发动机燃烧室及发动机燃烧系统的制作方法

本实用新型涉及发动机技术领域，具体涉及一种发动机燃烧室及发动机燃烧系统。

背景技术：

现有对置gci(英文名为：gasolinecompressionignition，中文名为：汽油直喷压燃)发动机燃油喷射一般是正对置的两个喷嘴，每个喷嘴有三个喷孔呈对置交叉喷射，进气侧活塞与排气侧活塞顶面凹坑是简单的椭圆球形，整个燃烧室空间呈橄榄球状，交叉喷射方式并不能完全避免油束出现重叠。

尤其是gci发动机喷射压力较高，油束雾化锥角大，油束边缘容易出现重叠，导致油耗烟度排放升高。高喷射压力下油束贯穿距离大，大量燃油聚集到橄榄球状燃烧空间的两端，导致两极出现油气混合浓区，中间区域混合气稀薄，油气浓度空间分布非常不均匀。热负荷和火焰传播速度变化梯度较大，油嘴附近混合气过浓，热负荷高，容易被烧坏。活塞环积碳风险高，容易导致拉缸。

技术实现要素：

本实用新型的目的是至少解决现有的发动机燃烧室，油束边缘容易出现重叠且油气浓度空间分布非常不均匀的问题。该目的是通过以下技术方案实现的：

本实用新型的第一方面提出了一种发动机燃烧室，所述发动机燃烧室包括：缸体、第一喷油管路和第二喷油管路；

所述缸体内设置有弧形腔，所述第一喷油管路和所述第二喷油管路沿所述弧形腔的横切面的周向设置；

所述第一喷油管路与所述第二喷油管路的高度不平齐。

根据本实用新型的发动机燃烧室中，第一喷油管路和第二喷油管路沿弧形腔的横切面的周向设置，第一喷油管路与第二喷油管路逆向喷射，避免同侧喷射油束交叉。弧形腔使可燃混合气在腔内循环流动，壁面局部浓区出现，热负荷更加均匀。第一喷油管路与第二喷油管路的高度不平齐，便于加工弧形腔内表面形成圆周运动空间。

另外，根据本实用新型的发动机燃烧室，还可具有如下附加的技术特征：

在本实用新型的一些实施例中，所述第一喷油管路与所述第二喷油管路之间采用多个弧形面，所述弧形面包括依次连接的第一弧形面、第二弧形面和第三弧形面，所述第一弧形面、第二弧形面和第三弧形面的半径逐渐增大。在本实用新型的一些实施例中，所述第一喷油管路和所述第二喷油管路沿所述弧形腔的横切面的竖直方向上的高度差为8.5mm～9.5mm。

在本实用新型的一些实施例中，所述弧形腔的横切面的最大长度dx与所述缸体直径比值为0.7-0.8。

在本实用新型的一些实施例中，所述弧形腔的纵切面的最大宽度d0与所述弧形腔横切面的最大宽度dy的比值为1.1-1.25。

本实用新型还提供了一种发动机燃烧系统，包括上述所述的发动机燃烧室，还包括第一喷嘴和第二喷嘴，所述第一喷嘴设于所述第一喷油管路内，所述第二喷嘴设于所述第二喷油管路内。

在本实用新型的一些实施例中，所述第一喷嘴的喷射方向与所述第二喷嘴的喷射方向沿所述弧形腔的横切面方向平行。

在本实用新型的一些实施例中，所述第一喷嘴和所述第二喷嘴上均设置有多个喷孔，多个相邻的所述喷孔沿所述弧形腔的纵切面的夹角相同。

在本实用新型的一些实施例中，相邻的所述喷孔沿所述弧形腔的纵切面夹角为35～45°。

在本实用新型的一些实施例中，所述喷孔与沿所述弧形腔的横切面的水平线夹角为155～165°。

附图说明

通过阅读下文优选实施例的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施例的目的，而并不认为是对本实用新型的限制。而且在整个附图中，用相同的附图标记表示相同的部件。在附图中：

图1示意性地示出了根据本实用新型实施例的发动机燃烧室的横切面方向的示意图；

图2示意性地示出了根据本实用新型实施例的发动机燃烧室的纵切面方向的示意图。

附图中各标号表示如下：

1：缸体；2：第一喷油管路；3：第二喷油管路；4：弧形腔。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

应理解的是，文中使用的术语仅出于描述特定示例实施例的目的，而无意于进行限制。除非上下文另外明确地指出，否则如文中使用的单数形式“一”、“一个”以及“所述”也可以表示包括复数形式。术语“包括”、“包含”、“含有”以及“具有”是包含性的，并且因此指明所陈述的特征、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但并不排除存在或者添加一个或多个其它特征、步骤、操作、元件、部件、和/或它们的组合。文中描述的方法步骤、过程、以及操作不解释为必须要求它们以所描述或说明的特定顺序执行，除非明确指出执行顺序。还应当理解，可以使用另外或者替代的步骤。

尽管可以在文中使用术语第一、第二、第三等来描述多个元件、部件、区域、层和/或部段，但是，这些元件、部件、区域、层和/或部段不应被这些术语所限制。这些术语可以仅用来将一个元件、部件、区域、层或部段与另一区域、层或部段区分开。除非上下文明确地指出，否则诸如“第一”、“第二”之类的术语以及其它数字术语在文中使用时并不暗示顺序或者次序。因此，以下讨论的第一元件、部件、区域、层或部段在不脱离示例实施例的教导的情况下可以被称作第二元件、部件、区域、层或部段。

为了便于描述，可以在文中使用空间相对关系术语来描述如图中示出的一个元件或者特征相对于另一元件或者特征的关系，这些相对关系术语例如为“内部”、“外部”、“内侧”、“外侧”、“下面”、“下方”、“上面”、“上方”等。这种空间相对关系术语意于包括除图中描绘的方位之外的在使用或者操作中装置的不同方位。例如，如果在图中的装置翻转，那么描述为“在其它元件或者特征下面”或者“在其它元件或者特征下方”的元件将随后定向为“在其它元件或者特征上面”或者“在其它元件或者特征上方”。因此，示例术语“在……下方”可以包括在上和在下的方位。装置可以另外定向(旋转90度或者在其它方向)并且文中使用的空间相对关系描述符相应地进行解释。

如图1和图2所示，图1将缸体1剖开，图2将缸体1垂直翻转后剖开。本实施例中的发动机燃烧室包括：缸体1、第一喷油管路2和第二喷油管路3；缸体1内设置有弧形腔4，第一喷油管路2和第二喷油管路3沿弧形腔4的横切面的周向设置；第一喷油管路2与第二喷油管路3的高度不平齐。

第一喷油管路2和第二喷油管路3沿弧形腔4的横切面的周向设置，第一喷油管路在喷油管路2与第二喷油管路3内逆向喷射，避免同侧喷射油束交叉。弧形腔4使可燃混合气在腔内循环流动，壁面局部浓区出现，热负荷更加均匀。第一喷油管路2与第二喷油管路3的高度不平齐，便于加工弧形腔4内表面形成圆周运动空间。双侧的两个喷油管路不在同一水平线上避免对置活塞的径向运动，平衡性也更强。弧形腔4呈不规则的椭圆形。

在本实用新型的一些实施例中，第一喷油管路2与第二喷油管路3之间沿弧形腔4的横切面方向采用多个弧形面，多个弧形面包括依次连接的第一弧形面、第二弧形面和第三弧形面，第一弧形面、第二弧形面和第三弧形面的半径逐渐增大，即r1小于r2小于r3。

设置弧形面，比原规则椭圆形凹坑只有一段弧形面能更好保证燃油碰壁后有足够的反弹和滑行效果。第一弧形面、第二弧形面和第三弧形面的半径逐渐增大与油束运动特点相匹配。

在本实用新型的一些实施例中，第一喷油管路2和第二喷油管路3沿弧形腔4的横切面的竖直方向上的高度差为8.5mm～9.5mm。

喷孔轴线与水平方向夹角a与两侧喷油器安装位置的高度差h相匹配，a/h＝17～18.5，设计值在这个范围是为了避免平行油束距离太近在高喷射压力下出现油束边缘的混合。

在本实用新型的一些实施例中，弧形腔4的横切面的最大长度dx与缸体1直径比值为0.7-0.8。该设计值主要影响弧形腔4内气流运动强度。

在本实用新型的一些实施例中，弧形腔4的纵切面的最大宽度d0与弧形腔4横切面的最大宽度dy的比值为1.1-1.25。弧形腔4的纵切面的最大宽度d0大于弧形腔4横切面的最大宽度dy，可以合理布置油束间隔角度。

两条平行线间距为d，dy/d＝1.15～1.35，该设计值主要是为匹配不同工况下高地喷射压力都有足够的油束扩散空间。

本实用新型还提供了一种发动机燃烧系统，包括上述所述的发动机燃烧室，还包括第一喷嘴和第二喷嘴，所述第一喷嘴设于所述第一喷油管路内，所述第二喷嘴设于所述第二喷油管路内。

在本实用新型的一些实施例中，第一喷嘴的喷射方向与第二喷嘴的喷射方向沿弧形腔4的横切面方向平行。

在本实用新型的一些实施例中，第一喷嘴和第二喷嘴上均设置有多个喷孔，多个相邻的喷孔沿弧形腔4的纵切面的夹角相同。

在本实用新型的一些实施例中，相邻的喷孔沿弧形腔4的纵切面夹角为35～45°。喷孔数一般为3，油束间隔角度b＝35～45°。

在本实用新型的一些实施例中，喷孔与沿弧形腔4的横切面的水平线夹角为155～165°。

本实用新型的发动机燃烧系统中，第一喷嘴和第二喷嘴的喷孔安装方向相反，两侧的第一喷嘴和第二喷嘴采用逆向喷射方式避免同侧喷射油束交叉问题；逆向喷射方向平行提升空间空气利用率；设计平滑的半椭圆形周向对称凹坑，有利于喷射燃油碰壁后的滑行运动，强化油气混合；椭圆形周向对称燃烧空间设计使可燃混合气在腔内循环流动，壁面局部浓区出现，热负荷更加均匀；双侧的喷嘴不在同一水平线上避免对置活塞的径向运动，平衡性也更强。

综上，本实用新型的发动机燃烧室中，第一喷油管路2和第二喷油管路3沿弧形腔4的横切面的周向设置，第一喷油管路2与第二喷油管路3逆向喷射，避免同侧喷射油束交叉。弧形腔4使可燃混合气在腔内循环流动，壁面局部浓区出现，热负荷更加均匀。第一喷油管路2与第二喷油管路3的高度不平齐，便于加工弧形腔4内表面形成圆周运动空间。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施例，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以权利要求的保护范围为准。