活塞燃烧室结构制造技术

本发明专利技术涉及内燃机技术方案及结构领域，具体为一种活塞燃烧室结构，包括上部的浅盆型燃烧室，下部的ω型燃烧室，两者通过喷油器位置和油线的位置相结合，浅盆型燃烧室以锥面β角度过渡到ω型燃烧室，ω型燃烧室孔口以锥面δ角度与浅盆型燃烧室衔接，之间的过渡区收口，喷油器油束中心距离活塞顶面的距离h控制在1.1mm‑1.5mm。浅盆型燃烧室和ω燃烧室的巧妙结合，发挥了浅盆型燃烧室和ω燃烧室的优点和长处。本发明专利技术进入缸内的燃油和进入缸内的新鲜空气之间达到预期的混合效果和要求，以控制燃烧的速率和温度，达到控制氮氧化物和PM颗粒的排放量。

Piston combustion chamber structure

The invention relates to the technical scheme and structural field of an internal combustion engine, in particular to a piston combustion chamber structure, which comprises a shallow basin type combustion chamber at the upper part and a_type combustion chamber at the lower part. The shallow basin type combustion chamber transits to a_type combustion chamber at a conical beta angle by combining the position of the injector with the position of the oil line, and the_type combustion chamber orifice is tapered. The transition zone between the surface delta angle and the shallow basin combustor is closed, and the distance h between the fuel bundle center and the top of the piston is controlled at 1.1mm_1.5mm. The combination of shallow-basin combustor and_combustor gives full play to the advantages and advantages of shallow-basin combustor and_combustor. The invention achieves the desired mixing effect and requirement between the fuel entering the cylinder and the fresh air entering the cylinder to control the burning rate and temperature and to control the emission of nitrogen oxides and PM particles.

【技术实现步骤摘要】
活塞燃烧室结构
本专利技术涉及一种新型的活塞燃烧室技术方案，其用于国五及以上排放法规的柴油机的活塞燃烧室结构设计，与喷油器之间的相互匹配，属于内燃机技术方案及结构领域，具体为一种活塞燃烧室结构。
技术介绍
近年来，由于发动机技术水平的提高，性能指标不断强化，可靠性提升，排放要求越来越严。燃油与新鲜冲量的混合和燃烧，直接影响发动机的排放、性能、燃油耗、噪声、可靠性诸多方面。随着社会的发展和进步，人类对生活环境和空气质量的要求越来越高，国家对大气质量的法规不断趋严，对内燃机的排放指标和经济性要求越来越高。内燃机技术也在不断发展，发动机的升功率也不断提高，这就对发动机的排放、可靠性、噪声要求及后期维护提出严峻考验。活塞是发动机重要的运动件，是发动机的基础性部件，活塞及其燃烧室直接影响着发动机的排放、寿命、经济性和噪声水平。大多数发动机活塞燃烧室采用ω型燃烧室，缺点：进气涡流过强，在很短的时间内，喷油器喷出的燃油油束与新鲜空气混合不均，燃烧不充分，燃烧在一定范围内也不易控制，导致NOx、PM等排放量增加，燃油耗上升。ω型燃烧室孔口，形状突变，又处于着火燃烧的高温区域，易造成活塞ω型燃烧室孔口局部的开裂。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术中存在的的不足，提供一种活塞燃烧室结构，其特征在于，包括活塞、上部的浅盆型燃烧室，下部的ω型燃烧室，两者通过喷油器位置和油线的位置相结合，浅盆型燃烧室以锥面β角度过渡到ω型燃烧室，ω型燃烧室孔口以锥面δ角度与浅盆型燃烧室衔接，之间的过渡区收口，圆角自然过渡；喷油器油束中心距活塞顶面的距离h控制在1.1mm-1.5mm。对上述方案的进一步改进，浅盆型燃烧室孔口直径Φa，Φa控制在62mm-66mm，燃烧室底部圆角ra，ra控制在1mm-2mm，孔口圆角rc，rc控制在0.1mm-0.5mm；ω型燃烧室的孔口直径Φb，孔口直径控制在50mm-53mm，ω型燃烧室孔口至活塞顶面的距离H2，控制在4.5mm-6.5mm；燃烧室底部圆角rb为5mm-7mm；ω燃烧室孔口直径Φb与浅盆型燃烧室孔口直径Φa之比为78%-82%。对上述方案的进一步改进，ω型燃烧室底部直径Φc，Φc控制在Φ52mm-Φ56mm；深度H1为14mm-18mm；ω型燃烧室的孔口直径Φb与ω型燃烧室底部直径Φc的直径比Φb/Φc控制在93%-96%；δ的角度为22°-25°ω型燃烧室凸台顶部锥角γ为117°-120°，凸台顶部至活塞的顶面距离H3为4.5mm-6.5mm。对上述方案的进一步改进，以喷油器油束中心距活塞顶面的距离h为z轴坐标方向，以缸孔中心与曲轴中心交点为平面基准点，M、N线为活塞俯视图中的竖直和水平对称中心线；P、Q线为燃烧室俯视图中的竖直和水平对称中心线；W点为喷油器油束中心在活塞俯视图中的投影点，其位于P、Q线交点的x轴偏移量为a，y轴的偏移量为b，a为3.5mm-4.5mm，b为0.8mm-1.2mm。对上述方案的进一步改进，喷油器的油线落点高度H，H在5mm-7mm；油线长度L，L控制在21mm-24mm；喷油器夹角α，夹角α范围为78°-80°。本专利技术具有以下优点：本专利技术是浅盆型燃烧室和ω燃烧室的巧妙结合，发挥了浅盆型燃烧室和ω燃烧室的优点和长处。浅盆型燃烧室口直径Φ62mm-Φ66mm，避免油束贱到气缸壁和活塞顶面引起的混合和燃烧不均匀，造成NOx和PM（颗粒）的排放值增加，顶部圆角0.1mm-0.5mm，燃烧室孔口圆角0.1mm-0.5mm，底部圆角1mm-2mm，减小热应力，避免活塞顶部开裂，局部又能形成涡流，有助于喷射到缸内的的燃油和进入缸内的新鲜空气之间的混合和燃烧。本专利技术ω燃烧室孔口直径与浅盆型燃烧室孔口直径之比为78%-82%，ω燃烧室孔口直径与底部直径之比93%-96%，以控制进气涡流的强度，使进入缸内的燃油和进入缸内的新鲜空气之间达到预期的混合效果和要求，以控制燃烧的速率和温度，达到控制NOx和PM（颗粒）的排放量。本专利技术控制喷油器油线落点在ω燃烧室内，据活塞顶面在5mm-7mm的位置，ω燃烧室内腔锥角为117°-120°，与喷油器夹角匹配，ω燃烧室深度14mm-18mm，ω燃烧室底部以圆角5mm-7mm过渡。燃烧室、油线位置和落点、进气涡流三者有效的结合，在进气涡流的作用下，在燃烧室内的油束与新鲜空气均匀的混合和燃烧，有效控制了NOx、PM（颗粒）的排放量，降低了燃油耗和燃烧噪声。附图说明图1为本专利技术的主视图。图2为活塞顶面的俯视图。图3为图2的A-A剖视图。具体实施方式下面结合具体附图对本专利技术作进一步说明。如图1-3所示，一种活塞燃烧室结构，其特征在于，提供一种活塞燃烧室结构，其特征在于，包括活塞1，活塞的中心线如图1所示，上部的浅盆型燃烧室2，在活塞运动上行至上止点附近，防止喷油溅到气缸壁和活塞顶面；上部为浅盆型燃烧室，在进气行程时，浅盆型燃烧室周围形成滚流，有助混合和燃烧，浅盆型燃烧室孔口和底部的圆角R，有效避免热应力。下部的ω型燃烧室4，两者通过喷油器3位置和油线的位置相结合，所述喷油器的中心线如图1中的喷油器中心线标示；上下部燃烧室共用中心线，如图1中的燃烧室中心线所示；浅盆型燃烧室2以锥面β角度过渡到ω型燃烧室，ω型燃烧室4孔口以锥面δ角度与浅盆型燃烧室2衔接，之间的过渡区收口，圆角自然过渡；气体流速加大，形成较强的涡流，强化混合和充分燃烧，降低了燃烧过程中PM（颗粒）和NOx等的排放量，降低了燃油耗；喷油器油束中心距离活塞1顶面的距离控制1.1mm-1.5mm。对上述方案的进一步改进，活塞燃烧室的重要尺寸，与喷油器油线落点的位置对应和匹配，与进气道进气涡流匹配，形成较强的涡流，强化混合和燃烧。具体的，浅盆型燃烧室2孔口直径Φa，Φa控制在62mm-66mm，燃烧室底部圆角ra，ra控制在1mm-2mm，孔口圆角rc，rc控制在0.1mm-0.5mm；ω型燃烧室4的孔口直径Φb，孔口直径控制在50mm-53mm，ω型燃烧室孔口至活塞顶面的距离H2，控制在4.5mm-6.5mm；燃烧室底部圆角rb为5mm-7mm；浅盆型燃烧室2底部以β角度锥面平滑过渡到下部ω型燃烧室4，β角度为24°-27°；ω型燃烧室4的孔口以δ角度锥面，δ角度为22°-25°，与浅盆型燃烧室2底部衔接，之间圆滑过渡；ω燃烧室孔口直径Φb与浅盆型燃烧室孔口直径Φa之比为78%-82%。形成合适的涡流强度，利于油雾与新鲜空气有效混合，一定程度上控制了燃烧速率，减少有害物质PM颗粒和有害气体NOx的排放值；对上述方案的进一步改进，ω型燃烧室4底部直径Φc，Φc控制在Φ52mm-Φ56mm；深度H1为14mm-18mm；ω型燃烧室4的孔口直径Φb与ω型燃烧室4底部直径Φc的直径比Φb/Φc控制在93%-96%；δ的角度为22°-25°ω型燃烧室凸台顶部锥角γ为117°-120°，凸台顶部至活塞1的顶面距离H3为4.5mm-6.5mm。如图2所示，为活塞顶面的俯视图，其中，以喷油器油束中心距活塞1顶面的距离h为z轴坐标方向，以缸孔中心与曲轴中心交点为平面基准点，M、N线为活塞俯视图中的竖直和水平对称中心线；P、Q线为燃烧室俯视图中的竖直和水平对称中心线。W点为喷油器油束中心在活塞俯视本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.活塞燃烧室结构，其特征在于，包括活塞（1）、上部的浅盆型燃烧室（2），下部的ω型燃烧室（4），两者通过喷油器（3）位置和油线的位置相结合；浅盆型燃烧室（2）以锥面β角度过渡到ω型燃烧室，ω型燃烧室（4）孔口以锥面δ角度与浅盆型燃烧室（2）衔接，之间的过渡区收口，圆角自然过渡； 喷油器油束中心距活塞(1)顶面的距离h控制在1.1mm‑1.5mm。

【技术特征摘要】
1.活塞燃烧室结构，其特征在于，包括活塞（1）、上部的浅盆型燃烧室（2），下部的ω型燃烧室（4），两者通过喷油器（3）位置和油线的位置相结合；浅盆型燃烧室（2）以锥面β角度过渡到ω型燃烧室，ω型燃烧室（4）孔口以锥面δ角度与浅盆型燃烧室（2）衔接，之间的过渡区收口，圆角自然过渡；喷油器油束中心距活塞(1)顶面的距离h控制在1.1mm-1.5mm。2.如权利要求1所述的活塞燃烧室结构，其特征在于：浅盆型燃烧室（2）孔口直径Φa，Φa控制在62mm-66mm，燃烧室底部圆角ra，ra控制在1mm-2mm，孔口圆角rc，rc控制在0.1mm-0.5mm；ω型燃烧室（4）的孔口直径Φb，孔口直径控制在50mm-53mm，ω型燃烧室孔口至活塞顶面的距离H2，控制在4.5mm-6.5mm；燃烧室底部圆角rb为5mm-7mm；浅盆型燃烧室（2）底部以β角度锥面平滑过渡到下部ω型燃烧室（4），β角度为24°-27°；ω燃烧室孔口直径Φb与浅盆型燃烧室孔口直径Φa之比为78%-82%。3.如权利要求1所述的活塞燃烧室结...

【专利技术属性】
技术研发人员：龚灵辉，沈黎明，
申请(专利权)人：江苏四达动力机械集团有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32