專利名稱：與活塞體中心偏移的柴油機燃燒室的制作方法
與活塞體中心偏移的柴油機燃燒室技術領域
本發明屬于內燃機技術，具體涉及一種柴油機燃燒室。
背景技術：
目前，柴油車用發動機活塞，進氣道采用兩氣門結構的均需要配置增壓中冷及電 控系統，但是這種方式在排放控制上只能達到歐II標準要求。現在我國城市對內燃機要求 的最低排放標準基本都在歐III以上，要達到歐III排放標準，就必須采用多于兩氣門的結 構。但是多于兩氣門的結構將增加許多部件，使配氣結構也變的相對復雜，而且也增加故障 頻率和維修上的困難。在此前提下，本發明在兩氣門結構的基礎上，提出了一種新的燃燒室 結構，剖面形狀為淺盆形，改變以往的圓錐形狀，中心部位有圓弧形凸起，邊緣附近有較小 的縮口，邊沿采用淺的敞口結構。該燃燒室能夠改善燃燒組織，使排放標準達到歐IV或更 尚O
發明內容
本發明目的是在兩氣門結構的基礎上，提供一種與活塞體中心偏移的柴油機燃燒 室，使排放達到歐IV或更高標準要求。以下結合附圖對本發明的原理及結構予以說明。眾所周知，內燃機燃燒室結構稍 微的改變，對其燃燒效果的影響較大。本燃燒室結構的設計方案是位于活塞體上部的燃燒 室中心偏離活塞體中心，偏移量X方向1.3mm，Y方向3. 8mm(如圖1)。燃燒室上半部采用 圓池形結構；燃燒室下半部為凹凸形；燃燒室中心為一平面凸芯。燃燒室下半部內周邊設 有一環狀縮口，環狀縮口又將燃燒室內周邊分為坡面和凹面兩部分。凹面圓弧6與凸芯夾 角α端線相切。圓池、坡面以及凹面的連接均為圓弧平滑過渡，或者說坡面、環狀縮口以及 凹面過渡面為一系列相切的過渡圓弧銜接，過渡段的弧長均為2mm。燃燒室上部圓池與坡面 的過渡弧長為R2 ；坡面與凹面過渡面是以β角和弧長Rl的圓弧過渡連接；凹面圓弧的半 徑為R3(如圖2)。與其它類似結構相比，重新設計了燃燒室偏心的位置，減小了燃燒室環狀 縮口的直徑，同時將燃燒室的上部改為圓池型結構，并且加大了燃燒室凹坑的深度。該設計 可以適應兩氣門和噴油器非垂直安裝結構的發動機，這種結構設計，可以使油束的落點不 會射到活塞頂面或處于燃燒室內較低的位置，油束到燃燒室壁面的距離更為均勻，配合合 理的渦流比，使得燃油和空氣在燃燒室內充分混合燃燒更為充分。本發明的特點及有益效果是，能夠很好的配合供油系統和進氣系統，合理的控制 渦流的強度和形態，組織缸內燃料與空氣的充分混合與燃燒，消除死區容積使燃燒更加充 分，提高柴油機的動力性和降低排放。兩氣門結構上，使柴油機達到歐IV以上排放標準，提 高了排放控制水平，相對多氣門簡化了結構，具有很好的經濟和社會效益。
圖1是位于活塞頂部燃燒室的俯視結構示意圖。
圖2為圖1中A-A向燃燒室剖視圖。具體實施過程以下通過以國四柴油機4D125-CE4型柴油發動機燃燒室為實施例，對本發明的結 構原理做進一步的說明，但本發明所涵蓋的內容并不限于下述實施例。與活塞體中心偏移的柴油機燃燒室，其結構是位于活塞體1上部的燃燒室2設計 為偏心形，以活塞中心(X = 0，Y = 0)為基點，燃燒室中心(X' =0'，Y' =0')，偏移位 置為χ' = -1.3mm, Y' = 3. 8mm(如圖1)。燃燒室2上半部采用圓池形結構；燃燒室下半 部為凹凸形。燃燒室下半部內周邊設有一環狀縮口 3，環狀縮口又將燃燒室內周邊分為坡 面4和凹面兩部分。凹面由凹面過渡面5和凹面圓弧6組成。燃燒室中心為一平面凸芯7， 坡面4與圓池水平線夾角(或者說與活塞體頂面水平線夾角)β =20°，凹面過渡面5與 活塞體頂面水平線夾角δ = 100°。坡面4與凹面過渡面5過渡段的弧長Rl = 2mm，凹面 圓弧6與凸芯夾角α端線相切。燃燒室2上半部圓池的直徑Φ 1 = 76. 4mm,圓池深度hi =2mm。環狀縮口 3直徑Φ2 = 62. 9mm ；凹面圓弧6形成的凹面最大直徑Φ3 = 65.6mm， 凹面圓弧6的半徑R3 = 6mm。凹面深度h = 20. 4mm ；平面凸芯7半徑2. 5mm ；凸芯夾角α =113° (如圖 2)。燃燒室中心偏離活塞體中心是為適應兩氣門和匹配噴油器的結構，可以與噴油油 束做到最佳配合，油束的落點不會射到活塞頂面或處于燃燒室內較低的位置，燃燒室上半 部采用圓池形結構，此舉非常有利于燃油與空氣的混合。合理的控制渦流強度和形態，組織 缸內燃料與空氣進行充分混合與燃燒，并且使燃油不粘附在燃燒室的壁面上。中部大角度 的凸芯設計，目的是消除死區容積使燃燒更加充分，提高柴油機的動力性和降低排放，由于 燃燒充分，所以有效降低了 NOx和顆粒成份的排放含量。該燃燒室在4D125-CE4國四柴油機上應用，通過性能對比試驗，滿足發動機的動力性和排放要求。排放指標表明該機型達到了限值要求以下，具體主要指標如下表。
權利要求
1.與活塞體中心偏移的柴油機燃燒室，其特征是位于活塞體(1)上部的燃燒室(2)設 計為偏心形，以活塞中心(0，0)為基點，燃燒室中心(0'，0')的偏移量X= 1.3mm，Y = 3. 8mm，燃燒室( 上半部采用圓池形結構；燃燒室下半部為凹凸形，燃燒室下半部內周邊 設有一環狀縮口(3)，環狀縮口又將燃燒室內周邊分為坡面(4)和凹面兩部分，凹面由凹面 過渡面( 和凹面圓弧(6)組成，燃燒室中心為一平面凸芯(7)，坡面(4)與活塞體頂面水 平線夾角β = 20°，坡面(4)與圓池形過渡段的弧長R2 = 2mm，坡面(4)與凹面過渡面 (5)過渡段的弧長Rl = 2mm，凹面過渡面(5)與活塞體頂面水平線夾角δ = 100°，凹面圓 弧(6)與凸芯夾角α端線相切。
2.按照權利要求1所述的與活塞體中心偏移的柴油機燃燒室，其特征是所述燃燒室 ⑵上半部圓池的直徑Φ 1 = 76. 4mm,圓池深度hi = 2mm ；所述環狀縮口(3)直徑Φ2 = 62. 9mm ；所述凹面圓弧(6)形成的凹面最大直徑Φ3 = 65. 6_，所述凹面圓弧(6)的圓弧 半徑R3 = 6mm，所述凹面深度h = 20. 4mm ；所述平面凸芯(7)半徑2. 5mm ；所述凸芯夾角α =113° 。
全文摘要
本發明公開了一種與活塞體中心偏移的柴油機燃燒室。燃燒室位于活塞體的下部，但燃燒室的中心與活塞的中心具有一定的偏離。此設計的目的在于適應原兩氣門柴油機和新匹配噴油器的結構。燃燒室上半部采用圓池形結構；燃燒室下半部為凹凸形；燃燒室內周邊有一環狀縮口，環狀縮口將燃燒室內周邊分為坡面和凹面，燃燒室中心為一大角度的凸芯。燃燒室上半部圓池的下面是內側邊緣較淺的斜面，然后是過渡圓弧半徑較深的凹面，斜面與凹面是以β角和R1的圓弧過渡連接。本發明可合理的控制渦流強度和形態，使燃料與空氣充分混合燃燒，并且燃油不粘附在燃燒室的壁面，大角度的凸芯可以消除死區容積使燃燒更加充分，提高柴油機的動力性和降低排放。
文檔編號F02B23/00GK102052142SQ201110030669
公開日2011年5月11日 申請日期2011年1月28日 優先權日2011年1月28日
發明者冀國微, 李志勇, 楊華橋, 湛學勇, 王致釗, 鄒吉利 申請人:東風朝陽柴油機有限責任公司