用于侧安装的直接喷射器的燃烧室、燃烧室系统及内燃机技术方案

本实用新型专利技术涉及一种用于侧安装的直接喷射器的燃烧室、燃烧室系统及内燃机。在对置活塞、对置气缸式发动机中，在扫气过程期间形成高程度的涡流，该涡流持续到燃烧冲程。发动机在燃烧室的周缘处具有一个或多个喷射器，所述喷射器在空气具有最高切向速度的点将燃料喷射到空气中。涡旋的空气使射流被推到一起，并且一些射流被推到气缸壁中。根据本公开文献的实施方式，排气活塞具有凸起部分和凹陷部分。在排气活塞的凸起部分上设有向内延伸的隆起部，以抑制涡流。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术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。
技术介绍
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。
技术实现思路
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。在一些实施方式中，活塞顶部具有向外延伸至活塞周缘的第一和第二通道。燃烧系统还包括安装在气缸壁中的第一燃料喷射器，该第一燃料喷射器的尖端位于与活塞顶部的第一通道大致相同的径向位置处，使得从第一燃料喷射器发出的燃料穿过第一通道进入凹陷部分，并且所述燃料系统还包括安装在气缸壁中的第二燃料喷射器，该第二燃料喷射器的尖端位于与活塞顶部的第二通道大致相同的径向位置处，使得从第二燃料喷射器发出的燃料穿过第二通道进入凹陷部分。在一些实施方式中，第一和第二通道大体上沿直径相对。凹陷部分大体上成形为第一和第二扇，第一扇的底部与第一通道重合。第二扇的底部与第二通道重合。第一和第二扇的位于中央的顶端近似沿着气缸壁的中心轴线定位。在一些实施方式中，凹陷部分具有与两个喷射器近似等距布置的脊部。凸起部分具有向内延伸到凹陷部分中的第一和第二隆起部，隆起部的大多指向内的部分所沿的线大致垂直于将第一和第二喷射器尖端相连的线。凸起部分是球面的一凸状部分。还公开了在内燃机中具有气缸壁、适于在气缸壁内作往复运动的进气活塞以及适于在气缸壁内作往复运动的排气活塞(排气活塞的活塞顶部面向进气活塞的活塞顶部)。排气活塞的活塞顶部具有凸起部分和凹陷部分，凹陷部分形成至少一个扇形部分。发动机还包括至少一个穿过气缸壁安装的燃料喷射器，当进气活塞和排气活塞在它们最靠近的位置时，该燃料喷射器的尖端贴近进气和排气活塞的顶部之间的间隙。在一种实施方式中，发动机具有穿过气缸壁近似沿直径相对安装的两个喷射器(第一和第二喷射器)，并且凹陷部分形成第一和第二扇形部分，第一扇形部分的底部指向第一喷射器，第二扇形部分的底部指向第二喷射器。扇形部分具有延伸至活塞周缘的底部，且从底部延伸出的扇形部分的顶端大体上位于活塞中心。凸起部分具有向内朝活塞中心延伸的两个隆起部。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尖端的线。附图说明图1示出了气缸中由涡流引起的速度变化图；图2基于投影图像示出了从安装在壁中的喷射器发出、进入涡流中的燃料射流的图示；图3是在一侧具有喷射器的实施方式中的排气活塞头部的俯视图；图4是图3排气活塞头部以及进气活塞头部的横截面图；图5是进气活塞头部的俯视图；图6是在两侧具有喷射器的实施方式中的排气活塞头部的俯视图；图7是图6排气活塞头部以及进气活塞头部的横截面图；图8是对置活塞、对置气缸式发动机的示图。具体实施方式如本领域普通技术人员可以理解，参照附图中的任一幅示出和描述的实施方式的各种特征可以与在一幅或多幅其他附图中所示的特征相组合，以形成没有明确示出或描述的替代实施方式。所示特征的组合为典型的应用提供了代表性的实施方式。但与本公开文献教导相符合的各种特征组合和修改对于特殊的应用或实施可能是所希望的。本领域普通技术人员可以认识到与公开文献本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于侧安装的直接喷射器的燃烧室，包括：?气缸套；?能够在所述气缸套内作往复运动的进气活塞；?布置在所述气缸套中的第一喷射器，该第一喷射器的尖端指向所述气缸套的中心；?布置在所述气缸套中的第二喷射器，该第二喷射器的尖端指向气缸套的中心；以及?能够在所述气缸套内作往复运动的排气活塞；所述排气活塞的活塞顶部具有凹陷部分和凸起部分；所述凹陷部分的一大部分位于所述活塞顶部的中心；所述凹陷部分还具有将所述活塞的周缘与所述凹陷部分的一大部分连通的第一通道以及将所述活塞的周缘与所述凹陷部分的一大部分连通的第二通道；其特征在于，所述凸起部分具有两个向内延伸到所述凹陷部分中的隆起部，连接两个所述隆起部的线大体上垂直于连接所述第一喷射器的尖端和所述第二喷射器的尖端的线。

【技术特征摘要】
2012.01.17 US 13/351,8631.一种用于侧安装的直接喷射器的燃烧室，包括 气缸套； 能够在所述气缸套内作往复运动的进气活塞； 布置在所述气缸套中的第一喷射器，该第一喷射器的尖端指向所述气缸套的中心； 布置在所述气缸套中的第二喷射器，该第二喷射器的尖端指向气缸套的中心；以及 能够在所述气缸套内作往复运动的排气活塞；所述排气活塞的活塞顶部具有凹陷部分和凸起部分；所述凹陷部分的一大部分位于所述活塞顶部的中心；所述凹陷部分还具有将所述活塞的周缘与所述凹陷部分的一大部分连通的第一通道以及将所述活塞的周缘与所述凹陷部分的一大部分连通的第二通道；其特征在于，所述凸起部分具有两个向内延伸到所述凹陷部分中的隆起部，连接两个所述隆起部的线大体上垂直于连接所述第一喷射器的尖端和所述第二喷射器的尖端的线。2.按照权利要求1所述的燃烧室，其特征在于，所述第一喷射器指向所述第一通道，使得从所述第一喷射器喷射的燃料穿过所述第一通道行进到所述凹陷部分，所述第二喷射器指向所述第二通道，使得从所述第二喷射器喷射的燃料穿过所述第二通道行进到所述凹陷部分。3.按照权利要求1所述的燃烧室，其特征在于，所述排气活塞的顶部和所述进气活塞的顶部面向彼此；所述进气活塞的顶部是具有预定直径的球面的一个凹状部分；所述排气活塞的凸起部分是具有预定直径的球面的一凸状部分；以及所述排气活塞的基本上全部的凸起部分从所述进气活塞的顶部移置相同的距离。4.按照权利要求1所述的燃烧室，其特征在于，所述凹陷部分还具有大致地在所述凸起部分的两个隆起部之间延伸的脊部。5.按照权利要求1所述的燃烧室，其特征在于，所述进气活塞的顶部是球面的ー个凹状部分，该球面具有限定在活塞顶部中的通道；并且所述通道指向所述第一喷射器和所述第二喷射器。6.一种内燃机的燃烧室系统，所述燃烧室系统包括由 气缸壁；以及 在所述气缸壁内的活塞的活塞顶部限定的燃烧室，其特征在于，所述活塞顶部具有主要贴近于所述气缸壁定位的凸起部分；所述活塞顶部具有主要位于所述凸起部分内的凹陷部分；所述凹陷部分具有向外延伸至所述活塞的周缘的至少ー个通道；以及所述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所述通道重合。7.按照权利要求6所述的燃烧室系统，所述系统还包括 安装在所述气缸壁中的燃料喷射器，其特征在于，该燃料喷射器的尖端位干与所述活塞顶部的通道大体上相同的径向位置处，使得从所述燃料喷射器发出的燃料穿过所述通道进入所述扇形形状的部分中。8.按照权利要求6所述的燃烧室系统，其特征在于，所述活塞是排气活塞，所述燃烧室还进一歩由在所述气缸壁内的进气活塞限定。9.按照权利要求8所述的燃烧室系统，其特征在干，所述进气活塞的活塞顶部包括具有预定直径的凹状球面的一部分；所述排气活塞的凸起部分包括具有预定直径的凸状球面的一部分；以及各所述活塞顶部的球面部分指向彼此，使得所述进气活塞的活塞顶部和所述排气活塞的凸起部分在相对于所述排气活塞的凸起部分的所有点处具有恒...

【专利技术属性】
技术研发人员：A·R·图希尼安，
申请(专利权)人：艾克莫特国际公司，
类型：实用新型
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