预燃室及加工方法技术

本发明专利技术公开了一种预燃室及加工方法，预燃室包括设置于主燃烧室的头部，头部拐角处设置有的多个喷孔，喷孔还包括自预燃室的壳壁向喷孔凹陷的第一过渡圆角、第二过渡圆角和第三过渡圆角，其中，第一过渡圆角、第二过渡圆角和第三过渡圆角的半径分别为R1、R2和R3，且满足R3>R2>R1。由于第三过渡圆角对流量系数产生较大的影响的，将第三过渡圆角的半径设计为最大，降低了对喷孔的流量系数影响，从而降低了预燃室喷孔的流动损失。室喷孔的流动损失。室喷孔的流动损失。

【技术实现步骤摘要】
预燃室及加工方法


[0001]本专利技术涉及内燃机
，特别涉及一种预燃室及加工方法。

技术介绍

[0002]预燃室的点火能量高出普通火花塞点火几个数量级，能够大幅降低爆震倾向，因此对提高点燃式发动机热效率具有明显的作用。
[0003]预燃室和主燃烧室存在双向的气体流动，在压缩行程，主燃烧室内的混合气在活塞的推动下经喷孔进入预燃室，由于喷孔孔径小，混合气进入喷孔后加速，其最高速度可以达到90m/s
‑
100m/s；在做功行程，预燃室内着火后建立起与主燃烧室的压差，射流在压差的作用下高速喷入主燃烧室，其最高速度可以达到280m/s左右，因此，喷孔的表面特征对流动损失影响很大。
[0004]因此，如何降低预燃室喷孔的流动损失，成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。

技术实现思路

[0005]本专利技术提出了一种预燃室，以降低预燃室喷孔的流动损失。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：第一方面，本专利技术公开了一种预燃室，包括设置于主燃烧室的头部，头部拐角处设置有的多个喷孔，喷孔还包括自预燃室的壳壁向喷孔凹陷的第一过渡圆角、第二过渡圆角和第三过渡圆角，其中，第一过渡圆角位于喷孔在预燃室的外侧壁的一端，第二过渡圆角和第三过渡圆角位于喷孔在预燃室的内侧壁的一端，且第二过渡圆角相较于第三过渡圆角靠近预燃室的底壁，第三过渡圆角相较于第二过渡圆角靠近预燃室的侧壁，第一过渡圆角、第二过渡圆角和第三过渡圆角的半径分别为R1、R2和R3，且满足R3&;gt;R2>R1。
[0007]本专利技术中的预燃室中，第一过渡圆角的半径R1与喷孔的孔径d满足：3%＜R1/d≤5%。
[0008]本专利技术中的预燃室中，第二过渡圆角的半径R2与喷孔的孔径d满足：5%＜R2/d＜10%。
[0009]本专利技术中的预燃室中，第三过渡圆角的半径R3与喷孔的孔径d满足：10%≤R3/d＜12%。
[0010]第二方面，本专利技术提供了一种预燃室加工方法，用于加工如上述任一项的预燃室，加工方法包括：采用机械加工方式加工喷孔在预燃室外侧壁的一端的第一过渡圆角以及喷孔在预燃室内侧壁的一端的两个基础过渡圆角，其中，两个基础过渡圆角的半径均等于第一过渡圆角的半径；采用磨料流研磨工艺加工基础过渡圆角的表面分别形成第二过渡圆角和第三过渡圆角，第一过渡圆角、第二过渡圆角和第三过渡圆角的半径分别为R1、R2和R3，且满足R3>
R2>R1。
[0011]本专利技术中的预燃室加工方法中，采用磨料流研磨工艺加工基础过渡圆角的表面分别形成第二过渡圆角和第三过渡圆角过程中，将磨料的作用力聚焦于喷孔。
[0012]本专利技术中的预燃室加工方法中，将磨料的作用力聚焦于喷孔包括：设置研磨导流锥，通过研磨导流锥将磨料引导至喷孔，并挤压喷孔的表面。
[0013]本专利技术中的预燃室加工方法中，机械加工方式为滚压的方式。
[0014]本专利技术中的预燃室加工方法中，所述第一过渡圆角的半径R1与喷孔的孔径d满足：3%＜R1/d≤5%。
[0015]本专利技术中的预燃室加工方法中，所述第二过渡圆角的半径R2与喷孔的孔径d满足：5%＜R2/d＜10%；和/或所述第三过渡圆角的半径R3与喷孔的孔径d满足：10%≤R3/d＜12%。
[0016]由上述技术方案可以看出，本专利技术的预燃室头部喷孔处设置的第一过渡圆角、第二过渡圆角和第三过渡圆角的半径分别为R1、R2和R3，且满足R3>R2>R1。由于第三过渡圆角对流量系数产生较大的影响的，将第三过渡圆角的半径设计为最大，降低了对喷孔的流量系数影响，从而降低了预燃室喷孔的流动损失。
附图说明
[0017]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些示例或实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图，而且还可以根据提供的附图将本专利技术应用于其它类似情景。除非从语言环境中显而易见或另做说明，图中相同标号代表相同结构或操作。
[0018]图1为本专利技术实施例所提供的压缩行程预燃室和主燃烧室流场示意图；图2为本专利技术实施例所提供的做功行程预燃室和主燃烧室流场示意图；图3为本专利技术实施例所提供的一种预燃室的剖视示意图；图4为图3中A部分的放大示意图；图5为本专利技术实施例所提供的一种预燃室加工方法流程示意图；图6a为本专利技术对比例所提供的预燃室热残余废气分布仿真示意图；图6b为本专利技术实施例所提供的预燃室热残余废气分布仿真示意图；图7a为本专利技术对比例所提供的预燃室湍动能分布仿真示意图；图7b为本专利技术实施例所提供的预燃室湍动能分布仿真示意图；图8a为本专利技术对比例所提供的预燃室射流的贯穿距仿真示意图；图8b为本专利技术实施例所提供的预燃室射流的贯穿距仿真示意图；其中，100为预燃室、101为头部、102为喷孔、1021为第一过渡圆角、1022为第二过渡圆角、1023为第三过渡圆角。
具体实施方式
[0019]相关术语解释：预燃室：与主燃烧室相对应，在发动机中设计一个小的空间，利用其中的点火燃烧
通过与主燃室的喷孔形成高速高温射流以点燃主燃室中的混合气。
[0020]点燃式发动机：由某种方式点燃混合气产生火焰传播实现发动机热功转换过程。
[0021]流量系数：流经截面的实际流量与理想条件下（无流动损失）流量之比。
[0022]预燃室的喷孔在压缩行程形成高速的扫气流，在做功行程高速射流从喷孔喷出引燃主燃烧室的混合气，因此存在双向的流动。研究表明，预燃室的喷孔总面积/容积比存在较优的范围，其值在0.003mm
‑
0.006mm之间。预燃室的喷孔无论在压缩行程还是做功行程都类似于节流装置，其流动损失将对预燃室的性能产生较大影响。
[0023]参见图1，图1为压缩行程预燃室100和主燃烧室流场示意图，压缩行程混合气在活塞推动下运动，在进入喷孔102时由于强烈的缩口产生加速，其最高速度在90m/s左右，在喷孔102入口处，直角过渡使气流的进入方向发生比较明显的转折，影响了喷孔102流量系数。
[0024]参见图2，图2为做功行程预燃室100和主燃烧室流场示意图，在压差的推动下预燃室100内部的气流进入喷孔102，形成了高速射流，其最高速度在280m/s左右。气流在进入喷孔102上半部分时发生比较明显的转折，一部分与壁面分离，而在下半部分由于预燃室100底平面和喷孔102之间的过渡关系，气流运动较平滑，因此，喷孔102的上半部分过渡圆角对流量系数产生较大的影响，而下半部分的过渡圆角对流量系数产生的影响较小。
[0025]需要说明的是，喷孔102的上半部分为喷孔靠近预燃室100的侧壁的部分，喷孔102的下半部分为喷孔靠近预燃室100的底壁的部分。
[0026]下面结本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种预燃室，包括设置于主燃烧室的头部，所述头部拐角处设置有的多个喷孔，其特征在于，所述喷孔还包括自所述预燃室的壳壁向所述喷孔凹陷的第一过渡圆角、第二过渡圆角和第三过渡圆角，其中，所述第一过渡圆角位于所述喷孔在所述预燃室的外侧壁的一端，所述第二过渡圆角和所述第三过渡圆角位于所述喷孔在所述预燃室的内侧壁的一端，且所述第二过渡圆角相较于所述第三过渡圆角靠近所述预燃室的底壁，所述第三过渡圆角相较于所述第二过渡圆角靠近所述预燃室的侧壁，所述第一过渡圆角、所述第二过渡圆角和所述第三过渡圆角的半径分别为R1、R2和R3，且满足R3>R2>R1。2.如权利要求1所述的预燃室，其特征在于，所述第一过渡圆角的半径R1与所述喷孔的孔径d满足：3%＜R1/d≤5%。3.如权利要求2所述的预燃室，其特征在于，所述第二过渡圆角的半径R2与所述喷孔的孔径d满足：5%＜R2/d＜10%。4.如权利要求3所述的预燃室，其特征在于，所述第三过渡圆角的半径R3与所述喷孔的孔径d满足：10%≤R3/d＜12%。5.一种预燃室加工方法，其特征在于，用于加工如权利要求1至4中任一项所述的预燃室，所述加工方法包括：采用机械加工方式加工喷孔在所述预燃室外侧壁的一端的第...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱涛，谷允成，李卫，宿兴东，
申请(专利权)人：潍柴动力股份有限公司，
类型：发明
国别省市：