[实用新型]用于侧安装的直接喷射器的燃烧室、燃烧室系统及内燃机

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种当喷射器相对于燃烧室侧安装时适合的燃烧室构造。 

背景技术

对置活塞、对置气缸式发动机具有由气缸壁限定的燃烧室、进气活塞和排气活塞。燃料喷射器或一对燃料喷射器布置在气缸壁中。典型地，压燃式(柴油)发动机中的燃料喷射器安装在中央。通过中央喷射，空气(燃料被喷射到该空气中)相对平静，即使有大量的涡旋。在燃料射流更进一步穿透到燃烧室中时，燃料射流更多地受到涡旋空气的影响。然而，在燃料射流已经穿透到涡旋空气中时，大量的燃料已经被分散并且射流被良好地分散开。相反，通过安装在气缸壁中的燃料喷射器，在燃料射流的尖端离开喷射器时，气缸中的空气以最高的切向速度作用在该燃料射流的尖端上。在图1中示出了一个例子，其中以三个发动机速度：1000、2000以及4000rpm，涡流数量为2，孔径为100mm。在气缸中心处的切向速度为零，并且在气缸周缘处的速度分别为10.5、21和42m/s。现在参照图2，高切向速度的问题是从喷射器4发出的燃料射流2a、2b、2c和2d朝向气缸壁6移置。如可以由气缸8的其中没有燃料射流的一部分部分地解释的，空气利用贫乏。图2中的视图示出了射流密集部分的包络线。没有示出的是，喷雾的外边缘是重叠的，这可能对空气夹带是不利的。 

克服此的一种方式是，将进气系统设计成使得该进气系统在腔室内产生最小的涡流。然而，在对置活塞、对置气缸式发动机中，空气被引导穿过气缸壁中的未被进气活塞覆盖的端口。为了促进对 于由这种两冲程结构实现高功率而言非常关键的扫气，进入气缸中的气流相对强烈并促使产生涡流。使涡流最小化会对扫气产生消极的影响，因而使发动机功率降低。两个目标在很大程度上相互分歧。 

另一选择是使射流略微被引入到涡流中，从而使射流在被涡流移置之后在气缸中获得所希望的分布。可能的是，找到一射流方向，其能够在一个发动机速度下，即在一种涡流条件下，但不是在一系列在内燃机中遇到的发动机速度下提供所希望的分布。因为切向速度大致地与发动机速度成线性并且最小发动机速度与最大发动机速度之比通常为大约八倍，结果产生的切向速度变化大约八倍。 

实用新型内容

为了至少部分地克服由安装在气缸壁周缘中的喷射器所带来的挑战，公开了一种燃烧室的实施方式，该燃烧室由气缸套、适于在气缸套内作往复运动的进气活塞、置于气缸套中且尖端通常指向气缸套中心的第一喷射器、置于气缸套中且尖端通常指向气缸套中心的第二喷射器、以及适于在气缸套内作往复运动的排气活塞限定。排气活塞的活塞顶部具有凹陷部分和凸起部分，凹陷部分的一大部分通常位于活塞顶部的中心。凹陷部分还具有将活塞的周缘与凹陷部分的一大部分连通的第一通道以及将活塞的周缘与凹陷部分的一大部分连通的第二通道。凸起部分具有两个向内延伸到凹陷部分中的隆起部，连接两个隆起部的线大体上垂直于连接第一和第二喷射器的尖端的线。第一喷射器指向第一通道，使得从第一喷射器喷射的燃料穿过第一通道行进到凹陷部分，而第二喷射器指向第二通道，使得从第二喷射器喷射的燃料穿过第二通道行进到凹陷部分。排气活塞的顶部和进气活塞的顶部面向彼此。进气活塞的顶部通常是具有预定直径的球面的一个凹状部分；排气活塞的凸起部分通常是具有预定直径的球面的一个凸状部分，如平行于气缸套的中心轴线所测量的，基本上整个排气活塞凸起部分从进气活塞的顶部移置相同的距离。凹陷部分还具有大致地在凸起部分的两个隆起部之间延伸 的脊部。进气活塞的顶部通常是球面的一凹状部分，该球面具有限定在活塞顶部中的通道；并且通道指向第一和第二喷射器。 

在另一实施方式中，燃烧室系统包括由气缸壁和气缸壁内的活塞的活塞顶部限定的燃烧室，其中活塞顶部具有主要贴近于气缸壁定位的凸起部分。活塞顶部具有主要位于凸起部分内的凹陷部分。所述凹陷部分具有至少一个向外延伸至活塞周缘的通道。凹陷部分的至少一部分大致地形成扇形形状，该扇形形状的底部与通道重合。所述系统还包括安装在气缸壁中的燃料喷射器，该燃料喷射器的尖端位于与活塞顶部的通道大致相同的径向位置处，使得从燃料喷射器发出的燃料穿过通道进入扇形的部分。在一些的实施方式中，活塞是排气活塞，燃烧室进一步由气缸壁内的进气活塞限定。进气活塞的活塞顶部大致地包括具有预定直径的凹状球面的一部分。排气活塞的凸起部分大致地包括具有预定直径的凸状球面的一部分，各活塞顶部的球面部分指向彼此，使得进气活塞的活塞顶部和排气活塞的凸起部分在相对于排气活塞凸起部分的所有点处具有恒定的间隔距离。