阅读说明：本技术 一种高湍流气体机燃烧室 (High-turbulence gas engine combustion chamber ) 是由 徐敏 马磊 余光建 田城 陈欢 胡晶晶 于 2020-04-28 设计创作，主要内容包括：本发明涉及发动机领域,尤其涉及一种高湍流气体机燃烧室。高湍流气体机燃烧室,包括由活塞的顶面向活塞内部延伸的燃烧室,所述燃烧室包括位于燃烧室顶面的顶面开口、位于燃烧室上部的喉口、位于燃烧室下部的侧壁和位于燃烧室底部的底面；所述喉口包括沿轴向方向的喉口上边缘、喉口下边缘和过渡连接喉口上边缘和喉口下边缘的环状弧形凸起以及沿径向方向的喉口开口部；所述侧壁从侧壁底部逐渐向内收缩至喉口处形成缩口型燃烧室,所述喉口开口部形状为椭圆形,且所述底面为椭圆形状的平底面。通过改进喉口开口部和底面的形状引导大尺度流动偏离运动轨迹形成撞击效应,提高大尺度流动破碎形成湍流的比例。(The invention relates to the field of engines, in particular to a high-turbulence gas engine combustion chamber. The high-turbulence gas engine combustion chamber comprises a combustion chamber extending from the top surface of a piston to the interior of the piston, wherein the combustion chamber comprises a top surface opening positioned on the top surface of the combustion chamber, a throat positioned on the upper part of the combustion chamber, a side wall positioned on the lower part of the combustion chamber and a bottom surface positioned on the bottom of the combustion chamber; the throat comprises a throat upper edge, a throat lower edge, an annular arc bulge and a throat opening part, wherein the throat upper edge and the throat lower edge are arranged along the axial direction, the annular arc bulge is in transition connection with the throat upper edge and the throat lower edge, and the throat opening part is arranged along the radial direction; the side wall gradually shrinks inwards from the bottom of the side wall to the throat to form a throat-type combustion chamber, the shape of the opening part of the throat is oval, and the bottom surface is an oval flat bottom surface. The impact effect is formed by improving the shapes of the opening part and the bottom surface of the throat opening to guide the large-scale flow to deviate from the motion track, and the proportion of the large-scale flow to be broken and form turbulent flow is improved.)

一种高湍流气体机燃烧室

技术领域

本发明涉及发动机领域，尤其涉及一种高湍流气体机燃烧室。

背景技术

目前，气体机活塞燃烧室主要为直筒型活塞燃烧室，其进气涡流及压缩涡流都比较弱，导致其燃烧滚流及湍流强度低，油气混合不充分，燃烧质量不理想。为了使燃气在燃烧室内快速充分地燃烧，研究者尝试通过缩口方式增大活塞挤流面积，强化缸内流动，提高湍动能，加快燃烧速度，如申请号为201520598758.X的中国实用新型专利公开的一种气体机的活塞的燃烧室，本体的口部设有自本体的侧壁向本体的中心处突出的喉口圆角，使得本体的口部相对于下部形成缩口，使发动机的燃气在燃烧室内燃烧时，受喉口圆角的引导，燃气喷射至燃烧室底部后，靠底部的圆弧状凹坑卷动造成较强的挤流效果，但是研究者发现燃气在圆形的腔室内无法有效破碎形成湍流，不能充分发挥缩口方式增加缸内湍动能和加快燃烧速度的作用。

发明内容

为了解决以上问题，本发明的目的是提供一种高湍流气体机燃烧室，通过改进喉口开口部和底面的形状引导大尺度流动偏离运动轨迹形成撞击效应，提高大尺度流动破碎形成湍流的比例。

为实现上述目的，本发明所设计的高湍流气体机燃烧室，包括由活塞的顶面向活塞内部延伸的燃烧室，所述燃烧室包括位于燃烧室顶面的顶面开口、位于燃烧室上部的喉口、位于燃烧室下部的侧壁和位于燃烧室底部的底面；所述喉口包括沿轴向方向的喉口上边缘、喉口下边缘和过渡连接喉口上边缘和喉口下边缘的环状弧形凸起以及沿径向方向的喉口开口部；所述侧壁从侧壁底部逐渐向内收缩至喉口处形成缩口型燃烧室，所述喉口开口部形状为椭圆形，且所述底面为椭圆形状的平底面。

作为优选方案，所述燃烧室的中心轴线与活塞中心轴线重合。

作为优选方案，所述喉口开口部中心和底面的中心均在活塞中心轴线上，且喉口开口部椭圆度大于或等于底面的椭圆度。

作为优选方案，所述喉口开口部的长轴是短轴的1.2～4倍；所述底面的长轴是短轴的1.2～4倍。

作为优选方案，所述侧壁的纵截面为从下至上向活塞中心轴线方向倾斜的直线形状。

作为优选方案，所述燃烧室还包括过渡连接侧壁底部边缘与底面边缘的底面过渡圆弧，所述底面过渡圆弧的纵截面为圆角形状，所述底面过渡圆弧的圆角半径为10～100mm。

作为优选方案，所述燃烧室还包括过渡连接喉口上边缘与顶面开口的开口过渡圆弧，所述开口过渡圆弧的纵截面为圆角形状，所述开口过渡圆弧的圆角半径为10～50mm。

作为优选方案，所述环状弧形凸起的纵截面为圆角形状，所述环状弧形凸起的圆角半径为5～30mm。

本发明的优点在于：相比于申请号为201520598758.X的缩口型燃烧室，本发明高湍流气体机燃烧室通过改进喉口开口部和底面的形状引导大尺度流动偏离运动轨迹形成撞击效应，提高大尺度流动破碎形成湍流的比例，进而提高缸内湍动能强度，加快燃烧速度。

附图说明

图1为实施例1中高湍流气体机燃烧室设置在活塞顶面的立体结构示意图；

图2为图1的俯视图；

图3为图2中A-A的剖视图；

图4为图2中B-B的剖视图；

图5为图4中I部分的放大图；

图6为实施例2中高湍流气体机燃烧室设置在活塞顶面的立体结构示意图；

图7为图6的的俯视图；

图中各部件标号如下：活塞1、燃烧室2、顶面开口3、喉口4、喉口上边缘41、喉口下边缘42、环状弧形凸起43、喉口开口部44、长轴44b、短轴44a、底面5、底面过渡圆弧6、侧壁7、开口过渡圆弧8、活塞中心轴线o。

具体实施方式

为更好地理解本发明，以下将结合附图和具体实例对发明进行详细的说明。

实施例1

结合图1所示，本实施例的高湍流气体机燃烧室包括由活塞1的顶面向活塞1的内部延伸的燃烧室2，燃烧室2具有中心轴线，其中心轴线与活塞中心轴线o重合，结合图3和图4所示，燃烧室2从上至下依次包括顶面开口3、喉口4、侧壁7、底面5；结合图5所示，喉口4包括轴线喉口上边缘41、喉口下边缘42以及过渡连接喉口上边缘41和喉口下边缘42的环状弧形凸起43以及径向的喉口开口部 44，环状弧形凸起43的纵截面为圆角形状，环状弧形凸起43的圆角半径为10mm，结合图2所示，喉口开口部44的形状为椭圆形。

结合图1和图5所示，顶面开口3通过开口过渡圆弧8与喉口上边缘41连接，开口过渡圆弧8的圆角半径为30mm，喉口下边缘42 与侧壁7连接，侧壁7的纵截面为从下至上的方向逐渐向活塞中心轴线o方向倾斜的直线型侧壁，使燃烧室2的上部相对于下部向内收缩形成缩口型燃烧室2，侧壁7的底部边缘与底面5的边缘通过底面过渡圆弧6过渡连接，底面过渡圆弧6的纵截面为圆角形状，底面过渡圆弧6的圆角半径为50mm，结合图2所示，燃烧室2的底面5为椭圆形平底面，底面5的椭圆度和喉口开口部44的椭圆度相同，且喉口开口部44中心和底面5的中心均在活塞中心轴线o上，底面5和喉口开口部44的长轴44b的长度是短轴44a长度的2倍。

相比于现有的气体活塞燃烧室，本实施例的高湍流气体机燃烧室具有的优点为：

1，本发明将喉口开口部的形状和底面的形状均设计为椭圆形，能够引导大尺度流动偏离运动轨迹形成撞击效应，提高大尺度流动破碎形成湍流的比例，提高湍动能强度，加快缸内燃烧速度。

2，本发明通过缩口方式增加活塞挤流面积，提高缸内挤流强度，通过小空间内挤流破碎形成高强度湍流，提高燃烧速度。

实施例2

结合图5和图6所示，实施例2和实施例1的区别在于喉口开口部椭圆度大于底面5的椭圆度，喉口开口部44的长轴44b的长度是短轴44a长度的2倍，底面5的长轴的长度是短轴长度的1.2倍。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。