汽油機直噴式射流燃燒室的製作方法
2023-06-06 19:03:31
專利名稱：汽油機直噴式射流燃燒室的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種汽油機直噴式射流燃燒室。它屬於汽油機燃燒室的改進。
為了提高汽車燃油經濟性和降低排氣汙染，人們極重視對汽油機的高壓縮比、稀薄燃燒、分層燃燒的研究。本發明者們研製開發並已有批量生產的射流燃燒室汽油機，較好地實現了汽油機的高壓縮比、稀混合氣的快速燃燒。但由於它是採用汽化器供給均質混合氣，不能燃燒極高空燃比的混合氣，為了燃燒平均空燃比極高的混合氣，實現分層燃燒是其有效措施。所謂分層燃燒，就是要求在燃燒室內有不同濃度的混合氣，即在火花塞附近要求有較濃的混合氣，以利於可靠地點燃和穩定、快速燃燒，而在其他處要求有較稀濃度或更稀濃度的混合氣，以利於燃燒就整體燃燒室而言非常稀薄的混合氣，從而可大幅度地提高壓縮比，更進一步提高燃油的經濟性和降低排氣汙染。
為了實現分層燃燒，早些時候，人們在二氣門汽油機上採用凹坑活塞頂和渦流氣道相匹配的燃燒系統，平頂活塞和特製噴油器相匹配方案和帶有予燃室的分開式燃燒室方案，這些方案由於結構複雜等原因未能得到推廣。近些年，推出四氣門、三氣門汽油機缸內直接噴射方案。缸內直噴方案，噴油器一般都設置在離火花塞很近的地方，由於燃料向火花塞方向噴射，燃料霧化不充分，點火較困難，火花塞處易聚集積碳。現有的幾種四氣門篷形燃燒室直噴方案，一類是將噴油器布置在氣缸蓋的進氣門的下面，這種布置容易實施，但燃油束會落在排氣門側的缸壁上，另一類是將噴油器布置在氣缸蓋頂部的進排氣之間，它具有火焰傳播距離短的優點，但在火花塞附近較難形成較濃的混合氣，故上述諸方案實現分層燃燒還不夠理想。
本實用新型的目的，在於提供一種汽油機直噴式射流燃燒室。該燃燒室利用壓縮擠流和射流作用能較好地實現燃油混合氣的分層燃燒，從而進一步提高射流燃燒室的高壓縮比、稀混合氣快速、充分燃燒的性能，更大幅度地提高燃油的經濟性和降低排氣汙染。
為了達到上述目的，本實用新型是通過下述方案加以實現的。在頂置式氣門汽油機的氣缸蓋上，主要由進氣門、射流室、射流室上方的排氣門、火花塞及貫通氣缸蓋底面與射流室腔體的氣相射流孔構成的直噴式射流燃燒室，其特徵在於在氣相射流孔的靠上端部位，與之相交設置一個燃油噴射孔，火花塞設置於射流室的頂部或側壁上；為了確保安裝在該噴射孔上的噴油器噴射出的燃油經由噴射孔與射流孔中氣體充分霧化和混合，燃油噴射孔的中心線與氣相射流孔的中心線的夾角α為20～90°，噴射孔可為直通圓孔，或為階梯圓孔，或為錐形圓孔。
圖1為本實用新型的結構示意仰視圖。圖2為
圖1的A-A剖視圖。圖中1為進氣道，2為進氣門，3為排氣門，4為排氣道，5為射流室，6為火花塞，7為氣相射流孔，8為燃油噴射孔。
以下結合附圖對本實用新型作進一步說明。在附圖中，由進氣門2，排氣門3，射流室5，火花塞6和氣相射流孔7構成的我們過去所開發研製的射流燃燒室，它已實現了燃油混合氣的高壓縮比、稀薄快速燃燒的目的。現在與氣相射流孔7的靠上部位相交貫通一燃油噴射孔8，並在該噴射孔上安裝了電控高壓噴油器，便構成了本實用新型的直噴式射流燃燒室。該燃燒室實現分層燃燒的過程是當活塞向上運動時，在擠壓力的作用下，在氣相射流孔內會產生高速強烈的紊流氣流束，與此同時，由高壓噴油器噴射出的燃油在噴射孔形成極高流速的油束，兩相射流在射流孔內碰撞和作用，大大加強了燃油的霧化和混合過程。噴入射流室內火花塞周圍的是適於著火的較濃的和具有強烈微渦流的混合氣，以利於可靠地點燃和穩定地燃燒。而在整個射流室內，由於混合氣與空氣的進一步地碰撞，形成由上至下的依次由濃到稀的混合氣分層，這種混合氣層即使達到平均空燃比很高的狀態時，仍然也能保證正常地燃燒，從而可更大幅度地提高汽油機的熱效率，降低排氣汙染、提高燃油經濟性和動力性能。
本實用新型優點燃油噴射流動阻力小，充氣效率高，進氣道不粘附油膜，稀燃工作範圍更寬，壓縮比高，燃燒速度快，更加節油，廢氣排放低。
本實用新型適用於四氣門、三氣門、二氣門的發動機上，它不僅可燃用汽油，也可燃用液化石油氣、甲醇、乙醇、天然氣等代用燃料。
權利要求1．一種汽油機直噴式射流燃燒室，是在頂置式氣門汽油機氣缸蓋上，主要由進氣門、射流室、射流室上方的排氣門、火花塞及貫通氣缸蓋底面與射流室腔體的氣相射流孔構成，其特徵在於在氣相射流孔的靠上端部位，與之相交設置一個燃油噴射孔，火花塞設置在射流室的頂部或側壁上。
2．按權利要求1所述的汽油機直噴式射流燃燒室，其特徵在於燃油噴射孔中心線與氣相射流孔中心線的夾角α為20～90°，燃油噴射孔可為直通圓孔，或為階梯圓孔，或為錐形圓孔。
專利摘要本實用新型公開了一種汽油機直噴式射流燃燒室。其特徵是在頂置式氣門汽油機氣缸蓋上射流燃燒室的氣相射流孔靠上端部位,設置一個與之相交的燃油噴射孔,火花塞設置在射流室頂部或側壁上。噴射孔中高速油束與射流孔中高速氣束碰撞、霧化形成高速混合氣流,進入射流室形成不同濃度混合氣的分流層,實現分層燃燒。本實用新型可用於四、三、二氣門汽油機上,也適用於燃用液化石油氣等多種燃料。
文檔編號F02B23/08GK2340911SQ9820451
公開日1999年9月29日 申請日期1998年5月12日 優先權日1998年5月12日
發明者尚秀鏡, 劉友鈞, 林建生, 張建昭 申請人:天津大學