一種直噴式柴油機(jī)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及發(fā)動(dòng)機(jī)領(lǐng)域，特別涉及一種直噴式柴油機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有的直噴式柴油機(jī)通常采用每個(gè)工作氣缸設(shè)置兩氣門(即一個(gè)進(jìn)氣門和一個(gè)排氣門)或者每個(gè)工作氣缸設(shè)置四氣門(即兩個(gè)進(jìn)氣門和兩個(gè)排氣門)的結(jié)構(gòu)。
[0003]兩氣門的直噴式柴油機(jī)的充氣效率差，并且柴油機(jī)的噴油器相對(duì)于氣缸和活塞的軸線偏置且傾斜，因此活塞頂內(nèi)的燃燒室必須偏置以使其大致位于噴油器的下方，燃燒室對(duì)于氣缸蓋渦流比參數(shù)較敏感，同時(shí)燃燒室內(nèi)的燃料/空氣混合物的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)相對(duì)于氣缸中心軸線不均勻且來(lái)自噴油器中不同噴射孔的燃料的噴射路徑的長(zhǎng)度通常是不同的，這導(dǎo)致空氣與燃油的混合不佳，柴油機(jī)的性能和排放水平較差。
[0004]四氣門直噴式柴油機(jī)的活塞燃燒室\噴油器與缸孔同軸定位，并且燃燒室的形狀各有不同。但是實(shí)際上很多燃燒室的形狀參數(shù)不理想，導(dǎo)致空氣和燃料的混合達(dá)不到最佳，燃料無(wú)法完全燃燒、燃燒效率低，污染物的排放水平不理想，燃燒室中碳煙顆粒水平很高，因此碳煙顆粒向大氣層的排放量只能通過(guò)成本昂貴的后處理來(lái)過(guò)濾到環(huán)保法規(guī)要求的水平，顯著提高了生產(chǎn)成本。并且，四氣門柴油機(jī)的氣缸蓋的鑄造工藝復(fù)雜，鼻梁區(qū)部位冷卻困難，影響氣缸蓋的熱疲勞壽命(尤其對(duì)于小缸徑的直噴式柴油機(jī))。
[0005]公開(kāi)于該【背景技術(shù)】部分的信息僅僅旨在增加對(duì)本實(shí)用新型的總體背景的理解，而不應(yīng)當(dāng)被視為承認(rèn)或以任何形式暗示該信息構(gòu)成已為本領(lǐng)域一般技術(shù)人員所公知的現(xiàn)有技術(shù)。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0006]本實(shí)用新型的目的在于提供一種直噴式柴油機(jī)，從而克服兩氣門柴油機(jī)的空氣和燃油混合不佳，以及四氣門柴油機(jī)無(wú)法完全燃燒以及氣缸蓋的熱疲勞壽命低的缺陷。
[0007]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供了一種直噴式柴油機(jī)，直噴式柴油機(jī)包括:多個(gè)氣缸，每個(gè)氣缸內(nèi)設(shè)有活塞，活塞的頂部設(shè)有關(guān)于活塞的軸線對(duì)稱的混合凹槽，混合凹槽的橫截面呈“ω”形狀，混合凹槽包括:徑向凸緣，徑向凸緣設(shè)置在混合凹槽的內(nèi)壁的中上部；下部凹槽，下部凹槽位于徑向凸緣的下方，下部凹槽的側(cè)壁由上而下包括上小下大的錐形部和弧部，錐形部自徑向凸緣向下延伸，下部凹槽的底部中心處設(shè)有凸臺(tái)，凸臺(tái)呈截頭圓錐狀，凸臺(tái)的頂面與錐形部的下端處于同一個(gè)水平面，弧部夾設(shè)在凸臺(tái)的底部與錐形部的下端之間；以及上部凹槽，上部凹槽位于徑向凸緣的上方，上部凸緣的直徑自徑向凸緣至活塞的頂面逐漸增大；以及氣缸蓋，氣缸蓋上設(shè)有與每個(gè)氣缸對(duì)應(yīng)的噴油器，噴油器的軸線與活塞的中心軸線重合，噴油器的端部均布多個(gè)噴油孔，多個(gè)噴油孔噴出的燃油射入下部凹槽內(nèi)；氣缸蓋上與每個(gè)氣缸對(duì)應(yīng)的部位設(shè)有兩個(gè)進(jìn)氣端口和一個(gè)排氣端口。
[0008]優(yōu)選地，上述技術(shù)方案中，多個(gè)噴油孔噴出的噴射方向形成的立體圓錐角為鈍角。
[0009]優(yōu)選地，上述技術(shù)方案中，上部凹槽的最大直徑是活塞的直徑的0.61?0.71倍，徑向凸緣的直徑是活塞的直徑的0.5?0.6倍，下部凹槽的最大直徑是活塞的直徑的0.56 ?0.60 倍。
[0010]優(yōu)選地，上述技術(shù)方案中，混合凹槽的最大深度是活塞的直徑的0.15?0.18倍，上部凹槽的的深度是活塞的直徑的0.02?0.05倍，凸臺(tái)的頂部與活塞的頂面的距離是活塞的直徑的0.05?0.09倍。
[0011]優(yōu)選地，上述技術(shù)方案中，凸臺(tái)的夾角為110°?130°。
[0012]優(yōu)選地，上述技術(shù)方案中，相鄰的進(jìn)氣端口之間以及相鄰的進(jìn)氣端口與排氣端口之間的區(qū)域形成鼻梁區(qū)，鼻梁區(qū)的寬度不小于7mm。
[0013]優(yōu)選地，上述技術(shù)方案中，氣缸蓋為單凸輪軸氣缸蓋。
[0014]優(yōu)選地，上述技術(shù)方案中，氣缸蓋為雙凸輪軸氣缸蓋。
[0015]優(yōu)選地，上述技術(shù)方案中，氣缸蓋面向活塞的表面是平坦的。
[0016]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有如下有益效果:
[0017]相對(duì)于兩氣門柴油機(jī)，本實(shí)用新型提高了氣缸的充氣效率，同時(shí)通過(guò)混合凹槽的形狀尺寸參數(shù)來(lái)優(yōu)化燃燒室，從而改善柴油機(jī)的燃燒，有效提高發(fā)動(dòng)機(jī)性能和排放水平；三氣門的設(shè)置在一定程度上簡(jiǎn)化了氣缸蓋水腔的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，確保熱負(fù)荷最大的氣門鼻梁區(qū)有足夠的空間布置冷卻通道，降低了生產(chǎn)成本的同時(shí)減少了制造難度和制造成本，并減少了一定數(shù)量的零部件。
【附圖說(shuō)明】
[0018]圖1是根據(jù)本實(shí)用新型的直噴式柴油機(jī)的氣缸和氣缸蓋的截面圖。
[0019]圖2是根據(jù)本實(shí)用新型的氣缸蓋的底面的局部圖。
[0020]圖3是根據(jù)本實(shí)用新型的活塞的剖面圖。
[0021]主要附圖標(biāo)記說(shuō)明:
[0022]1-氣缸蓋，2-噴油器，3-氣缸壁，4-活塞，5-混合凹槽，6_燃燒室，7_氣缸蓋底面，8-進(jìn)氣端口，9-排氣端口，10-中心軸線，11-鼻梁區(qū)，12-噴油器端口，13-凸臺(tái)，14-上部凹槽，15-下部凹槽，16-徑向凸緣。
【具體實(shí)施方式】
[0023]下面結(jié)合附圖，對(duì)本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行詳細(xì)描述，但應(yīng)當(dāng)理解本實(shí)用新型的保護(hù)范圍并不受【具體實(shí)施方式】的限制。
[0024]除非另有其它明確表示，否則在整個(gè)說(shuō)明書和權(quán)利要求書中，術(shù)語(yǔ)“包括”或其變換如“包含”或“包括有”等等將被理解為包括所陳述的元件或組成部分，而并未排除其它元件或其它組成部分。
[0025]如圖1所示，根據(jù)本實(shí)用新型【具體實(shí)施方式】的直噴式柴油機(jī)包括氣缸蓋I和多個(gè)氣缸，每個(gè)氣缸內(nèi)設(shè)置有活塞4，活塞4在氣缸內(nèi)往復(fù)運(yùn)動(dòng)。每個(gè)氣缸的燃燒室由內(nèi)部帶有冷卻水套的氣缸壁3、氣缸蓋底面7以及活塞4的頂部形成。
[0026]如圖1和3所示，活塞4的頂部設(shè)有關(guān)于活塞4的軸線對(duì)稱的混合凹槽5。混合凹槽的內(nèi)壁的中上部設(shè)有徑向凸緣16，徑向凸緣16的直徑為混合凹槽5的最小直徑。徑向凸緣16將混合凹槽5分隔成上部凹槽14和下部凹槽15。
[0027]下部凹槽15的側(cè)壁由上而下包括上小下大的錐形部和弧部，錐形部自徑向凸緣16向下延伸。下部凹槽15的底部的中心處設(shè)有凸臺(tái)13，凸臺(tái)13呈截頭圓錐狀，凸臺(tái)13的頂面與錐形部的下端處于同一個(gè)水平面。弧部夾設(shè)在凸臺(tái)13的底部與錐形部的下端之間。上部凹槽14的直徑自徑向凸緣16至活塞4的頂面逐漸增大，上部凹槽14的上邊緣與活塞4的外圓柱面之間存在一定的距離。
[0028]優(yōu)選地，如圖3所示，設(shè)定活塞4的直徑為D，上部凹槽14的最大直徑Dl為0.61D?0.71D，下部凹槽15最大直徑