[发明专利]一种中重型柴油机的燃烧室及燃烧系统

说明书

本申请涉及一种中重型柴油机的燃烧室及燃烧系统，涉及于汽车发动机及相关系统技术领域。本中重型柴油机的燃烧室包括第一缩口结构和第二缩口结构，其中，所述第一缩口结构为环形结构，所述第一缩口结构的轴向截面从上至下包括第一台阶圆弧段、台阶直线段和第二台阶圆弧段，所述第一台阶圆弧段朝外侧凸出，所述第二台阶圆弧段朝内侧凸出，所述台阶直线段倾斜设置以连接所述第一台阶圆弧段和第二台阶圆弧段，所述第二缩口结构位于所述第一缩口结构的下方，所述第二缩口结构呈竖直设置的圆筒形，并与所述第二台阶圆弧段的底部通过圆弧连接过渡。本申请提供的燃烧室解决了相关技术中燃烧室对喷射夹角适应性低导致冲缸套以及不完全燃烧的问题。

技术领域

本申请涉及汽车发动机及相关系统技术领域，特别涉及一种中重型柴油机的燃烧室及燃烧系统。

背景技术

目前，由于柴油机有着低油耗、热效率高、污染物排放少、经济性好等众多优点，因此越来越被市场所接受和使用，无论是在车用领域还是在非车用领域，都有着极其广阔的市场。柴油机的燃烧室是柴油机燃油与空气混合形成可燃混合气体并进行燃烧的部位，它对于柴油机的功率、经济性、可靠性及污染物排放均有着至关重要的影响，在组织良好的燃烧过程中，不但要有良好的燃油喷射系统、良好的进排气系统，还需要有与喷油、进排气配合恰当的燃烧室的形状和尺寸，才能使燃油与空气混合均匀，提高空气的利用率，以在工作时达到最佳的性能指标。

根据工质形成的方式及燃烧室的结构形式的不同，柴油机燃烧室可以分为两大类：直接喷射式燃烧室和分隔式燃烧室。直接喷射式燃烧室也简称为直喷式，直喷式燃烧室可以根据活塞顶部凹坑的深浅分为半开式燃烧室和开式燃烧室两类，其优点是结构简单，工质的流动损失小，燃烧室受急剧冷却的表面积最小，起动性能好，因此可以达到较高的经济性。分隔式燃烧室的结构特点是除位于活塞顶部的主燃烧室外，还有位于缸盖内的副燃烧室，两者之间通过通道相连，在工作时，燃油不直接喷入主燃烧室内，而是喷入副燃烧室，因此其工质混合质量好，空气利用率很高，可以达到较完善的燃烧过程。但是，由于分隔式燃烧室的结构相比直喷式燃烧室太过于复杂，表面积与容积之比也较大，加上工作时强列的空气运动的影响，使散热损失较大，通道节流作用引起的流动损失也较大，因此总体而言，分隔式燃烧室柴油机相比直喷式燃烧室柴油机热效率低、经济性差，目前已经很少采用。

随着燃油喷射压力的提高，直喷式燃烧室中的深坑形燃烧室的使用也逐渐变少，应用最广的燃烧室方案常用直喷式燃烧室中的浅盆型燃烧室，形状为直口/缩口形的ω燃烧室。相关技术中，也在对浅盆型燃烧室不断进行相关的改进，很多时候燃烧室的改进中会主要强调燃烧室形状对混合气混合的作用，对其匹配的喷油系统和涡流组织情况提及较少，而当直口/缩口燃烧室在匹配不合适的油嘴时，会导致燃油和空气混合不充分，使得发动机热效率降低，经济性、动力性下降；当油嘴夹角相对于燃烧室过大，会出现燃油冲击气缸套的现象，着壁的部分燃油被油环刮入油底壳导致机油稀释，而依然附着在缸壁上的燃油由于不完全燃烧会使Soot产生量明显增大。

发明内容

本申请实施例提供一种中重型柴油机的燃烧室及燃烧系统，以解决相关技术中燃烧室对喷射夹角适应性低导致冲缸套以及不完全燃烧的问题。

第一方面，提供了一种中重型柴油机的燃烧室，其包括：

第一缩口结构，其为环形结构，所述第一缩口结构的轴向截面从上至下包括第一台阶圆弧段、台阶直线段和第二台阶圆弧段，所述第一台阶圆弧段朝外侧凸出，所述第二台阶圆弧段朝内侧凸出，所述台阶直线段倾斜设置以连接所述第一台阶圆弧段和第二台阶圆弧段；

第二缩口结构，其位于所述第一缩口结构的下方，所述第二缩口结构呈竖直设置的圆筒形，并与所述第二台阶圆弧段的底部通过圆弧连接过渡。

一些实施例中，所述台阶直线段的倾斜角度的取值范围为10°～30°。

一些实施例中，所述台阶直线段的长度的取值范围为1～3mm。