一种柴油机和车辆的制作方法

1.本实用新型涉及车辆技术领域，更具体地说，涉及一种柴油机和车辆。


背景技术：

2.喷油器是负责给柴油发动机气缸内燃烧室提供燃油的装置，当输入的燃油压力达到一定条件时，喷油器器体内的针阀开启将燃油喷入缸内。如图1所示，现有技术中的柴油机包括喷油器10、喷油器衬套11、气缸盖20、气缸套21、活塞22、气缸垫23等结构，且喷油器的喷油器中心轴线与气缸中心线重合，喷油器安装在燃烧室的正中心顶部位置。如图2所示，喷油器上的喷油孔100沿喷油器的中心轴线周向均布。
3.为了减少零部件数量、提高结构可靠性，部分四冲程柴油机采取了加大进、排气门的阀盘直径，减少气门数量的方式，来保持柴油机缸内进排气能力的一致。但在进、排气门的阀盘直径增加后，气缸盖火力面气缸的中心区域位置被占用，导致喷油器无法做到在气缸中心布置。例如四冲程柴油机中将原本的2进气门2排气门变更为1进气门1排气门，为保证进排气过程的流通能力，将进、排气门阀盘直径进行了加大，会导致原本喷油器的安装位置被占用，而喷油器的位置又会影响到柴油机的燃油消耗率等问题。
4.因此，如何在不影响柴油机的燃油消耗率的前提下，解决在进、排气门阀盘直径加大后喷油器的空间布局问题，成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。


技术实现要素：

5.有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种柴油机，以在不影响柴油机的燃油消耗率的前提下，解决在进、排气门阀盘直径加大后喷油器的空间布局问题。
6.本实用新型的另一目的在于提供一种车辆，该车辆具有上述的柴油机。
7.为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：
8.一种柴油机，包括：
9.气缸，包括燃烧室，所述燃烧室包括活塞顶燃烧室壁面；
10.喷油器，设置于所述气缸上，且所述喷油器的喷油部伸入所述燃烧室内，所述喷油器的轴线与所述气缸的中心线的夹角为第一夹角，所述第一夹角大于0
°
且小于90
°
，所述喷油部设置有喷油孔，所述喷油孔至少包括第一喷油孔和第二喷油孔，沿喷油方向，所述第一喷油孔较所述第二喷油孔靠近所述活塞顶燃烧室壁面，且所述第一喷油孔的孔径小于所述第二喷油孔的孔径。
11.优选地，在上述的柴油机中，各个所述喷油孔布置于同一平面上，且各个所述喷油孔所在的平面与所述喷油器的轴线之间的夹角为第二夹角，所述第二夹角大于0
°
且小于90
°
。
12.优选地，在上述的柴油机中，各个所述喷油孔所在的平面与所述气缸的中心线之间的夹角为直角。
13.优选地，在上述的柴油机中，所述喷油孔还包括第三喷油孔，沿喷油方向，所述第
三喷油孔较所述第一喷油孔远离所述活塞顶燃烧室壁面，且较所述第二喷油孔靠近所述活塞顶燃烧室壁面，所述第三喷油孔的孔径大于所述第一喷油孔的孔径，且小于所述第二喷油孔的孔径。
14.优选地，在上述的柴油机中，所述第二喷油孔的孔径较所述第三喷油孔的孔径增大10％～20％。
15.优选地，在上述的柴油机中，所述第一喷油孔的孔径较所述第三喷油孔的孔径缩小10％～20％。
16.优选地，在上述的柴油机中，所述第一喷油孔的数量为m个，所述第三喷油孔的数量为n个，所述第二喷油孔的数量为y个，m≥2，n≥2，y≥2。
17.优选地，在上述的柴油机中，各个所述第一喷油孔的孔径相同或与沿喷油方向，到所述活塞顶燃烧室壁面的距离呈反比；和/或，
18.各个所述第二喷油孔的孔径相同或与沿喷油方向，到所述活塞顶燃烧室壁面的距离呈反比；和/或，
19.各个所述第三喷油孔的孔径相同或与沿喷油方向，到所述活塞顶燃烧室壁面的距离呈反比。
20.优选地，在上述的柴油机中，每个所述气缸对应的进气门数量和排气门数量均为1个。
21.一种车辆，包括上述的柴油机。
22.本实用新型提供的柴油机包括气缸和喷油器。气缸包括用于进行燃烧的燃烧室，燃烧室包括活塞顶燃烧室壁面。喷油器设置于气缸上，且喷油器的喷油部伸入燃烧室内，喷油器的轴线与气缸的中心线的夹角为第一夹角，第一夹角大于0
°
且小于90
°
，即喷油器相对于气缸倾斜一定角度布置。喷油部设置有多个喷油孔，喷油孔至少包括第一喷油孔和第二喷油孔，沿喷油方向，第一喷油孔较第二喷油孔靠近活塞顶燃烧室壁面，且第一喷油孔的孔径小于第二喷油孔的孔径，即靠近活塞顶燃烧室壁面的喷油孔孔径更小。
23.相较于现有技术，本实用新型提供的柴油机的喷油器的中心轴线相对于气缸的中心轴线倾斜布置，在减少进、排气门数量而增大进、排气门阀盘直径情况下解决了喷油器的空间布局问题。同时通过调整喷油孔的相对大小，使得有碰壁风险的喷油孔孔径较小，在减小喷油量和油束贯穿距离的同时，还能改善燃油的雾化；无碰壁风险的其它喷油孔孔径较大，增加喷油量的同时，确保气缸内燃烧所需的油量，避免了由于喷油孔相对喷油器的轴线偏心布置，而导致的柴油机燃油消耗率高和烟度大的问题，提高了经济效益，同时有助于环境保护的改善。
附图说明
24.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
25.图1为现有的柴油机的局部结构示意图；
26.图2为现有的喷油器的喷油孔相对气缸的位置示意图；
27.图3为本实用新型实施例公开的柴油机的局部结构示意图；
28.图4为本实用新型实施例公开的柴油机的喷油器油束分布图；
29.图5为本实用新型公开的喷油器的喷油孔相对气缸的位置示意图。
30.其中，10为喷油器，11为喷油器衬套，20为气缸盖，21为气缸套，22为活塞，23为气缸垫，100为喷油孔，101为为喷油孔，102为喷油孔，103为喷油孔，104为喷油孔，105为喷油孔，106为喷油孔，107为喷油孔，108为喷油孔，109为喷油孔，110为喷油孔，111为喷油孔。
具体实施方式
31.本实用新型的核心在于公开一种柴油机，以在不影响柴油机的燃油消耗率的前提下，解决在进、排气门阀盘直径加大后喷油器的空间布局问题。
32.本实用新型的另一核心在于公开一种车辆，该车辆具有上述的柴油机。
33.以下，参照附图对实施例进行说明。此外，下面所示的实施例不对权利要求所记载的实用新型内容起任何限定作用。另外，下面实施例所表示的构成的全部内容不限于作为权利要求所记载的实用新型的解决方案所必需的。
34.结合图3～图5，本实用新型实施例公开的柴油机包括气缸和喷油器。气缸包括用于进行燃烧的燃烧室，燃烧室包括活塞顶燃烧室壁面。喷油器10设置于气缸上，且喷油器10的喷油部伸入燃烧室内，喷油器10的轴线与气缸的中心线的夹角为第一夹角，第一夹角大于0
°
且小于90
°
，即喷油器10相对于气缸倾斜一定角度布置。喷油部设置有多个喷油孔，喷油孔至少包括第一喷油孔和第二喷油孔，沿喷油方向，第一喷油孔较第二喷油孔靠近活塞顶燃烧室壁面，且第一喷油孔的孔径小于第二喷油孔的孔径，即靠近活塞顶燃烧室壁面的喷油孔孔径更小。
35.相较于现有技术，本实用新型实施例公开的柴油机的喷油器10的中心轴线相对于气缸的中心轴线倾斜布置，在减少进、排气门数量而增大进、排气门阀盘直径情况下解决了喷油器的空间布局问题。同时通过调整喷油孔的相对大小，使得有碰壁风险的喷油孔孔径较小，在减小喷油量和油束贯穿距离的同时，还能改善燃油的雾化；无碰壁风险的其它喷油孔孔径较大，增加喷油量的同时，确保气缸内燃烧所需的油量，避免了由于喷油孔相对喷油器10的轴线偏心布置，而导致的柴油机燃油消耗率高和烟度大的问题，提高了经济效益，同时有助于环境保护的改善。
36.需要说明的是，喷油器10可以偏离气缸的中心线一段距离布置，使喷油器10设置有喷油孔的一端远离气缸盖20的中心，以进一步对进、排气门进行避让。
37.在本实用新型公开的一具体的实施例中，各个喷油孔布置于同一平面上，且各个喷油孔所在的平面与喷油器10的轴线之间的夹角为第二夹角，第二夹角大于0
°
且小于90
°
。
38.为了进一步使各个喷油孔均匀喷射燃油，各个喷油孔所在的平面与气缸的中心线的夹角为直角，使得各个喷油孔均处于同一高度，同时避开与气门驱动零部件的干涉。
39.需要说明的是，结合图5，喷油孔相对于气缸中心的偏心距α也可自行设置。偏心布置的各个喷油孔到活塞顶燃烧室壁面的距离不同，偏心一侧的距离较短，容易造成燃油喷射过程中油束与活塞壁面碰撞。
40.如图4和图5所示，为了规避油束的碰壁问题，对各个喷油孔单独分析其风险，设置不同的孔径，距离活塞燃烧室壁面较远的喷油孔(例如喷油孔106)，可加大其孔径和喷油
量；距离活塞燃烧室壁面较近的喷油孔(例如喷油孔101和喷油孔111)，可减小其孔径和喷油量，最终确保所有喷油孔的喷油总量以及喷油持续期与原状态一样，以免因油量不足导致的功率下降和因喷油持续期拉长导致的经济性指标恶化等问题。
41.进一步地，喷油孔还包括第三喷油孔，沿喷油方向，第三喷油孔较第一喷油孔远离活塞顶燃烧室壁面，且较第二喷油孔靠近活塞顶燃烧室壁面；第三喷油孔的孔径大于第一喷油孔的孔径，且小于第二喷油孔的孔径。
42.具体地，第二喷油孔的孔径可以较第三喷油孔的孔径增大10％～20％，第一喷油孔的孔径可以较第三喷油孔的孔径缩小10％～20％，第一喷油孔的数量为m个，第三喷油孔的数量为n个，第二喷油孔的数量为y个，且m≥2，n≥2，y≥2。
43.在本实用新型公开的一具体的实施例中，喷油器10设置于喷油器衬套11内，喷油器衬套11设置于气缸盖20上，气缸套21内设置有活塞22，气缸套21和气缸套21之间设置有气缸垫23。结合图5，第一喷油孔(喷油孔101、喷油孔102、喷油孔103、喷油孔109、喷油孔110和喷油孔111)的数量为6个，第三喷油孔(喷油孔108和喷油孔104)的数量为2个，第二喷油孔(喷油孔105、喷油孔106和喷油孔107)的数量为3个。第二喷油孔的孔径较第三喷油孔的孔径增大15％，第一喷油孔的孔径较第三喷油孔的孔径缩小12％。
44.为了进一步提高燃油喷射效果，各个第一喷油孔的孔径相同或与沿喷油方向，到活塞顶燃烧室壁面的距离呈反比；各个第二喷油孔的孔径相同或与沿喷油方向，到活塞顶燃烧室壁面的距离呈反比；各个第三喷油孔的孔径相同或与沿喷油方向，到活塞顶燃烧室壁面的距离呈反比。
45.为了减少进、排气门及其相关驱动零部件的数量，解决气门等运动部件的磨损问题，提高结构的可靠性，每个气缸对应的进气门和排气门数量可均为1个，且为保证进排气过程的流通能力，可将进排气门的阀盘直径进行加大，喷油器10的斜插式布置方式可避免由于喷油器10的安装位置被进、排气门占用，而无法布置的影响。
46.本领域技术人员可以理解的是，喷油器10的斜插式布置方式对喷油器安装位置的偏心距α、与气缸中心线的夹角(第一夹角)，以及喷油孔参数的设置和活塞燃烧室型线的匹配等要求极为严格，需做好结构和燃烧方面的匹配计算，设计合理的相关参数。
47.本实用新型实施例公开的车辆包括上述的柴油机，所以同样具有上述优点，在此不再赘述。
48.本实用新型的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”和“第二”等是用于区别不同的对象，而不是用于描述特定的顺序。此外术语“包括”和“具有”以及他们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有设定于已列出的步骤或单元，而是可包括没有列出的步骤或单元。
49.对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

技术特征：
1.一种柴油机，其特征在于，包括：气缸，包括燃烧室，所述燃烧室包括活塞顶燃烧室壁面；喷油器(10)，设置于所述气缸上，且所述喷油器(10)的喷油部伸入所述燃烧室内，所述喷油器(10)的轴线与所述气缸的中心线的夹角为第一夹角，所述第一夹角大于0
°
且小于90
°
，所述喷油部设置有喷油孔，所述喷油孔至少包括第一喷油孔和第二喷油孔，沿喷油方向，所述第一喷油孔较所述第二喷油孔靠近所述活塞顶燃烧室壁面，且所述第一喷油孔的孔径小于所述第二喷油孔的孔径。2.如权利要求1所述的柴油机，其特征在于，各个所述喷油孔布置于同一平面上，且各个所述喷油孔所在的平面与所述喷油器(10)的轴线之间的夹角为第二夹角，所述第二夹角大于0
°
且小于90
°
。3.如权利要求2所述的柴油机，其特征在于，各个所述喷油孔所在的平面与所述气缸的中心线之间的夹角为直角。4.如权利要求1所述的柴油机，其特征在于，所述喷油孔还包括第三喷油孔，沿喷油方向，所述第三喷油孔较所述第一喷油孔远离所述活塞顶燃烧室壁面，且较所述第二喷油孔靠近所述活塞顶燃烧室壁面，所述第三喷油孔的孔径大于所述第一喷油孔的孔径，且小于所述第二喷油孔的孔径。5.如权利要求4所述的柴油机，其特征在于，所述第二喷油孔的孔径较所述第三喷油孔的孔径增大10％～20％。6.如权利要求4所述的柴油机，其特征在于，所述第一喷油孔的孔径较所述第三喷油孔的孔径缩小10％～20％。7.如权利要求4所述的柴油机，其特征在于，所述第一喷油孔的数量为m个，所述第三喷油孔的数量为n个，所述第二喷油孔的数量为y个，m≥2，n≥2，y≥2。8.如权利要求7所述的柴油机，其特征在于，各个所述第一喷油孔的孔径相同或与沿喷油方向，到所述活塞顶燃烧室壁面的距离呈反比；和/或，各个所述第二喷油孔的孔径相同或与沿喷油方向，到所述活塞顶燃烧室壁面的距离呈反比；和/或，各个所述第三喷油孔的孔径相同或与沿喷油方向，到所述活塞顶燃烧室壁面的距离呈反比。9.如权利要求1～8任意一项所述的柴油机，其特征在于，每个所述气缸对应的进气门数量和排气门数量均为1个。10.一种车辆，其特征在于，包括如权利要求1～8任一项所述的柴油机。

技术总结
本实用新型公开的柴油机包括气缸和喷油器。气缸包括用于进行燃烧的燃烧室，燃烧室包括活塞顶燃烧室壁面。喷油器设置于气缸上，且喷油器的喷油部伸入燃烧室内，喷油器的轴线与气缸的中心线的夹角为第一夹角，即喷油器相对于气缸倾斜一定角度布置。喷油部设置有多个喷油孔，喷油孔至少包括第一喷油孔和第二喷油孔，沿喷油方向，第一喷油孔较第二喷油孔靠近活塞顶燃烧室壁面，且第一喷油孔的孔径小于第二喷油孔的孔径。本实用新型公开的柴油机在增大进、排气门阀盘直径情况下解决了喷油器的空间布局问题，同时通过调整喷油孔的相对大小，避免了由于喷油孔相对喷油器的轴线偏心布置，而导致的柴油机燃油消耗率高和烟度大的问题。而导致的柴油机燃油消耗率高和烟度大的问题。而导致的柴油机燃油消耗率高和烟度大的问题。


技术研发人员：朱涛 朱娜 和晓锋
受保护的技术使用者：重庆潍柴发动机有限公司
技术研发日：2023.01.31
技术公布日：2023/5/14