[发明专利]与活塞体中心偏移的柴油机燃烧室

说明书

技术领域

本发明属于内燃机技术，具体涉及一种柴油机燃烧室。

背景技术

目前，柴油车用发动机活塞，进气道采用两气门结构的均需要配置增压中冷及电控系统，但是这种方式在排放控制上只能达到欧II标准要求。现在我国城市对内燃机要求的最低排放标准基本都在欧III以上，要达到欧III排放标准，就必须采用多于两气门的结构。但是多于两气门的结构将增加许多部件，使配气结构也变的相对复杂，而且也增加故障频率和维修上的困难。在此前提下，本发明在两气门结构的基础上，提出了一种新的燃烧室结构，剖面形状为浅盆形，改变以往的圆锥形状，中心部位有圆弧形凸起，边缘附近有较小的缩口，边沿采用浅的敞口结构。该燃烧室能够改善燃烧组织，使排放标准达到欧IV或更高。

发明内容

本发明目的是在两气门结构的基础上，提供一种与活塞体中心偏移的柴油机燃烧室，使排放达到欧IV或更高标准要求。

以下结合附图对本发明的原理及结构予以说明。众所周知，内燃机燃烧室结构稍微的改变，对其燃烧效果的影响较大。本燃烧室结构的设计方案是：位于活塞体上部的燃烧室中心偏离活塞体中心，偏移量X方向1.3mm，Y方向3.8mm(如图1)。燃烧室上半部采用圆池形结构；燃烧室下半部为凹凸形；燃烧室中心为一平面凸芯。燃烧室下半部内周边设有一环状缩口，环状缩口又将燃烧室内周边分为坡面和凹面两部分。凹面圆弧6与凸芯夹角α端线相切。圆池、坡面以及凹面的连接均为圆弧平滑过渡，或者说坡面、环状缩口以及凹面过渡面为一系列相切的过渡圆弧衔接，过渡段的弧长均为2mm。燃烧室上部圆池与坡面的过渡弧长为R2；坡面与凹面过渡面是以β角和弧长R1的圆弧过渡连接；凹面圆弧的半径为R3(如图2)。与其它类似结构相比，重新设计了燃烧室偏心的位置，减小了燃烧室环状缩口的直径，同时将燃烧室的上部改为圆池型结构，并且加大了燃烧室凹坑的深度。该设计可以适应两气门和喷油器非垂直安装结构的发动机，这种结构设计，可以使油束的落点不会射到活塞顶面或处于燃烧室内较低的位置，油束到燃烧室壁面的距离更为均匀，配合合理的涡流比，使得燃油和空气在燃烧室内充分混合燃烧更为充分。

本发明的特点及有益效果是，能够很好的配合供油系统和进气系统，合理的控制涡流的强度和形态，组织缸内燃料与空气的充分混合与燃烧，消除死区容积使燃烧更加充分，提高柴油机的动力性和降低排放。两气门结构上，使柴油机达到欧IV以上排放标准，提高了排放控制水平，相对多气门简化了结构，具有很好的经济和社会效益。

附图说明

图1是位于活塞顶部燃烧室的俯视结构示意图。

图2为图1中A-A向燃烧室剖视图。

具体实施过程

以下通过以国四柴油机4D125-CE4型柴油发动机燃烧室为实施例，对本发明的结构原理做进一步的说明，但本发明所涵盖的内容并不限于下述实施例。

与活塞体中心偏移的柴油机燃烧室，其结构是位于活塞体1上部的燃烧室2设计为偏心形，以活塞中心(X＝0，Y＝0)为基点，燃烧室中心(X′＝0′，Y′＝0′)，偏移位置为X′＝-1.3mm，Y′＝3.8mm(如图1)。燃烧室2上半部采用圆池形结构；燃烧室下半部为凹凸形。燃烧室下半部内周边设有一环状缩口3，环状缩口又将燃烧室内周边分为坡面4和凹面两部分。凹面由凹面过渡面5和凹面圆弧6组成。燃烧室中心为一平面凸芯7，坡面4与圆池水平线夹角(或者说与活塞体顶面水平线夹角)β＝20°，凹面过渡面5与活塞体顶面水平线夹角δ＝100°。坡面4与凹面过渡面5过渡段的弧长R1＝2mm，凹面圆弧6与凸芯夹角α端线相切。燃烧室2上半部圆池的直径Φ1＝76.4mm，圆池深度h1＝2mm。环状缩口3直径Φ2＝62.9mm；凹面圆弧6形成的凹面最大直径Φ3＝65.6mm，凹面圆弧6的半径R3＝6mm。凹面深度h＝20.4mm；平面凸芯7半径2.5mm；凸芯夹角α＝113°(如图2)。

燃烧室中心偏离活塞体中心是为适应两气门和匹配喷油器的结构，可以与喷油油束做到最佳配合，油束的落点不会射到活塞顶面或处于燃烧室内较低的位置，燃烧室上半部采用圆池形结构，此举非常有利于燃油与空气的混合。合理的控制涡流强度和形态，组织缸内燃料与空气进行充分混合与燃烧，并且使燃油不粘附在燃烧室的壁面上。中部大角度的凸芯设计，目的是消除死区容积使燃烧更加充分，提高柴油机的动力性和降低排放，由于燃烧充分，所以有效降低了NO_X和颗粒成份的排放含量。

该燃烧室在4D125-CE4国四柴油机上应用，通过性能对比试验，满足发动机的动力性和排放要求。排放指标表明该机型达到了限值要求以下，具体主要指标如下表。