本發(fā)明涉及一種高效低排放的柴油機(jī)燃燒室。

背景技術(shù)：

傳統(tǒng)柴油機(jī)ω形燃燒室始終存在著油耗和NOx的矛盾關(guān)系，兩者很難同時(shí)降低。面對(duì)未來越來越嚴(yán)格的排放法規(guī)，解決這種矛盾關(guān)系變得越來越緊迫。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種能夠同時(shí)降低油耗和NOx及碳煙排放的柴油機(jī)燃燒室，通過燃燒室結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)柴油機(jī)燃燒各個(gè)階段的單獨(dú)控制，從而合理控制混合及放熱速率來達(dá)到高效低排放的目的。

本發(fā)明的技術(shù)方案是，結(jié)合附圖：

一種柴油機(jī)燃燒室，包括唇口區(qū)1、與唇口區(qū)相接且向燃燒室內(nèi)部延伸的燃油撞壁導(dǎo)流區(qū)2以及與燃油撞壁導(dǎo)流區(qū)2相接且向燃燒室內(nèi)部凸起的凸臺(tái)節(jié)流區(qū)3。唇口區(qū)1采用雙唇口結(jié)構(gòu)，能夠更加合理利用燃燒室凹坑內(nèi)外部空氣，降低因高溫區(qū)集中分布導(dǎo)致的NOx生成量。燃油撞壁導(dǎo)流區(qū)2的縮口直徑D2＝0.56～0.68D，凹坑直徑D3＝0.59～0.72D，其中D為柴油機(jī)缸徑，且凹坑縮口率D2/D3＝0.94～0.96，其具有較小的縮口直徑和較大的凹坑直徑以形成較明顯的縮口特征，能夠在抑制前期燃燒放熱的同時(shí)加強(qiáng)凹坑內(nèi)部油氣混合，加快中期燃燒放熱速率，從而保證整個(gè)燃燒的高效性。凸臺(tái)節(jié)流區(qū)3由中心凸臺(tái)4和節(jié)流脊5組成，中心凸臺(tái)4的斜邊與燃油撞壁導(dǎo)流區(qū)2的凹坑底部過渡處倒角形成節(jié)流脊5，該結(jié)構(gòu)能夠抑制后期燃燒速度，降低燃燒后期NOx生成速率，同時(shí)減少燃燒室內(nèi)的無效容積，提高壓縮比。

進(jìn)一步地，所述唇口區(qū)中唇口直徑D1＝0.66～0.81D，唇口高度H1＝0.027～0.033D，唇口傾角α1＝8～12°，其中D為柴油機(jī)缸徑。

進(jìn)一步地，所述燃油撞壁導(dǎo)流區(qū)中凹坑深度H2＝0.15～0.18D，其中D為柴油機(jī)缸徑。

進(jìn)一步地，所述凸臺(tái)節(jié)流區(qū)的中心凸臺(tái)的高度H3＝0.045～0.055D，頂角α2＝145～155°；節(jié)流脊5的倒角半徑R＝0.046～0.056D，其中D為柴油機(jī)缸徑。

本發(fā)明通過燃燒室結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)柴油機(jī)燃燒各個(gè)階段的單獨(dú)控制，降低前期燃燒速率以抑制前期NOx的生成，加快中期燃燒速率以保證整個(gè)燃燒過程的高效性，降低后期燃燒速率從而抑制后期NOx生成，最終實(shí)現(xiàn)保證高效燃燒的基礎(chǔ)上降低NOx和碳煙排放量的目的。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的柴油機(jī)燃燒室結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本發(fā)明的柴油機(jī)燃燒室結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方案

以下結(jié)合附圖和實(shí)施例詳細(xì)介紹本發(fā)明的技術(shù)方案：

一種柴油機(jī)燃燒室，燃燒室形狀如圖1所示，包括唇口區(qū)1、與唇口區(qū)相接且向燃燒室內(nèi)部延伸的燃油撞壁導(dǎo)流區(qū)2以及與燃油撞壁導(dǎo)流區(qū)2相接且向燃燒室內(nèi)部凸起的凸臺(tái)節(jié)流區(qū)3。凸臺(tái)節(jié)流區(qū)3由中心凸臺(tái)4和節(jié)流脊5組成，中心凸臺(tái)4的斜邊與燃油撞壁導(dǎo)流區(qū)2的凹坑底部過渡處倒角形成節(jié)流脊5。

如圖2所示，唇口區(qū)1采用雙唇口結(jié)構(gòu)，唇口直徑D1＝0.66～0.81D，唇口高度H1＝0.027～0.033D，唇口傾角α1＝8～12°。在燃油撞壁導(dǎo)流區(qū)2中，縮口直徑D2＝0.56～0.68D，凹坑直徑D3＝0.59～0.72D，且凹坑縮口率D2/D3＝0.94～0.96，凹坑深度H2＝0.15～0.18D。在凸臺(tái)節(jié)流區(qū)3處，中心凸臺(tái)4的高度H3＝0.045～0.055D，頂角α2＝145～155°，節(jié)流脊5處的倒角半徑R＝0.046～0.056D，其中D為柴油機(jī)缸徑。

唇口區(qū)1采用雙唇口結(jié)構(gòu)，能夠更加合理利用燃燒室凹坑內(nèi)外部空氣，降低因高溫區(qū)集中分布導(dǎo)致的NOx生成量。燃油撞壁導(dǎo)流區(qū)2具有較小的縮口直徑和較大的凹坑直徑以形成較明顯的縮口特征，能夠在抑制前期燃燒放熱的同時(shí)加強(qiáng)凹坑內(nèi)部油氣混合，加快中期燃燒放熱速率，從而保證整個(gè)燃燒的高效性。中心凸臺(tái)4的斜邊與凹坑底部過渡處倒角形成節(jié)流脊5，該結(jié)構(gòu)能夠抑制后期燃燒速度，降低燃燒后期NOx生成速率，同時(shí)減少燃燒室內(nèi)的無效容積，提高壓縮比。最終，該燃燒室達(dá)到高效低排放的效果。

實(shí)施例1

如圖2所示，柴油機(jī)燃燒室D1＝72mm，H1＝2.94mm，α1＝10°，D2＝61mm，D3＝64mm，H2＝16.5mm，H3＝5mm，α2＝150°，R＝5mm。

該設(shè)計(jì)方案經(jīng)過流體動(dòng)力學(xué)計(jì)算，與原機(jī)燃燒室相比，相同油耗下，A100工況NOx降低11％，碳煙降低75％。