[实用新型]一种小缸径风冷单缸柴油机活塞燃烧室

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种单缸柴油机活塞燃烧室，特别是小缸径风冷单缸直喷式柴油机用的低排放燃烧室。

背景技术

单缸直喷式柴油机主要应用于农业机械、小型工程机械等非道路机械设备，在工农业生产中发挥着重要的作用。随着人们对环境要求的提高，对单缸柴油机排放的控制也在不断加强。直喷式柴油机有害排放主要取决于柴油机混合气的形成及缸内燃烧过程，而混合气的形成与燃烧过程的好坏又取决于喷油系统、燃烧室以及进气运动之间的合理匹配，且柴油机动力性与经济性的提高也于其有着紧密的联系。

燃烧室位于活塞的顶部，其形状和结构直接影响混合气形成中的涡流和紊流质量。为使在压缩末期增加活塞顶上部环形空间的空气挤入燃烧室内产生挤流的强度，提高油气混合的质量，现在多采用缩口ω型燃烧室，以提高空气的利用率。对小缸径直喷柴油机而言，由于受燃烧室结构和尺寸设计空间的限制，燃烧室偏心量大，燃烧室口径小，喷雾油束的着壁量多；加上柴油机转速高，燃烧绝对时间相对缩短，在有限的容积和极短的时间内组织好油气的混合比较困难；燃烧过程组织与中大缸径柴油机更为复杂。因此对燃烧室的合理设计和优化来提高空气利用率，使油气在燃烧室内尽量等空燃比混合，使局部混合气尽可能的均匀，是小缸径直喷柴油机燃烧过程组织与排放控制的难点。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种小缸径直喷式单缸风冷柴油机的活塞燃烧室，以降低小型单缸风冷柴油机污染物的排放。

本实用新型的技术方案是：一种低排放单缸风冷柴油机活塞燃烧室，它包括ω型燃烧室，所述ω型燃烧室设置在活塞的顶部，所述活塞直径为75～80mm，燃烧室中心距活塞中心在x方向为2～4mm，在y方向为1～3mm，燃烧室底部是由沿燃烧室中心线对称的圆弧面组成，其凹坑深度为10～12mm，圆弧面的半径为3～5mm，燃烧室中部设置成圆锥面，并与燃烧室底部的圆弧面相切，圆锥面的锥角为100～150°，圆锥面顶点到活塞顶面的距离为4～6mm，圆弧面的外切线向燃烧室口延伸并在其口部圆滑过渡形成喉口部分，喉口直径为33～37mm，且圆弧面的外切线与喉口垂线形成的夹角为45～60°，喉口与活塞顶面的过渡圆角半径为1～2mm，燃烧室底部最大直径为40～47mm，缩口ω型燃烧室的缩口比为0.7～0.95，整个燃烧室的容积为10.5～15ml。

本实用新型通过合理布置缩口型燃烧室的形状和尺寸，使活塞顶部的环形空间的空气在挤入燃烧室内能产生较强的挤气涡流，使挤气涡流与进气涡流很好的配合，从而改善油气的混合；同时，通过合理组织进气以及调整喷油器与燃烧室的相对位置，使油束在燃烧室内的空间分布更加合理，油气混合更加理想。经试验验证，采用本实用新型燃烧室的小型风冷单缸柴油机的污染物排放达到了GB 20891-2007非道路柴油机国Ⅱ排放标准和EPAⅣ排放法规的要求。

附图说明

下面结合附图对本实用新型的实施例作进一步的详细描述。

图1是燃烧室在活塞顶部的位置。

图2是位于活塞顶部的燃烧室结构图。

其中：X-x方向上燃烧室中心距活塞中心的距离，Y-y方向上燃烧室中心距活塞中心的距离，1-ω型燃烧室，D-ω型燃烧室底部圆弧面最大直径，D1-ω型燃烧室的喉口直径，d-燃烧室凹坑深度，d1-燃烧室内圆锥面顶点到活塞顶面的距离，R-燃烧室底部圆弧面半径，r-喉口与活塞顶面的过渡圆角半径，α-燃烧室圆锥面锥角，β-圆弧面的外切线与喉口垂线形成的夹角。

具体实施方式

本实用新型为单缸柴油机活塞燃烧室，其外径为78mm，它包括ω型燃烧室1，所述ω型燃烧室设置在活塞顶部，燃烧室中心距所在垂直活塞中心轴线平面活塞中心X为2.5mm，Y为1.5mm，燃烧室喉口直径d为34mm，燃烧室底部最大直径D为42mm，喉口与活塞顶面的过渡圆角半径r为1mm，缩口比D1/D为0.81，燃烧室凹坑深度d为11mm，燃烧室底部圆弧面的半径R为4mm，燃烧室圆锥面的锥角α为140°，圆锥面顶点到活塞顶面的距离d1为4mm，圆弧面的外切线与喉口垂线形成的夹角β为50°，整个燃烧室容积为11.8ml。