[发明专利]一种柴油发动机及其燃烧室

说明书

技术领域

本发明涉及工程机械技术领域，特别涉及一种用于柴油发动机的燃烧室。本发明还涉及一种包括上述燃烧室的柴油发动机。

背景技术

随着人们环保意识的提高，柴油发动机的污染问题得到了广泛的关注，氮氧化物及其颗粒是柴油发动机尾气排放的主要污染物，危害性较大，一直是柴油机排放控制的重点；柴油机使用喷油器将柴油直接喷入气缸内燃烧做功以提供能量，喷油器喷射的柴油油束与缸内空气的混合均匀性显著影响柴油的燃烧效率和污染物的生成条件而油气的混合是在气缸的燃烧室中完成的，因此，燃烧室的结构和形状与油气的混合均匀性紧密相关，进而影响着柴油发动机的经济性能与排放性能。

请参考图1，图1为一种典型的用于柴油发动机的燃烧室的结构示意图。

在一种典型的柴油发动机的燃烧室中，其截面形状为ω形，燃烧室的中心具有两个凹坑01，燃油与空气在有效燃烧容积即凹坑01内进行混合，油束在进入燃烧室时，只能进入凹坑01与空气进行混合，燃油与空气混合的路径唯一，且只能形成一个方向的环流，使得燃油在燃烧室中分布较不均匀，导致燃油与空气的混合均匀性较差，

当排放要求进一步提高时，该燃烧室对于排放的贡献就会受到很大的限制，需要通过提高后处理系统的要求才能满足条件，造成了成本的升高。

因此，改变燃烧室的结构，以使进入燃烧室的燃油分成不同的环流路径，从而提高燃油与空气混合的均匀性，降低尾气排放的污染程度，就成为本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于柴油发动机的燃烧室，其能够在物理结构上强制地将进入燃烧室内的燃油分成不同的环流路径，从而提高了燃油与空气混合的均匀性，降低了尾气排放的污染程度。本发明的另一目的是提供一种包括上述燃烧室的柴油发动机。

为解决上述技术问题，本发明提供一种用于柴油发动机的燃烧室，包括设于其底部的凹坑，还包括设于所述凹坑上方的环形凹槽，所述环形凹槽开设于所述燃烧室的内侧壁，且其第一底边与所述凹坑的第二顶边重合；所述环形凹槽的第一顶边相对于所述第一底边向远离所述燃烧室中轴线的方向外展，所述环形凹槽的容积为所述燃烧室总容积的10%~15%。

优选地，所述环形凹槽的外侧壁包括底面、侧面和连接底面和侧面的圆弧面；所述侧面与所述底面的交点距所述第一顶板的第一距离，为所述燃烧室轴向最大高度的30%~35%。

优选地，所述圆弧面的半径为所述第一距离的70%~80%。

优选地，所述底面最内端点与所述燃烧室中心的距离为所述燃烧室最大直径的75%~80%。

优选地，所述底面与水平面之间的夹角为8°~12°。

优选地，所述侧面与水平面之间的夹角为80°~100°。

优选地，所述凹坑的侧壁与水平面之间的夹角为55°~65°。

优选地，所述环形凹槽的容积为所述燃烧室总容积的13%。

优选地，第一距离为所述燃烧室在平行所述中轴线方向的最大高度的32%。

本发明还提供一种柴油发动机，包括活塞、气缸以及位于所述气缸的缸盖底面和所述活塞的顶面之间的燃烧室；所述燃烧室为如上所述的燃烧室。

本发明所提供的燃烧室用于柴油发动机，该燃烧室包括设于其底部的凹坑和设于所述凹坑上方的环形凹槽，环形凹槽开设于燃烧室的内侧壁，且其第一底边与凹坑的第二顶边重合；环形凹槽的第一顶边相对于第一底边向远离燃烧室中轴线的方向外展，环形凹槽的容积为燃烧室总容积的10%~15%。

本发明所提供的燃烧室结构的环形凹槽的第一底边与凹坑的第一顶边的相交处形成了中间弧脊，中间弧脊向靠近燃烧室中心的方向凸出，当燃油进入燃烧室后，通过中间弧脊的作用使燃油分为上下两个部分，且由于环形凹槽的空间较大，能够引导足够多的燃油通过凹槽侧面向凹槽上面的空间形成第二个环流，使上部分燃油与燃烧室上部及凹槽内的空气混合；下部分燃油在凹坑中于空气混合；这样，使得燃烧室能够在物理结构上强制地将进入燃烧室内的燃油分成不同的环流路径，从而提高了燃油与空气混合的均匀性，降低了尾气排放的污染程度。