一种适用于对置活塞单侧喷油的心形燃烧室的制作方法

1.本发明属于内燃机燃烧技术领域，具体涉及一种适用于对置活塞单侧喷油的心形燃烧室。


背景技术：

2.内燃机因能量密度高、燃料易获取、热效率高、功率范围覆盖广等优势，未来相当长一段时间内仍将是车用动力以及移动式发电设备的主要选择。与传统内燃机不同，对置活塞二冲程发动机取消了缸盖以及气门结构，将两个对置活塞布置于同一气缸内，使得整机在紧凑性、功重比以及运行平稳性等方面都得到了较大幅度地提升，具有良好的应用前景。但由于喷油嘴只能从气缸壁面方向深入缸内，导致其缸内的油气混合与燃烧过程存在着燃油扩散混合困难、燃烧效率低等问题，同时也容易因造成机油稀释而引起润滑问题。因此，有必要通过合理的燃烧室设计改善发动机缸内燃油喷雾的发展趋势，进而提升对置活塞发动机的性能指标。


技术实现要素：

3.本发明提供一种适用于对置活塞单侧喷油的心形燃烧室，要解决的技术问题是：解决缸内的油气混合与燃烧过程存在的燃油扩散混合困难、燃烧效率低的问题，还解决了因造成机油稀释而引起润滑问题。
4.为了解决以上技术问题，本发明提供了一种适用于对置活塞单侧喷油的心形燃烧室，其特征在于：包括喷油嘴(1)、进气侧活塞(3)和排气侧活塞(5)，所述喷油嘴(1)位于气缸侧壁，其头部伸入到气缸内，所述喷油嘴(1)两侧分别设有进气侧活塞(3)和排气侧活塞(5)，所述进气侧活塞(3)和排气侧活塞(5)二者对称设置，进气侧活塞(3)位于气缸进气侧，所述排气侧活塞(5)位于气缸排气侧；所述喷油嘴(1)喷射出的燃油喷雾向进气侧活塞(3)和排气侧活塞(5)方向发展，呈现出双排的特征，使喷雾落点位于活塞顶平面的燃烧室凹坑内。
5.有益效果：本发明所设计的燃油喷雾呈现出双排的结构特点，分别喷射向进气侧活塞和排气侧活塞，通过活塞顶面上的导流坡和导流脊诱导燃油的发展方向，促进其与空气充分混合；并在活塞顶面上设计占位坡面，减少喷油嘴出口周边的有害容积，进一步提升燃烧室内的空气利用率，从而达到提升对置活塞发动机缸内油气混合质量以及燃烧放热效率的目标。具体优点如下：
6.(1)本发明所述的一种适用于对置活塞单侧喷油的心形燃烧室，通过所设计单侧喷油嘴的喷孔角度，使其喷射出的燃油喷雾呈现出双排的结构特点，并分别喷射向进气侧活塞和排气侧活塞，可使喷雾落点位于活塞顶平面的燃烧室凹坑内，降低了燃油喷雾直接碰撞到气缸壁面的可能性，能够有效避免因机油稀释而引起的润滑问题。
7.(2)本发明所述的一种适用于对置活塞单侧喷油的心形燃烧室，通过活塞顶上的导流脊结构，迫使喷油嘴轴线方向上的燃油喷雾分流，可以促进燃油喷雾在燃烧室凹坑内
的扩散混合与燃烧。
8.(3)本发明所述的一种适用于对置活塞单侧喷油的心形燃烧室，通过活塞顶上的导流坡结构，可诱导燃油喷雾向气缸轴向方向发展，可以促进两侧活塞顶平面所围成空间内的油气混合与燃烧。
9.(4)本发明所述的一种适用于对置活塞单侧喷油的心形燃烧室，通过活塞顶上的占位坡面结构，可以有效改善喷油嘴出口附近由于燃油过于密集而造成的空气利用率低的问题，进而可以提升整个燃烧室内的空气利用率。
附图说明
10.图1为本发明实施例所述整体结构示意图；
11.图2为本发明实施例所述整体结构的剖视图；
12.图3为本发明实施例所述喷油嘴的中心平面俯视图。
13.附图标记说明：
14.1、喷油嘴；2、进气侧燃油喷雾；3、进气侧活塞；4、排气侧燃油喷雾；5、排气侧活塞；6、进气侧活塞喷油嘴避让坑；7、进气侧活塞导流脊；8、进气侧活塞导流坡；9、进气侧活塞占位坡面；10、排气侧活塞导流脊；11、排气侧活塞导流坡；12、排气侧活塞占位坡面；13、排气侧活塞喷油嘴避让坑。
具体实施方式
15.为使本发明的目的、内容和优点更加清楚，下面对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。
16.本发明提出的一种适用于对置活塞单侧喷油的心形燃烧室，包括喷油嘴1、进气侧活塞3和排气侧活塞5，所述喷油嘴1的绝大部分位于气缸侧壁内，只有喷油嘴头部伸入到气缸内，喷油嘴头部设有喷孔，所喷射出的燃油喷雾向两侧活塞方向发展，形成进气侧燃油喷雾2和排气侧燃油喷雾4，燃油喷雾呈现出双排的特征，即喷向某一侧活塞的所有喷雾的中心线处于同一平面内。
17.所述喷油嘴1两端分别设有进气侧活塞3、排气侧活塞5，所述进气侧活塞3、排气侧活塞5二者对称设置，进气侧活塞3位于气缸进气侧，所述排气侧活塞5位于气缸排气侧。
18.所述进气侧活塞3的顶上设有进气侧活塞导流脊7、进气侧活塞导流坡8、进气侧活塞占位坡面9和进气侧活塞喷油嘴避让坑6，所述进气侧活塞导流脊7位于远离喷油嘴1的活塞顶上，沿喷油嘴1轴线对称，所述进气侧活塞导流坡8位于进气侧活塞导流脊7的两侧，进气侧活塞导流坡8上各点的法线与活塞顶面法线的夹角均为锐角，所述进气侧活塞占位坡面9位于靠近喷油嘴1的活塞顶上，沿喷油嘴1轴线对称，并且其靠近喷油嘴1的一端与活塞顶平面的距离更小，所述进气侧活塞喷油嘴避让坑6位于活塞的外侧，并与占位坡面相连。
19.所述排气侧活塞5的顶上设有排气侧活塞导流脊10、排气侧活塞导流坡11、排气侧活塞占位坡面12和排气侧活塞喷油嘴避让坑13，所述排气侧活塞导流脊10位于远离喷油嘴1的活塞顶上，沿喷油嘴1轴线对称，所述排气侧活塞导流坡11位于排气侧活塞导流脊10的两侧，排气侧活塞导流坡11上各点的法线与活塞顶面法线的夹角均为锐角，所述排气侧活塞占位坡面12位于靠近喷油嘴的活塞顶上，沿喷油嘴1轴线对称，并且其靠近喷油嘴1的一
端与活塞顶平面的距离更小，所述排气侧活塞喷油嘴避让坑13位于活塞的外侧，并与占位坡面相连。
20.通过设计喷油嘴1的喷孔角度，使其喷射出的燃油喷雾呈现出双排的结构特点，并分别喷射向进气侧活塞3和排气侧活塞5，可使喷雾落点位于活塞顶平面的燃烧室凹坑内，降低了燃油喷雾直接碰撞到气缸壁面的可能性，能够有效避免因机油稀释而引起的润滑问题；通过进气侧活塞导流脊7和排气侧活塞导流脊10引导喷油嘴1轴线方向上的燃油喷雾分流，促进燃油喷雾在燃烧室凹坑内的扩散混合与燃烧；通过进气侧活塞导流坡8和排气侧活塞导流坡11诱导燃油喷雾向气缸轴向方向发展，可以促进两侧活塞顶平面所围成空间内的油气混合与燃烧；通过进气侧活塞占位坡面9和排气侧活塞占位坡面12可以有效改善喷油嘴出口附近由于燃油过于密集而造成的空气利用率低的问题，进而可以提升整个燃烧室内的空气利用率。
21.综上，本发明所述的适用于对置活塞单侧喷油的心形燃烧室，通过采用导流脊、导流坡和占位坡面的活塞顶部结构设计，并使用可实现双排燃油喷雾的喷油嘴，可促进燃油在活塞顶部凹坑内以及两侧活塞所围成空间内的扩散混合，从而能够有效改善对置活塞发动机缸内的油气混合质量与燃烧效率。


技术特征：
1.一种适用于对置活塞单侧喷油的心形燃烧室，其特征在于：包括喷油嘴(1)、进气侧活塞(3)和排气侧活塞(5)，所述喷油嘴(1)位于气缸侧壁，其头部伸入到气缸内，所述喷油嘴(1)两侧分别设有进气侧活塞(3)和排气侧活塞(5)，所述进气侧活塞(3)和排气侧活塞(5)二者对称设置，进气侧活塞(3)位于气缸进气侧，所述排气侧活塞(5)位于气缸排气侧；所述喷油嘴(1)喷射出的燃油喷雾向进气侧活塞(3)和排气侧活塞(5)方向发展，呈现出双排的特征，使喷雾落点位于活塞顶平面的燃烧室凹坑内。2.根据权利要求1所述的一种适用于对置活塞单侧喷油的心形燃烧室，其特征在于：喷油嘴喷向某一侧活塞的所有喷雾油束的中心线处于同一平面内。3.根据权利要求1所述的一种适用于对置活塞单侧喷油的心形燃烧室，其特征在于：所述进气侧活塞3的顶上设有进气侧活塞导流脊7、进气侧活塞导流坡8所述进气侧活塞导流脊7位于远离喷油嘴1的活塞顶上，沿喷油嘴1轴线对称，所述进气侧活塞导流坡8位于进气侧活塞导流脊7的两侧，进气侧活塞导流坡8上各点的法线与活塞顶面法线的夹角均为锐角。4.根据权利要求3所述的一种适用于对置活塞单侧喷油的心形燃烧室，其特征在于：所述进气侧活塞3的顶上还设有进气侧活塞占位坡面9，所述进气侧活塞占位坡面9位于靠近喷油嘴1的活塞顶上，沿喷油嘴1轴线对称，并且其靠近喷油嘴1的一端与活塞顶平面的距离更小。5.根据权利要求4所述的一种适用于对置活塞单侧喷油的心形燃烧室，其特征在于：所述进气侧活塞3的顶上的外侧设有进气侧活塞喷油嘴避让坑6，并与进气侧活塞占位坡面相连。6.根据权利要求1-5任一项所述的一种适用于对置活塞单侧喷油的心形燃烧室，其特征在于：所述排气侧活塞5的顶上设有排气侧活塞导流脊10、排气侧活塞导流坡11，所述排气侧活塞导流脊10位于远离喷油嘴1的活塞顶上，沿喷油嘴1轴线对称，所述排气侧活塞导流坡11位于排气侧活塞导流脊10的两侧。7.根据权利要求6所述的一种适用于对置活塞单侧喷油的心形燃烧室，其特征在于：排气侧活塞导流坡11上各点的法线与活塞顶面法线的夹角均为锐角。8.根据权利要求6所述的一种适用于对置活塞单侧喷油的心形燃烧室，其特征在于：所述排气侧活塞5上还设有排气侧活塞占位坡面12，位于靠近喷油嘴的排气侧活塞顶上，沿喷油嘴1轴线对称，并且其靠近喷油嘴1的一端与活塞顶平面的距离更小。9.根据权利要求8所述的一种适用于对置活塞单侧喷油的心形燃烧室，其特征在于：排气侧活塞的外侧还设有与排气侧活塞占位坡面相连的排气侧活塞喷油嘴避让坑。10.根据权利要求1所述的一种适用于对置活塞单侧喷油的心形燃烧室，其特征在于：通过设计喷油嘴1的喷孔角度，使其喷射出的燃油喷雾呈现出双排的结构。

技术总结
本发明涉及一种适用于对置活塞单侧喷油的心形燃烧室，包括喷油嘴、进气侧活塞和排气侧活塞，所述喷油嘴两侧分别设有进气侧活塞和排气侧活塞，进气侧活塞与排气侧活塞的顶部均设有导流脊、导流坡、占位坡面以及喷油嘴避让坑等结构，通过导流脊结构，迫使喷油嘴轴线方向上的燃油喷雾分流，可以促进燃油喷雾在燃烧室凹坑内的扩散混合与燃烧；通过导流坡结构，可诱导燃油喷雾向气缸轴向方向发展，可以促进两侧活塞顶平面所围成空间内的油气混合与燃烧；通过占位坡面结构，可以有效改善喷油嘴出口附近由于燃油过于密集而造成的空气利用率低的问题，进而提升整个燃烧室内的空气利用率。率。率。


技术研发人员：白洪林 郝彩凤 张丛 郭瑾朋 朱伟青 刘金龙 曹如楼 李超凡 车凯凯
受保护的技术使用者：中国北方发动机研究所（天津）
技术研发日：2022.12.29
技术公布日：2023/5/24