[实用新型]一种柴油机直壁双卷流燃烧室

说明书

技术领域

本实用新型涉及发动机技术领域，尤其涉及一种柴油机直壁双卷流燃烧室，具体适用于提高活塞喉口的热疲劳可靠性以及发动机的燃油经济性和排放特性。

背景技术

现代直喷式增压柴油机燃烧室一般是带缩口的ω型燃烧室，由燃烧室喉口、燃烧室圆弧面和中央凸台组成。高压燃油直接喷射在燃烧室喉口部位，在燃烧室圆弧面的导流作用下向燃烧室中心卷吸，可以充分利用燃烧室凹坑内的新鲜空气，但无法较好利用活塞顶隙部分的新鲜空气，缸内空气利用率较低，燃烧组织困难，热效率也会比较低。另外，随着柴油机强化程度的提高，活塞的热负荷显著提升，因此对活塞的可靠性提出了更高的要求。

中国专利：申请公布号为CN103696870A，申请公布日为2014年4月2日的发明专利公开了一种柴油机气缸活塞，其顶面具有轴向截面外轮廓呈“ω”字形的燃烧室，燃烧室的外侧内壁具有内伸于容腔的弧脊，以弧脊的径向突出最高点形成的切线划分燃烧室为内侧常规区和凹槽区；燃烧室的喉口外沿处具有坡口，以形成与凹槽区连通的缓冲区，缓冲区的外轮廓自凹槽区至活塞顶面呈渐近的趋势变化。虽然该发明通过对燃烧室的结构优化，可以调整上涡流走向，在满足提高热效率、降低油耗的基础上，能够有效规避缸盖底面热负荷较高的问题，但仍然存在以下缺陷：

1、该发明中燃烧室的喉口由直线段4（与水平面的夹角为8°–10°）、直线段6（与水平面的夹角为65°–75°）以及连接直线段4与直线段6的半径为4–5mm的圆弧组成，且其弧脊径向突出最高点至活塞中心线的距离1与燃烧室常规区A的最大直径L的比值仅为0.7–0.75，喉口弧脊向燃烧室内部突出明显，因此喉口内侧与活塞冷却油道之间的距离较大，该设计会使得燃烧过程中喉口的受热面积显著增大，容易导致喉口热负荷过高而失效，造成活塞喉口氧化剥落或喉口开裂等问题，从而影响活塞的可靠性。

发明内容

本实用新型的目的是克服现有技术中存在的喉口的热疲劳可靠性较差的问题，提供一种能显著改善喉口的热疲劳可靠性的柴油机直壁双卷流燃烧室。

为实现以上目的，本实用新型的技术方案如下：

一种柴油机直壁双卷流燃烧室，该燃烧室的轴向截面轮廓呈ω字型，包括由活塞的顶部至燃烧室底部依次连接的上导流部、喉口、下导流部，所述喉口包括由上至下依次连接的一号导流台、圆弧过渡段、二号导流台；

所述二号导流台为圆柱形结构，其内壁的切面与活塞的轴线平行，且二号导流台的内径与燃烧室内位于喉口下部区域的最大内径的比值为0.97–0.99。

所述一号导流台为倒圆锥台结构，其内壁的切面与活塞的顶面的夹角为14°–16°。

所述一号导流台的上端面内径与顶面的直径的比值为0.7–0.74。

所述上导流部为内径由上至下递减的环状圆弧形凸起，其上端与顶面相连接，下端通过开口朝向顶面的圆弧过渡槽与一号导流台的上端相连接。

所述燃烧室的底部中央设置有球冠状凸台。

所述下导流部为开口朝向顶面的圆弧凹槽，其上端通过圆弧过渡凸台与二号导流台的下端相连接，下端与球冠状凸台的底面周圈相连接。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：

1、本实用新型一种柴油机直壁双卷流燃烧室中二号导流台为圆柱形结构，其内壁的切面与活塞的轴线平行，且二号导流台的内径与燃烧室内位于喉口下部区域的最大内径的比值为0.97–0.99，即将喉口处设计成与活塞轴线平行的直壁结构，并显著增大喉口处的内径与燃烧室常规区最大内径的比值，不仅显著减小了喉口的受热面积，而且缩小了喉口内侧与活塞冷却油道的距离，该设计可将燃烧过程中活塞喉口的温度降低至90℃左右，明显改善了活塞喉口的热负荷，从而有效提高了喉口的热疲劳可靠性。因此，本实用新型显著改善了喉口的热疲劳可靠性。

2、本实用新型一种柴油机直壁双卷流燃烧室中一号导流台为倒圆锥台结构，其内壁的切面与活塞顶面的夹角为14°–16°，即采用较大的夹角与上导流部进行过渡，使得一号导流台的轴向高度较大，能够更好的阻止燃油喷射到缸套壁面上，有效防止烧机油现象的发生，同时，该设计可允许在相同油嘴安装高度下采用较大喷孔夹角的油嘴，从而获得更好的燃油经济性和排放特性，或在采用相同喷孔夹角的油嘴时降低油嘴的安装高度，较小的油嘴安装高度可以缩短油嘴伸出燃烧室的长度，降低油嘴热负荷和喷孔结焦风险，进而提高油嘴的可靠性和使用寿命。因此，本实用新型不仅能够避免烧机油现象的发生，而且经济性和可靠性较高。