專利名稱：雙卷流燃燒系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種高速柴油機(jī)上使用的燃燒系統(tǒng)，它由燃燒室和噴油嘴組成。
在SU-111878A上公開了一種內(nèi)燃機(jī)燃燒室。它的目的是防止燃?xì)饨?jīng)活塞與氣缸間的縫隙侵入活塞環(huán)，導(dǎo)致活塞環(huán)和缸壁的高速磨損，從而提高發(fā)動(dòng)機(jī)的耐久性。它的結(jié)構(gòu)是，活塞頂部有兩個(gè)同心環(huán)形凸緣;與活塞的兩個(gè)凸緣對應(yīng)，在缸蓋上有兩個(gè)環(huán)形凹槽;在剖面圖上，兩個(gè)凸緣和兩個(gè)凹槽成梯形。當(dāng)活塞進(jìn)入上止點(diǎn)時(shí)，兩凸緣先后進(jìn)入兩凹槽，起到防止燃?xì)馇秩牖钊h(huán)的作用。該燃燒室不具有提高混合氣質(zhì)量和燃燒效率的作用，也不涉及與噴油嘴的匹配問題。
在《車用發(fā)動(dòng)機(jī)》雜志(1982年增刊P37)上公開了一種高速柴油機(jī)上使用的燃燒系統(tǒng)。該系統(tǒng)的燃燒室結(jié)構(gòu)為活塞頂為一淺盆形。并與缸蓋和缸壁構(gòu)成燃燒室;該燃燒系統(tǒng)存在如下缺點(diǎn)1、這種燃燒系統(tǒng)采用的淺盆形燃燒室，在缸內(nèi)沒有專門組織空氣運(yùn)動(dòng)，混合靠油束在燃燒室的均勻分布及噴霧質(zhì)量保證。當(dāng)噴油泵達(dá)不到所需要的壓力，造成混合氣質(zhì)量不高，油耗大。
2、由于燃燒室沒有專門組織空氣運(yùn)動(dòng)，隨著轉(zhuǎn)速的提高，混合時(shí)間縮短，混合氣質(zhì)量變差。
3、當(dāng)柴油機(jī)在高轉(zhuǎn)速、短沖程、強(qiáng)化程度較高時(shí)，混合氣質(zhì)量差，燃燒效率不高，被迫加大提前角。增大提前角對提高混合氣質(zhì)量、降低油耗只能起到一定作用，卻又導(dǎo)致了爆發(fā)壓力過高，機(jī)械負(fù)荷增大。
本發(fā)明的目的在于克服上述燃燒系統(tǒng)混合氣質(zhì)量差、機(jī)械負(fù)荷大、油耗高的不足，而提供一種具有較高混合氣質(zhì)量，燃燒效率高，爆發(fā)壓力較低，易于推廣使用的燃燒系統(tǒng)。
本發(fā)明的技術(shù)解決方案是，采用雙卷流燃燒系統(tǒng)，它由活塞頂部、缸蓋和缸壁圍成的空間構(gòu)成的燃燒室與噴油嘴組成，其特征在于;活塞頂部具有內(nèi)外兩個(gè)環(huán)形室，外室底面園孤與內(nèi)室底面圓孤相交形成尖形孤脊，尖形孤脊將活塞頂部分為兩個(gè)環(huán)形室，活塞頂中心有一園錐凸臺(tái)。噴油咀噴孔噴出的油束的夾角與內(nèi)外環(huán)形室相匹配，使油束在內(nèi)外環(huán)形室形成旋向相反的卷流。外室直徑d1＝(0.66～0.83)D(D為活塞直徑)，內(nèi)室直徑d2＝(0.4～0.66)D，外室底面園孤半徑R1＝(0.05～0.093)D，內(nèi)室底面園孤半徑R2＝(0.04～0.066)D，外室最低點(diǎn)距活室頂?shù)木嚯xH1＝(0.06-0.1)D，內(nèi)室最低點(diǎn)距離活塞頂?shù)木嚯xH2＝(0.08-0.10)D，尖形孤脊距活塞頂?shù)木嚯xH3＝(0.05-0.08)D，園錐凸臺(tái)的直徑d3＝(0.05-0.08)D，園錐凸臺(tái)的錐角α＝120°-150°。
該燃燒系統(tǒng)的工作原理是，油束在噴入燃燒室后，在內(nèi)外兩個(gè)室內(nèi)形成雙渦流，兩渦流旋向相反，可以充分利用燃燒室內(nèi)的空氣，加速了主燃期的混合與燃燒。尖形孤脊起了粉粹燃料的作用，加速了高質(zhì)量混合氣的形成。尖形孤脊的位置變動(dòng)，可以起到控制滯燃期的作用。燃料的分配是按內(nèi)外環(huán)形室中的空氣量而定的，保證了燃料與空氣的及時(shí)混合。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比取得了如下積極效果1、可形成高質(zhì)量的混合氣，改善了燃燒狀況，降低了油耗。
2、由于該燃燒系統(tǒng)可以在短時(shí)間內(nèi)形成高質(zhì)量的混合氣，因而可以縮小供油提前角。該系統(tǒng)的燃燒室比淺盆形燃燒室容積增大，降低了壓縮比。提前角的縮小和壓縮比的降低，都使最高爆發(fā)壓力和壓升率下降，降低了機(jī)械負(fù)荷。
3、該燃燒系統(tǒng)降低了對噴油嘴的加工工藝要求，噴油嘴噴出的油束夾角可在140°-160°之間，為該燃燒的推廣使用創(chuàng)造了有利條件。
4、該燃燒系統(tǒng)只需改變活塞頂部的結(jié)構(gòu)，不需要改變其它部件的結(jié)構(gòu)易于推廣使用。
5、在燃燒室容積相同的情況下，采用該系統(tǒng)的燃燒室，可以增大燃燒室開口直徑，減少燃燒室深度，這有利于降低熱負(fù)荷，適用于高強(qiáng)化的增壓柴油機(jī)。
附圖的圖面說明如下

圖1是燃燒室的結(jié)構(gòu)圖。
圖2是活塞頂部的俯視圖。
本發(fā)明將結(jié)合附圖作進(jìn)一步的詳述。
在圖1中，汽缸2與缸蓋4之間裝有密封圈3，缸蓋上裝有氣閥5和噴油嘴6。活塞1的頂部結(jié)構(gòu)為，中心有一園錐形凸臺(tái)7，臺(tái)面底于活塞頂平面，錐面與內(nèi)室底面園孤相切，內(nèi)室底面園孤與外室底面園孤相交，形成尖形孤脊8，尖形孤脊把燃燒室分成內(nèi)、外兩個(gè)環(huán)形室，外室底面園孤與活塞頂平面相交。
圖2表示了活塞頂部的俯視結(jié)構(gòu)。為了防止活塞與氣閥干涉，在活塞頂部設(shè)置了四個(gè)均布的避閥坑9。
附圖中的符號(hào)意義和取值如下D為活塞直徑。
外室直徑d1＝(0.66-0.83)D。內(nèi)室直徑d2＝(0.4-0.66)D圓錐形凸臺(tái)直徑d3＝(0.05-0.08)D外室最低點(diǎn)距活塞頂?shù)木嚯xH1＝(0.06-0.1)D內(nèi)室最低點(diǎn)距活塞頂?shù)木嚯xH2＝(0.08-0.10)D尖形孤脊距活塞頂?shù)木嚯xH3＝(0.05-0.08)D外室底面園孤半徑R1＝(0.05-0.093)D內(nèi)室底面園孤半徑R2＝(0.04-0.066)D園錐的錐角α＝120°-150°在6V150柴油機(jī)上，當(dāng)
d1＝0.8Dd2＝0.533Dd3＝0.06DH1＝0.106DH2＝0.086DH3＝0.06DR1＝0.06DR2＝0.053Dα＝135°效果最佳。
與上述結(jié)構(gòu)尺寸所限定的燃燒室匹配的噴油咀，其噴孔噴出的油束夾角在140-160之間，都能保證油束在內(nèi)外環(huán)形室形成旋向相反的卷流。噴孔的位置處于缸蓋燃燒室底平面上。
權(quán)利要求
1.一種雙卷流燃燒系統(tǒng)，由活塞頂部、缸蓋和缸壁圍成的空間構(gòu)成的燃燒室與噴油嘴組成，其特征在于活塞頂部1具有內(nèi)外兩個(gè)環(huán)形室，外室底面園弧與內(nèi)室底面園弧相交形成尖形弧脊8，尖形孤脊將活塞頂部分為兩個(gè)環(huán)形室，活塞頂中心有一園錐凸臺(tái)7。噴油咀噴孔噴出的油束的夾角與內(nèi)外環(huán)形室相匹配，使油束在內(nèi)外環(huán)形室形成旋向相反的卷流。
2.按照權(quán)利要求1所述的雙卷流燃燒系統(tǒng)，其特征在于外室直徑d1＝(0.66-0.83)D，內(nèi)室直徑d2＝(0.4-0.66)D，外室底面園孤半徑R1＝(0.05-0.093)D，內(nèi)室底面園孤半徑R2＝(0.04-0.066)D，外室最低點(diǎn)距活塞頂?shù)木嚯xH1＝(0.06-0.1)D，內(nèi)室最低點(diǎn)距活塞頂?shù)木嚯xH2＝(0.08-0.10)D，尖形孤脊距活塞頂?shù)木嚯xH3＝(0.05-0.08)D，園錐凸臺(tái)的直徑d3＝(0.05-0.08)D，園錐凸臺(tái)的錐角α＝120°-150°。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種高速柴油機(jī)上使用的燃燒系統(tǒng)?，F(xiàn)有高速柴油機(jī)上使用的具有淺盆型燃燒室的燃燒系統(tǒng)，存在著混合氣質(zhì)量不高，油耗較大，機(jī)械負(fù)荷較大的缺點(diǎn)。本發(fā)明采用雙卷流燃燒系統(tǒng)，該系統(tǒng)的燃燒室由內(nèi)外兩個(gè)環(huán)形室構(gòu)成，在活塞頂部有一圓錐形凸臺(tái)。本發(fā)明有效地提高了混合氣質(zhì)量，降低了油耗和機(jī)械負(fù)荷。本發(fā)明主要用于高速柴油機(jī)和增壓柴油機(jī)。
文檔編號(hào)F02B23/06GK1040851SQ88106248
公開日1990年3月28日 申請日期1988年8月31日 優(yōu)先權(quán)日1988年8月31日
發(fā)明者魏熔, 陳士堯 申請人:北京理工大學(xué)