阅读说明：本技术 一种点燃式二冲程重油缸内直喷发动机燃烧室 (Ignition type two-stroke heavy oil direct injection engine combustion chamber in cylinder ) 是由 黎艺文 邓宇 李涛 于 2019-09-30 设计创作，主要内容包括：本发明涉及发动机技术领域,具体公开了一种点燃式二冲程重油缸内直喷发动机燃烧室,包括：喷油腔、一侧与喷油腔相连通的点火腔、活塞顶部与燃烧室底部之间的中间腔,第一安装孔,第二安装孔以及与点火腔的另一侧联通的过渡腔。本发明通过将燃烧室设计成由高到低的曲面结构,使气缸压缩空气的时候在燃烧室中形成空气湍流,不仅提高了重油油雾与空气之间的结合效果,并且也提高了燃烧室内的空气流动性,加快了燃烧时火焰的传播速度,并且使空气湍流在火花塞的主燃孔处汇聚,减少了主燃孔处的积碳；还将燃烧室设在气缸盖内,不仅加快了空气湍流的形成时间,提升了燃烧室的燃烧效率,而且还减轻了活塞的转动惯量,提升了发动机的整体性能。(The invention relates to the technical field of engines, and particularly discloses a combustion chamber of a spark-ignition two-stroke heavy oil direct injection engine in a cylinder, which comprises: the ignition device comprises an oil injection cavity, an ignition cavity, a middle cavity, a first mounting hole, a second mounting hole and a transition cavity, wherein one side of the ignition cavity is communicated with the oil injection cavity, the middle cavity is arranged between the top of a piston and the bottom of a combustion chamber, and the transition cavity is communicated with the other side of the ignition cavity. According to the invention, the combustion chamber is designed into a curved surface structure from high to low, so that air turbulence is formed in the combustion chamber when the air cylinder compresses air, the combination effect between heavy oil mist and air is improved, the air fluidity in the combustion chamber is also improved, the propagation speed of flame during combustion is accelerated, the air turbulence is converged at the main combustion hole of the spark plug, and carbon deposition at the main combustion hole is reduced; the combustion chamber is arranged in the cylinder cover, so that the forming time of air turbulence is shortened, the combustion efficiency of the combustion chamber is improved, the rotational inertia of the piston is reduced, and the overall performance of the engine is improved.)

一种点燃式二冲程重油缸内直喷发动机燃烧室

技术领域

本发明属于发动机技术领域，特别涉及一种点燃式二冲程重油缸内直喷发动机燃烧室。

背景技术

火花点燃式活塞发动机,特别是二冲程发动机,因机械结构简单、效率高、重量轻、升功率大等优点,在军事特种车辆和航空的中、小型无人直升机等领域有比较广泛的应用。与汽油相比,重油的闪点高,具有较好的使用安全性,易于运输;但其在燃烧时火焰传播的速度较低、抗爆性较差,而爆震是火花点燃式发动机上的一种非正常燃烧现象,严重时会影响其动力输出、增大燃油消耗,甚至发生发动机重要零部件损坏的现象。并且由于空气的流动性差，常规的燃烧室在燃烧的过程中，火花塞的点火处很容易形成积碳，致使火花塞损坏，严重影响发动机的点火性能。特别对于重油燃烧时火焰传播速度低这一特点，燃烧室中获得较高的空气流动性就及其重要。

发明内容

本发明的目的在于提供一种点燃式二冲程重油缸内直喷发动机燃烧室，从而克服由于燃烧室内的空气流动性差所造成重油发动机燃烧时的火焰传播速度差，易产生爆震的缺陷；并且还克服了由于燃烧室内的空气流动性差所造成火花塞的主燃孔易积碳的缺陷。

为实现上述目的，本发明提供了一种点燃式二冲程重油缸内直喷发动机燃烧室，包括：喷油腔，其设于发动机缸盖中，所述喷油腔的腔壁为曲面且腔口朝下，所述喷油腔的顶部设有第一安装孔，辅助气计量喷射阀以喷口朝下的方式安装于所述第一安装孔中；点火腔，其设于发动机缸盖中，所述点火腔的一侧与所述喷油腔相连通，所述点火腔的腔壁为曲面且腔口朝下，所述点火腔的顶部对称设有两个第二安装孔，火花塞以主燃孔朝下的方式安装于所述第二安装孔中；所述点火腔腔内的最大高度低于所述喷油腔腔内的最大高度；以及中间腔，其为发动机活塞达到上止点时，活塞顶部与燃烧室的底部所形成的区域。

优选的，上述技术方案中，所述点火腔的另一侧还设有过渡腔，该过渡腔与所述点火腔相互连通，所述过渡腔的腔壁为曲面且腔口朝下，腔内的最大高度低于所述点火腔的最大高度。

优选的，上述技术方案中，两个所述第二安装孔的轴线相互相交且交点落在所述点火腔内。

优选的，上述技术方案中，两个所述第二安装孔的轴线相交的夹角为30度到320度。

优选的，上述技术方案中，所述第一安装孔的轴线与水平面之间的夹角为15度到150度。

优选的，上述技术方案中，所述点火腔的高度与长度的比值为1~1.5，所述点火腔的长度与宽度的比值为2~5，所述点火腔的宽度与高度的比值为1.5~3。

优选的，上述技术方案中，所述喷油腔的长度与高度的比值为2~4，所述喷油腔的长度与宽度的比值为1~2，所述喷油腔的宽度与高度的比值为1~3。

优选的，上述技术方案中，所述中间腔的厚度为0.5mm到1.2mm。

优选的，上述技术方案中，所述中间腔的直径与厚度的比值为3~10。

与现有的技术相比，本发明具有如下有益效果：

1. 本发明中的喷油腔，点火腔以及过渡腔均为曲面结构，且高度依次降低，当活塞进行气体压缩时，在整个燃烧室中形成多个滚流区，提升了燃烧室内的滚流比，使重油与空气充分混合，从而提高了重油的燃烧速度，削弱了爆震现象。

2. 本发明中的喷油腔，点火腔以及过渡腔均设于发动机的缸盖中，不仅能够第一时间在火花塞点火处形成湍流，而且还避免了活塞为了设置燃烧室而增加厚度，降低了活塞的转动惯量。

3. 燃烧室内部形成的空气湍流在点火腔处汇聚，且火花塞的主燃孔处的空气流速增大，使得主燃孔处不易形成积碳。

附图说明

图1是本发明点燃式二冲程重油缸内直喷发动机燃烧室的腔体结构图。

图2是燃烧室主视方向的湍流流向示意图。

图3是燃烧室俯视方向的湍流流向示意图。

主要附图标记说明：

1-喷油腔，2-第一安装孔，3-点火腔，4-第二安装孔，5-中间腔，6-过渡腔。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。

如图1所示，该实施例中的一种点燃式二冲程重油缸内直喷发动机燃烧室，包括：喷油腔1，第一安装孔2，点火腔3，第二安装孔4，中间腔5以及过渡腔6。喷油腔1设在发动机缸盖中，腔壁为曲面，腔口朝下开设在发动机缸盖与缸体的安装面上；喷油腔1的长度与高度的比值为2~4，长度与宽度的比值为1~2，宽度与高度的比值为1~3；在喷油腔1的顶部开有第一安装孔2，辅助气计量喷射阀以喷口朝下的方式安装于第一安装孔2中，并且安装孔2的轴线与水平面之间的夹角（辅助气计量喷射阀的安装角度）为15度到150度。点火腔2设在发动机缸盖中，腔壁为曲面，腔口朝下开设在发动机缸盖与缸体的安装面上，点火腔3的一侧与喷油腔1相连通，并且点火腔3的腔内最大高度低于喷油腔1的腔内最大高度；点火腔3的高度与长度的比值为1~1.5，长度与宽度的比值为2~5，宽度与高度的比值为1.5~3；点火腔3的顶部对称设有两个第二安装孔4，火花塞以主燃孔朝下的方式安装于第二安装孔3中，两个二安装孔4的轴线相交的夹角（火花塞的安装角度）为30度到320度。中间腔5为发动机活塞达到上止点时，活塞顶部与燃烧室的底部所形成的区域，中间腔5的厚度为0.5mm到1.2mm，直径与厚度的比值为3~10。过渡腔6设于点火腔3的另一侧，且与点火腔3相连通，过渡腔6的腔壁为曲面且腔口朝下，腔内的最大高度低于点火腔3的最大高度。

接下来，对该实施例中的点燃式二冲程重油缸内直喷发动机燃烧室工作原理进行详细说明，以使本领域技术人员更了解本发明：

1.如图2和图3所示，当发动机的活塞压缩空气时，由于燃烧室内部的结构为由高到低的曲面构造，因此从喷油腔1到过渡腔6的方向上会形成如图2中所示的气体湍流，在每个腔体内部又会形成由中心到两侧滚动的气体湍流，但是每股气体湍流都会在两个火花塞的主燃孔处聚集。

2.由于燃烧室设在发动机缸盖上，因此当活塞开始向上运动压缩气体时（即中间腔5的高度由最大开始回收时），燃烧室内的气体湍流就会形成，因此提升了湍流形成的效率。

3.辅助气重油计量喷射阀将重油的雾化气体喷射到燃烧室中，被湍流带到火花塞的主燃孔处汇聚，同时良好的气体流动性又能够使油雾与空气充分混合；当火花塞点燃油雾混合气时，由于空气的流动速度决定着的燃烧火焰传播速度，因此湍流使空气的流速加快，从而也加快了油雾被点燃后的火焰传播速度，进而消减了爆燃现象，也能够使油雾充分燃烧，减缓积碳的产生。

4.由于空气湍流能够在火花塞的主燃孔处聚集，因此该处的空气流动性也最好，主燃孔不断受到气流的冲击，从而不易形成积碳。

综上所述，本发明通过将燃烧室设计成由高到低的曲面结构，使气缸压缩空气的时候在燃烧室中形成空气湍流，不仅提高了重油油雾与空气之间的结合效果，并且也提高了燃烧室内的空气流动性，加快了燃烧时火焰的传播速度，并且使空气湍流在火花塞的主燃孔处汇聚，减少了主燃孔处的积碳；还将燃烧室设在气缸盖内，不仅加快了空气湍流的形成时间，提升了燃烧室的燃烧效率，而且还减轻了活塞的转动惯量，提升了发动机的整体性能。

前述对本发明的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想将本发明限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的技术人员能够实现并利用本发明的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。本发明的范围意在由权利要求书及其等同形式所限定。