[发明专利]一种柴油机斜切唇口燃烧室

说明书

技术领域

本发明专利涉及一种柴油机用斜切唇口燃烧室。

背景技术

节能减排已经成为当前内燃机领域亟待解决的问题。在柴油机中无法同时降低油耗和NOx排放。这是因为柴油机为扩散燃烧，喷入缸内的燃油集中在局部燃烧，造成局部高温缺氧，生成大量碳烟，影响油耗，而在富氧区域又会生成NOx。为了降低排放，最理想的燃烧模式应弱化前期混合，加快中后期燃烧，通过控制燃烧放热速率来降低排放，提高燃烧效率。

为了进一步降低油耗，爆发压力提高，活塞的机械负荷和热负荷更加苛刻，对活塞可靠性也有更高要求。

发明内容

本发明专利要解决的技术问题是提供一种能够同时降低油耗、NOx排放并且可以提高活塞可靠性和燃烧效率的燃烧室，通过燃油喷射与燃烧室配合，使混合气分布更加合理，充分利用缸内的氧气和空间。

本发明的目的是通过以下方案实现的：

一种柴油机斜切唇口燃烧室，包括燃烧室凹坑区、唇口区和中心凸台区；唇口区斜切线与活塞顶面成一定角度；凹坑区与唇口区相接且向燃烧室外部凸出；中心凸台区与凹坑区相接且向燃烧室内部凸起，中心凸台两侧斜面成一定角度。

进一步地，所述凹坑区的直径D1＝0.5～0.7D，坑深H1＝0.13～0.17D，其中D为柴油机缸径。

进一步地，所述凹坑区与唇口区相接处缩口直径D2＝0.55～0.65D，唇口区与唇口区斜切线相接处直径D3＝0.65～0.75D，唇口区坑深H2＝0.035～0.045D，唇口区活塞顶面直径D4＝0.75～0.85D，唇口区斜切线深度H3＝0.024～0.035D，唇口区斜切线与活塞顶面所成角度α1＝130～160°，其中D为柴油机缸径。

进一步地，所述中心凸台区凸台深度H4＝0.04～0.055D，凸台两侧斜面所成角度α2＝130～150°，中心凸台两侧斜面与凹坑区相交处圆直径D5＝0.3～0.5D，其中D为柴油机缸径。

斜切唇口燃烧室通过唇口区燃烧室斜切，可降低活塞开裂风险，提高活塞可靠性。燃烧室斜切还使得在大负荷工况下，在燃烧中后期可以使多余的燃油能够沿着斜切线向其他富氧区域运动，提高空气利用率，从而提高燃烧效率，后燃增加也可以使前期生成的碳烟排放迅速氧化，最终碳烟生成降低；中心凸台两侧斜面角度α2增大可以减小无效容积，并且不会造成燃油干涉，从而提高热效率。以上燃烧室形状修改可以充分利用各处氧气，有序高效燃烧，同时因为更充分地利用各部分空间，燃烧温度总体降低，抑制NOx生成。最终，达到高效燃烧、低排放、高可靠性的效果。

附图说明

图1为本发明的斜切唇口燃烧室结构示意图。

具体实施方案

一种柴油机斜切唇口燃烧室，如图1所示，燃烧室包括凹坑区1、唇口区2和中心凸台区3，其中唇口区斜切线4与活塞顶面成一定角度α1，消除尖角；凹坑区1与唇口区2相接且向燃烧室外部凸出，中心凸台区3与凹坑区1相接且向燃烧室内部凸起，中心凸台两侧斜面成一定角度α2，减小无效容积，提高压缩比。

凹坑区1的直径D1＝0.5～0.7D，坑深H1＝0.13～0.17D，凹坑区1与唇口区2相接处缩口直径D2＝0.55～0.65D，唇口区2坑深H2＝0.035～0.045D，唇口区2与斜切线4相接处直径D3＝0.65～0.75D，唇口区活塞顶面直径D4＝0.75～0.85D，唇口区斜切线4深度H3＝0.024～0.035D，唇口区斜切线4与活塞顶面所成角度α1＝130～160°，中心凸台区3是一个圆台，凸台深度H4＝0.04～0.055D，凸台两侧斜面所成角度α2＝130～150°，中心凸台两侧斜面与凹坑区相交处圆直径D5＝0.2～0.4D，其中D为柴油机缸径。

柴油机斜切唇口燃烧室通过唇口区燃烧室斜切，可降低活塞开裂风险，提高活塞可靠性。燃烧室斜切还使得在大负荷工况下，在燃烧中后期可以使多余的燃油能够沿着斜切线向其他富氧区域运动，提高空气利用率，从而提高燃烧效率，后燃增加也可以使前期生成的碳烟排放迅速氧化，最终碳烟生成降低；中心凸台两侧斜面角度α2增大可以减小无效容积，并且不会造成燃油干涉，从而提高热效率。以上燃烧室形状修改可以充分利用各处氧气，有序高效燃烧，同时因为更充分地利用各部分空间，燃烧温度总体降低，抑制NOx生成。最终，达到高效燃烧、低排放、高可靠性的效果。

实施例1