[实用新型]低排放直喷式发动机燃烧室

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种低排放直喷式发动机燃烧室，具体地说是用于低排放的直喷式柴油发动机，属于燃烧装置技术领域。

背景技术

由于发动机排放对于环境的破坏性，随着日益严峻的环保问题，所以，每年都在不断提出更高的要求减少排放来保护环境，所以需要减少柴油机的尾气中所含的有害物质，特别是NOx和微粒物质(PM)。但是，NOx易于完全燃烧，PM不易于燃烧，因此NOx和PM是前者减少排量后者就增加的调整关系。因此，同时减少两者的排量是柴油机领域的一个重要课题。

历来用于减少NOx的方法是将一部分废气循环流入进气系统中然后进行再燃烧(废气再循环EGR)或延迟燃油喷射。但是如果仅仅实施这些方法，根据上述两者的关系，就会导致PM增加。

如下面所述说的，我们可以得知形成于活塞上部的燃烧室形状对于PM的增加有很大的影响。

例如，专利公开CN 2835612，专利文献中展示了在活塞上部型成凹状燃烧室的直喷式柴油发动机，如图5所示。燃烧室21具有在底面中央部形成的圆锥状的中央突起部22，在突起部22周围形成截面大致呈圆弧状的环状沟23。燃烧室21的开口部24是圆形的，为了缩小开口面积而在该开口部24上形成向内周侧突出的突缘25。燃油以放射状喷向燃烧室21内部，在燃烧室21内与空气混合后被燃烧。

燃烧室21内生成的火焰和混合气在混合的过程中，由燃烧室21流向主室部26，此时，如果燃烧室开口是圆形的话，就会沿着圆周方向均一流动，这将减弱火焰，以及混合气体从燃烧室21向主室部26的流动性。另外，燃油喷嘴喷出的燃油因在燃烧室21内一边与空气混合一边涡流，火焰和未燃烧的混合气体也沿着圆周方向在燃烧室21内流动，所以导致滞留在燃烧室21内的时间延长，由此，如果不促使主室部21中的燃油和空气混合的话，将会影响后期的燃烧。

由于这些情况，即使延迟燃油喷射时期，还是会因为未完全燃烧而导致微粒物质(PM)即黑烟增加，所以不能延长迟延点火的界限，而且，即使是在高EGR率下，也会因空气利用率的恶化，燃烧速度的迟缓而导致黑烟的增加。

发明内容

本实用新型的目的在于克服上述不足之处，从而提供一种低排放直喷式发动机燃烧室，能在燃烧室内形成微涡流，促进和增强燃油和空气之间的混合，促使混合均匀形成和扩散燃烧的迅速进行，改善迟延点火界限及增加高EGR状态下的燃烧速度下等，使废气排放中的NOx，CO和微粒物质等同时减少。

本实用新型的主要解决方案是这样实现的：

本实用新型包括凹状的燃烧室，特征是凹状的燃烧室内部以燃烧室中心轴线为中心形成旋转体形状，燃烧室的上端开口部是由半径R1部和半径R2部组合形成梅花多边形，上端开口部的中心轴线和燃烧室的中心轴线重合。

所述的燃烧室的上端开口部半径R1为：2～16mm；所述的燃烧室的上端开口部半径R2为：6～16mm。

所述的燃烧室的底部具有对称且中心线相交的圆弧面，圆弧半径为：5～7mm，圆弧面向燃烧室上方延伸并与其上端开口部相交形成喉口部分。

所述的燃烧室上端开口部以燃烧室中心为中心与半径R2部相切的圆直径d1为：42～48mm；所述的燃烧室上端开口部以燃烧室中心为中心与半径R1部相切的圆直径d2为：40.5～45mm；所述的燃烧室主室部的旋转直径d为：50～55mm。

所述的燃烧室的底部中央形成圆锥形突起部，在中央圆锥形突起部的周围形状环状沟，中央圆锥形突起部的顶部外周缘和下端间外部设置有向外隆起的径向隆起部。

所述的燃烧室的整体深度H为：25mm～30mm；燃烧室上部开口部深度h为：7mm～12mm。

所述的燃烧室中心线与活塞中心线横向偏移X在1.5mm～4mm，与活塞中心线纵向偏移Y在1mm～2mm。

本实用新型与已有技术相比具有以下优点：

1、在燃烧室混合的过程中，燃烧室内的火焰和混合气体从梅花多边形开口部的R1、R2部集中起来流向主室部，因此，可以提高主室部的空气利用率和促进燃烧和空气的混合，可以提高空气利用率，增加燃烧速度，所以，作为减少NOx排放的措施，例如喷射时期的迟延点火和高EGR化，同时也减少NOx和PM的排放。也就是说可以同时减少两者的排放。而且即使使用喷射压力比较低的喷射装置，还是可以减少NOx和PM的排放。

2、通过燃烧室开口部R1和R2的最佳化，可以使得从R1、R2集中起来的混合气体流动的流动性更佳。