率(克／馬力小時(shí))，橫座標(biāo)Ne為功率(馬力)，實(shí)線示配置有啟動孔的本實(shí)用新型柴油機(jī)的負(fù)荷特性曲線，虛線示配置已有的無啟動孔的平底形燃燒室的柴油機(jī)的負(fù)荷特性曲線，點(diǎn)劃線示配置已有的有啟動孔的平底形燃燒室的柴油機(jī)的負(fù)荷特性曲線。
實(shí)施例1本實(shí)用新型的一種柴油機(jī)渦流燃燒室，如圖3、4、5、9所示。設(shè)置在柴油機(jī)氣缸蓋1內(nèi)，呈由回轉(zhuǎn)母線2形成吊鐘形的空腔，即上部為半球腔3，下部為圓柱腔4，底部由平板形的鑲塊5鑲?cè)肴紵业目涨坏撞繕?gòu)成，其頂面6與氣缸蓋內(nèi)斜置的噴油器孔7相通、底面8與內(nèi)斜置的噴口9相通，噴口通向柴油機(jī)的氣缸。在噴油器孔相對的燃燒室下部側(cè)面上有向外擴(kuò)展的凹形的保溫面10。保溫面做在構(gòu)成燃燒室空腔的側(cè)壁上，保溫面為圓柱面，圓柱面左右部以過由相交的噴油器孔軸線M和燃燒室軸線N形成的對稱平面為對稱，呈底邊在底面8上的類似倒圓頂角的錐面三角形或四邊形，保溫面的高度小于燃燒室的圓柱腔段高度。在保溫面10下方的底面與氣缸蓋內(nèi)斜置的啟動孔11相通。
上述保溫面也可以是圓錐面或球面。
實(shí)施例2本實(shí)用新型的另一種柴油機(jī)渦流燃燒室，如圖6、7、8、9所示。其結(jié)構(gòu)與實(shí)施例1大體相同。其特點(diǎn)是，呈平底形燃燒室結(jié)構(gòu)，即燃燒室上部為半球腔3，中部為圓柱腔4，下部為上大下小的錐臺腔12或其它斜臺腔，底部用有上述錐臺腔的杯形的鑲塊13鑲?cè)肴紵业目涨坏撞繕?gòu)成。其保溫面8呈類似倒圓角的柱面三角形，在構(gòu)成燃燒室的杯形的鑲塊13上制出，其側(cè)投影似等腰三角形，底邊的寬度不大于燃燒室底面直徑，三角形高度不大于燃燒室下段錐臺腔12的高度。保溫面8和燃燒室的輪廓線即形成燃燒室的回轉(zhuǎn)母線2在由相交的噴油器孔軸線M和燃燒室軸線N形成的對稱平面上相交成α夾角，α=15°，保溫面的形狀、大小、寬度、高度以及夾角α的大小，根據(jù)柴油機(jī)參數(shù)，與渦流燃燒室的有關(guān)參數(shù)一并綜合設(shè)計(jì)優(yōu)化決定。
根據(jù)試驗(yàn)繪制出圖6的負(fù)荷特性曲線，從負(fù)荷特性曲線的對比可以看出本實(shí)用新型，與已有的無啟動孔的平底形燃燒室比較，實(shí)用新型雖有啟動孔，在低速時(shí)與無啟動孔的原型相比油耗率也接近；但中速和高速時(shí)，油耗率較低，最低油耗的功率點(diǎn)右移，且曲線平緩，低油耗區(qū)較寬，轉(zhuǎn)速越高，優(yōu)勢越明顯。
本實(shí)用新型，與已有的有啟動孔的平底形燃燒室比較，由于已有的燃燒室受啟動孔影響較大，特別是大負(fù)荷時(shí)性能嚴(yán)重惡化；而本實(shí)用新型即使有啟動孔，在各種工況下都有優(yōu)異的性能。
從上述比較不難得出結(jié)論配置本實(shí)用新型的柴油機(jī)，能改善柴油機(jī)性能指標(biāo)，還能滿足渦流式柴油機(jī)強(qiáng)化和高速化的要求。
權(quán)利要求1.柴油機(jī)渦流燃燒室，設(shè)置在氣缸蓋(1)內(nèi)，呈頂面(6)與氣缸蓋內(nèi)斜置的噴油器孔(7)相通、底面(8)與鑲塊(5、13)內(nèi)斜置的噴口(9)相通的空腔形，其特征在于在噴油器孔相對的燃燒室下部側(cè)面有向外擴(kuò)展的凹形的保溫面(10)。
2.如權(quán)利要求1所述的柴油機(jī)渦流燃燒室，其特征在于所說的保溫面為圓柱面，該圓柱面左右部以過由相交的噴油器孔軸線(M)和燃燒室軸線(N)形成的對稱平面為對稱，呈底邊在底面上的類似倒圓角的柱面三角形或柱面四邊形。
3.如權(quán)利要求1所述的柴油機(jī)渦流燃燒室，其特征在于所說的保溫面為圓錐面，該圓錐面左右部以過由相交的噴油器孔軸線(M)和燃燒室軸線(N)形成的對稱平面為對稱，呈底邊在底面上的類似倒圓角的錐面三角形或錐面四邊形。
4.如權(quán)利要求1所述的柴油機(jī)渦流燃燒室，其特征在于所說的保溫面為球面，該球面左右部以過由相交的噴油器孔軸線(M)和燃燒室軸線(N)形成的對稱平面為對稱，呈底邊在底面上的類似球冠面形。
5.如權(quán)利要求1所述的柴油機(jī)渦流燃燒室，其特征在于所說的保溫面在構(gòu)成燃燒室空腔的杯形的鑲塊(13)上，保溫面的高度不大于杯形鑲塊內(nèi)的錐臺腔(12)或斜臺腔的高度。
6.如權(quán)利要求1、2、3、4或5所述的柴油機(jī)渦流燃燒室，其特征在于所說的保溫面和燃燒室的輪廓線在上述對稱平面上相交成α夾角，α＜30°，所說的保溫面的底面寬度小于燃燒室底面直徑。
7.如權(quán)利要求1、2、3、4或5所述的柴油機(jī)渦流燃燒室，其特征在于所說的保溫面下方的底面(8)與鑲塊(5、13)內(nèi)斜置的啟動孔(11)相通。
8.如權(quán)利要求6所述的柴油機(jī)渦流燃燒室，其特征在于所說的保溫面下方的底面(8)與鑲塊(5、13)內(nèi)斜置的啟動孔(11)相通。
專利摘要本實(shí)用新型涉及柴油發(fā)動機(jī)的燃燒系統(tǒng),特別是中小功率柴油機(jī)的渦流燃燒室。旨在解決現(xiàn)有的渦流式柴油機(jī)不能兼有較好的低速性能和高速性能,以及常溫不預(yù)熱起動的問題。本柴油機(jī)渦流燃燒室,設(shè)置在氣缸蓋1內(nèi),呈頂面6與氣缸蓋內(nèi)斜置的噴油器孔7相通、底面8與鑲塊內(nèi)斜置的噴口9相通的空腔形,在噴油器孔相對的燃燒室下部側(cè)面有向外擴(kuò)展的凹形的保溫面10。能實(shí)現(xiàn)柴油機(jī)常溫不預(yù)熱起動,噪聲、煙度減小,油耗減小,功率提高。
文檔編號F02B23/02GK2303088SQ9720778
公開日1999年1月6日 申請日期1997年3月24日 優(yōu)先權(quán)日1997年3月24日
發(fā)明者李亞楚 申請人:李亞楚