[实用新型]一种涡流式柴油机的燃烧系统

说明书

技术领域

本实用新型属于柴油机零部件设计制造领域，特别涉及一种涡流式柴油机的燃烧系统。

背景技术

涡流室式柴油机，相对于直喷机具有工作柔和、低噪音和低排放等优点。但经济性和冷起动性能不如直喷式柴油机，常规涡流机的涡流室容积占总燃烧室容积的60%以上，这样散热面积较大，热量损失较大，而且为了获得较大涡流，涡流通道截面积与缸体截面积之比都较小，约为0.7%～0.8％，狭窄的涡流通道造成了极大流动损失，现在的小缸径柴油机受涡流室空间限制，较少使用电热塞，冷起动不理想。

为解决上述问题，中国专利CN 201083150Y公开了一种具有低排放性能涡流燃烧室的柴油机。其将涡流室镶块内壁的凹腔设计成具有平底的倒锥形，并将涡流室与主燃烧室的连接通道在镶块外壁上的几何中心与镶块凹腔的回转轴线之间的距离定为H = 4-6mm，连接通道的轴芯线与镶块凹腔的回转轴线相交成夹角 40⁰-50⁰。解决现有柴油机由于涡流室内的涡流强度不强、油气混合不均匀，喷入涡流室的燃料不能完全燃烧所造成的柴油机的动力性、经济性和排放性能不理想的问题。但是，该涡流室的通道截面形状为腰形，其为对称形状，就使得靠近涡流室壁的区域1和靠近涡流室中心的区域2的气体流量基本相等，这样就造成区域1的涡流速度慢，而区域2的涡流速度快，而且常规轴针式喷油器的开启压力为13-15MPa，高速喷出来的油束在穿越区域1时间极短，造成区域1的油量很少，大部分油在区域2强涡流的作用下与区域2里的空气混合，所以区域1里成了稀油区，而区域2里成了富油区，油气混合不均匀，不能完全充分燃烧，柴油机的经济性和排放性能下降。

为解决上述技术问题，中国专利CN8645755 A公开一种柴油机涡流燃烧室镶块，其特点是改进了涡流燃烧室原有连接通道的结构形式。连接通道做成长度方向从上至下渐扩，截面成弧形，使进入涡流室的气流几乎同时到达涡流室的壁面，在平行的平面内产生有组织的主涡流，膨胀过程中燃气沿渐扩的连接通道喷出，至主燃烧室后，基本沿凹坑柱面流动，从而提高了空气利用率，降低了燃油损耗，改善了主燃烧室燃烧状况。但是，这种截面形状的连接通道存在两个缺点:1.它虽然改善了靠近涡流室壁的涡流强度，但却使得涡流室中心涡流强度减弱了，燃油和气体混合效果不能达到最佳;2.渐扩形状虽然减少了做功冲程的流动损失，但在压缩冲程，气流通过通道时就加大了损失。

实用新型内容

为此，本实用新型所要解决的技术问题在于提供一种低排放性能的涡流式柴油机的燃烧系统。

为解决上述技术问题，本实用新型的涡流式柴油机的燃烧系统，其包括主燃烧室和涡流室，所述涡流室设置于气缸盖上，所述涡流室的下部腔室设置一镶块，所述镶块上设有凹槽，所述凹槽同所述涡流室的上部腔室形成一整体的涡流腔室，所述镶块的下端面同气缸盖的下端面平齐，所述涡流腔室同喷油孔相连通；所述主燃烧室设置于活塞与气缸盖之间，所述镶块上设有连通所述涡流腔室与主燃烧室的涡流通道，所述涡流通道在垂直于气体流通方向上的截面形状为：在接近所述涡流室中心的一侧为直线，接近所述涡流室壁的一侧为弧线，所述直线侧与所述弧线侧通过外拱的圆弧线平滑过渡，所述涡流通道在气体流通方向上的截面面积不变,所述截面的长宽比D/C为2.75-2.85。

所述涡流通道的过流截面积与活塞的截面积之比为1%-1.5%，所述涡流通道同气缸盖的下端面所形成的夹角γ为35°-45°。

所述涡流腔室的容积占主燃烧室和涡流腔室总容积的53-58%。

    所述涡流室的上部腔室为半球形。

    所述镶块凹槽呈倒圆台形，其锥角β为30°-40°。

    所述活塞的顶面上设有活塞导流槽，所述活塞导流槽的宽度P与涡流通道长度D相同，深度尺寸h为1.8-2.2mm，导流圆弧半径R为20-25mm，所述活塞导流槽的中线与活塞的轴线所形成的夹角θ为20°-25°。

所述喷油孔的中心线与所述涡流腔室的轴线所形成的夹角α为23°-27°。

所述涡流室的上部腔室还连通有电热塞，所述电热塞的轴线距所述涡流室轴线距离B为10-12mm。

本实用新型的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：