专利名称：一种直喷柴油机的高效低排放燃烧装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于柴油发动机技术领域，特别涉及一种直喷柴油机高效低排放燃烧装置。
技术背景柴油机作为热效率最高的发动机，一直受到人们的高度重视。但近几年世界各国制定的日益严格的排放法规，又对柴油机燃烧系统的研究提出了新的挑战。柴油机的主要有害排放物是氮氧化物(NOx)和碳烟微粒。由于NOx和碳烟微粒的生成条件各异，所以往往会降低其一种排放而升高另一种排放，或者收效不大。在直喷式柴油机燃烧系统中，燃油分布极不均勻，这就决定了它以扩散燃烧为主的特征。在燃油浓度接近化学计量比的区域内，燃烧温度较高，因而产生的NOx较多；在燃油浓度高的区域，即富油区内，则会因缺氧而生成碳烟微粒。要从根本上解决柴油机NOx和碳烟微粒排放的矛盾，达到同时降低NOx和碳烟微粒排放，必须改变混合气和燃油喷束的形成方式
实用新型内容
本实用新型的目的就是针对现有技术之不足，而提供一种直喷柴油机的高效低排放燃烧装置，它可改善混合气和燃油喷束的形成，实现缸内柴油和空气快速混合，从而实现柴油机的高效、低排放燃烧。本实用新型的技术解决措施如下一种直喷柴油机的高效低排放燃烧装置，包括活塞、喷油器、气缸盖，活塞顶部凹坑为缩口中凸型燃烧室，即燃烧室上部缩口，底部呈球状，中间有一大凸台。所述的喷油器为P系列无压力室低惯量4 5孔喷油器，喷孔直径为0. 20 0. 30 毫米；所述的气缸盖进排气道为横流式布置，涡流比为3. 25 3. 75。本实用新型的有益效果在于它可较大幅度降低发动机的碳烟微粒和NOx有害排放。本设计在一台配工程机械的柴油机上进行了试验，结果表明，在实验的工况范围内，碳烟微粒降低了 30 % 40%，只有 0. 26 0. 30g/ (kff .h) ；NMHC+N0x 从 8. 43 降低到了 6. 2Ig/ (kff · h)。
图1为本实用新型结构示意图图2为燃烧室的结构示意图
具体实施方式
实施例见图1、2所示，一种直喷柴油机的高效低排放燃烧装置，包括活塞1、喷油器2、气缸盖3，活塞1顶部凹坑为缩口中凸型燃烧室11，即燃烧室11上部缩口，底部呈球状，中间有一大凸台。[0011]所述的喷油器2为P系列无压力室低惯量4 5孔喷油器，喷孔直径为0. 20 0. 30毫米；所述的气缸盖3进排气道为横流式布置，涡流比为3. 25 3. 75。工作原理这种燃烧室11可有效地组织适合于柴油机燃烧过程的气流运动，在压缩过程及膨胀过程中改善了气流运动及涡流强度的保存性，有利于混合气的形成和扩散燃烧。P系列无压力室低惯量4 5孔喷油器，喷孔直径为0. 20 0. 30毫米。该喷油器的运动惯量小，对泵油的数量、压力和时间实行更精确的控制，燃油喷射时刻迅速准确，配合缩口环形燃烧室，就能做到油气之间既有宏观的均布和混合，又有微观的均布和混合，从而改善混合气形成和燃烧，使NMHC+N0x和碳烟微粒都显著降低。气缸盖其特征是在结构上采用了横流式进排气道布置，涡流比为3. 25 3. 75，使柴油机充气效率较高，燃烧充分。位于活塞顶部燃烧室凹坑形状为缩口中凸型，其特征是上部有缩口 D，底部是带有斜面B的中央凸起A，侧壁呈环状，可有效地组织适合于柴油机燃烧过程的气流运动，在压缩过程及膨胀过程中改善了 C区气流运动及涡流强度的保存性，有利于混合气的形成和扩散燃烧。对通过进气系统在气缸内产生涡流，达到油束的油滴与空气混合形成混合气的方式，最佳涡流比的选择是一个基本要点。柴油机低速时要求高的涡流强度，高速时要求涡流强度较低。如果按低速匹配，高速时过强的涡流会导致油束锥形雾柱重叠或产生热锁效应； 如果按高速匹配，则低速时涡流强度不足，导致燃油耗、烟度上升，最大扭矩下降。单就气道而言，只能根据柴油机的用途，兼顾高低速性能选择折衷的涡流强度，使涡流最佳化引起的性能改善不致因流量系数的下降而抵消。在以配工程机械的柴油机上，用不同涡流比的进气道进行了缸盖对比试验，结果如下试验表明对中低转速的小缸径柴油机来说，在流量系数不致降低的情况下，涡流强度越大，涡流比越高，则对柴油机的燃烧越有利。当然，涡流强度的提高还受到气道制造质量要求的限制。由于无压力室低惯量喷油器取消了后滴容积，改善后燃，从而大大减少了喷油后期的后滴喷雾，明显降低了 HC排放，CO排放略有降低，NOx变化不明显。PM是由碳粒、可溶性有机成分和硫酸盐三部分组成，一般碳粒占PM组成的50 % 80 %，而使用高的喷油压力，合适的喷孔直径，对改善雾化和混合品质、抑制碳粒生成效果较为显著。本设计在柴油机上用不同的喷孔直径，试验结果如表1 表1
权利要求1.一种直喷柴油机的高效低排放燃烧装置，包括活塞(1)、喷油器O)、气缸盖(3)，其特征在于活塞(1)顶部凹坑为缩口中凸型燃烧室(11)，即燃烧室(11)上部缩口，底部呈球状，中间有一大凸台。
2.根据权利要求1所述的一种直喷柴油机的高效低排放燃烧装置，其特征在于所述的喷油器( 为P系列无压力室低惯量4 5孔喷油器，喷孔直径为0. 20 0. 30毫米；所述的气缸盖C3)进排气道为横流式布置，涡流比为3. 25 3. 75。
专利摘要一种直喷柴油机的高效低排放燃烧装置，包括活塞(1)、喷油器(2)、气缸盖(3)，活塞(1)顶部凹坑为缩口中凸型燃烧室(11)，即燃烧室(11)上部缩口，底部呈球状，中间有一大凸台。它可改善混合气和燃油喷束的形成，实现缸内柴油和空气快速混合，从而实现柴油机的高效、低排放燃烧。
文档编号F02F1/42GK201982196SQ20102070118
公开日2011年9月21日 申请日期2010年12月31日 优先权日2010年12月31日
发明者钱雪梅 申请人:浙江新柴股份有限公司