专利摘要

本发明公开了一种新型天然气发动机快速燃烧室，是在活塞的顶部设有一缩口坛形燃烧室空腔，所述空腔周向均布有六个等宽的弯导流斜槽；所述导流斜槽的底面为一与水平面之间呈15～18°夹角的倾斜面，所述导流斜槽包括两段直槽，两段直槽之间由一段圆弧弯槽相连，缩口相连的直槽与缩口半径方向夹角为60°，两段直槽之间的夹角为60°，当活塞运行至上止点附近时，引导挤流逆向冲进燃烧室，与燃烧室内的正向涡流发生碰撞，从而使大尺度涡流破碎，增加湍流强度进而提高火焰传播速度，用于解决稀燃或使用废气再循环的当量比燃烧的天然气发动机火焰传播速度慢所引起的燃烧持续期延长，后燃增加，排温高的问题，提高发动机热效率。

权利要求

1.一种新型天然气发动机快速燃烧室，其特征在于：

在活塞的顶部设有燃烧室空腔，沿所述燃烧室空腔周向均布有六个弯曲的导流斜槽；

所述燃烧室空腔为一缩口坛形，所述燃烧室空腔包括燃烧室顶部的缩口、燃烧室侧壁和燃烧室底平面，所述燃烧室侧壁为一坛形内表面；

所述燃烧室侧壁的母线是一斜线、第一圆弧线和第二圆弧线依次相切连接至所述燃烧室底平面的投影线为止的一条线，所述斜线与所述燃烧室的底平面的投影线之间的夹角为60°。

2.根据权利要求1所述新型天然气发动机快速燃烧室，其特征在于，所述导流斜槽的底面为一与水平面之间呈15～18°夹角的倾斜面，所述导流斜槽的两个侧面之间的距离为等距，所述导流斜槽的宽度为6～10mm，所述导流斜槽包括两段直槽，两段直槽之间由一段圆弧弯槽相连，其中一段直槽的中心线与缩口的轮廓相交于一点、且与过该点的半径方向呈60°夹角，两段直槽之间的夹角为60°，圆弧弯槽一侧面的半径为4～6mm，圆弧弯槽另一侧面的半径为8～10mm。

说明书

技术领域

本发明涉及一种适用于天然气发动机的快速燃烧室，特别是适用于稀薄燃烧或采用废气再循环的当量比燃烧天然气发动机中的应用。

背景技术

随着汽车保有量的增加，石油资源短缺及环境污染问题日益突出，积极发展替代能源的发动机高效清洁燃烧技术十分重要，在众多的替代能源中，天然气储量丰富，来源广泛，可有效缓解能源短，同时天然气自身辛烷值高，抗爆性好，且燃烧清洁几乎不产生碳烟，对于缓解城市空气污染问题十分有利。

目前重型商用天然气发动机多是在原柴油机基础上开发而来，由于天然气辛烷值高，火焰传播速度慢，原柴油机自身的燃烧室不能直接利用，必须重新设计，目前天然气发动机多采用稀燃及EGR，及高压缩比，来降低氮氧化物排放的同时保证其经济性，然而废气及稀释都将进一步降低天然气自身火焰传播速度，使其热效率下降甚至失火，因此为扩展其稀燃极限应增加缸内湍流加快火焰传播。

为实现天然气发动机超低排放，满足欧六排放法规，当量比燃烧结合三效催化器技术重新被重视，为避免当量比燃烧带来的过高热负荷及泵气损失，利用较高比例的EGR技术有待进一步开发，而为避免废气带来的火焰传播速度下降问题，同样需要增加缸内湍流强度。

燃烧室的设计对于缸内湍流强度影响明显，通过对燃烧室形状的设计及优化可实现缸内湍流强度的明显增加，提高火焰传播速度，进而改善天然气自身火焰传播速度慢的缺陷，对于开发具有更高动力性，经济性，满足更高排放要求的天然气发动机十分必要。

发明内容

本发明的目的在于为采用较高比例废气再循环的当量比燃烧天然气发动机提供一种快速燃烧室，增加缸内湍流强度，实现火焰快速传播，结合后处理实现超低排放的同时提高热效率，用于稀燃天然气发动机，火焰迅速传播可扩展发动机稳定运行稀限，配合高压缩比提高发动机热效率，从而实现天然气发动机良好的经济性及排放性能。

为了解决上述技术问题，本发明一种新型天然气发动机快速燃烧室，是在活塞的顶部设有燃烧室空腔，沿所述燃烧室空腔周向均布有六个弯曲的导流斜槽；所述燃烧室空腔为一缩口坛形，所述燃烧室空腔包括燃烧室顶部的缩口、燃烧室侧壁和燃烧室底平面，所述燃烧室侧壁为一坛形内表面；所述燃烧室侧壁的母线是一斜线、第一圆弧线和第二圆弧线依次相切连接至所述燃烧室底平面的投影线为止的一条线，所述斜线与所述燃烧室的底平面的投影线之间的夹角为60°。

本发明中，所述导流斜槽的底面为一与水平面之间呈15～18°夹角的倾斜面，所述导流斜槽的两个侧面之间的距离为等距，所述导流斜槽的宽度为6～10mm，所述导流斜槽包括两段直槽，两段直槽之间由一段圆弧弯槽相连，其中一段直槽的中心线与缩口的轮廓相交于一点、且与过该点的半径方向呈60°夹角，两段直槽之间的夹角为60°，圆弧弯槽一侧面的半径为4～6mm，圆弧弯槽另一侧面的半径为8～10mm。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明燃烧室的优势在于：当活塞运行至上止点附近时，将较强的挤流加以引导使其逆向冲进燃烧室，利用活塞运行至上止点附近所形成的较强挤流，通过弯曲的导流斜槽的引导逆向冲进燃烧室，与燃烧室内的大尺度涡流发生对撞，从而使大尺度涡流破碎，增加缸内湍流强度，增加湍流强度进而提高火焰传播速度，用于解决稀燃或使用废气再循环的当量比燃烧的天然气发动机存在的火焰传播速度慢，燃烧持续期延长，燃烧相位推迟，排温高的问题，提高发动机热效率。

附图说明

图1-1为本发明燃烧室的结构示意图；

图1-2是图1-1中A-A位置局部剖视图；

图1-3是图1-1中B-B位置局部剖视图；

图2为上止点附近燃烧室内部湍动能场及气流运动方向示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明作进一步详细地描述。

如图1-1、图1-2和图1-3所示，本发明一种新型天然气发动机快速燃烧室，将燃烧室设在活塞10的顶部，即在活塞10的顶部设有燃烧室空腔20，沿所述燃烧室空腔20的周向均布有六个弯曲的导流斜槽30。

所述燃烧室空腔20为一缩口坛形，所述燃烧室空腔20包括燃烧室顶部的缩口21、燃烧室侧壁22和燃烧室底平面23，所述燃烧室侧壁22为一坛形内表面。

所述燃烧室侧壁22的母线是一斜线25、第一圆弧线26和第二圆弧线27依次相切连接至所述燃烧室底平面23的投影线为止的一条线，所述斜线25与所述燃烧室底平面23的投影线之间的夹角为60°。

所述导流斜槽30的底面为一与水平面之间呈15～18°夹角的倾斜面，所述导流斜槽30的两个侧面之间的距离为等距，所述导流斜槽30的宽度K为6～10mm，所述导流斜槽30包括两段直槽31和32，两段直槽31和32之间由一段圆弧弯槽33相连，其中一段直槽32的中心线与缩口11的轮廓相交于一点、且与过该点的半径方向呈60°夹角，两段直槽31和32之间的夹角为60°，圆弧弯槽33一侧面的半径R1为6～8mm，圆弧弯槽33另一侧面的半径R2为8～10mm。

实施例：

本实施例燃烧室的几何特征如图1-1、图1-2和图1-3所示，设：发动机压缩比为12，活塞10的直径113mm，缩口坛形的燃烧室的缩口21的直径D1为56mm，缩口21的深度H为5mm，缩口21处的圆角半径24为8mm，连接缩口的斜面(母线中包括的斜线25绕旋转中心线旋转之后形成的)与燃烧室底平面23之间的夹角为60°，与该斜面紧接着的是以半径分别为15mm及5mm第一圆弧面(同理，由母线中包括的第一圆弧线26绕旋转中心线旋转之后形成的)和第二圆弧面(同理，由母线中包括的第二圆弧线27绕旋转中心线旋转之后形成的)顺次地与燃烧室底平面23相连接，燃烧室底平面23的直径为54.4mm。弯曲的导流斜槽30由两段直槽31和32及连接在两端直槽31和32之间的一段圆弧弯槽33组成，弯曲的导流斜槽30的底面是一倾斜面，即底面与水平面呈15°夹角，导流斜槽的宽度K为5mm，与缩口21直接相连并贯通的一段直槽32与缩口21的半径方向呈60°夹角，两段直槽之间的夹角为60°，圆弧弯槽的内侧的半径R1为4mm，圆弧弯槽的外侧的半径R2为9mm，圆弧弯槽33的圆心点O与燃烧室中心的径向距离为39.5mm，圆弧弯槽33的圆心点O与燃烧室中心的垂直径向距离为8.5mm，远离缩口21的一段直槽32的长度L为6mm。另外，本实施例中应保证燃烧室空腔与冷却油槽间的最小壁厚为8mm，燃烧室底部的最小壁厚为8mm。

柴油机采用螺旋进气道在进气压缩行程中产生顺时针旋转的涡流，当活塞运行至上止点附近时，气流被挤入燃烧室凹坑，为了更好对挤流加以利用，本发明中设计了均布的弯曲的导流斜槽，经过三维CFD计算优化并确定了弯曲角度，引导并使其逆向冲入缩口坛形燃烧室凹坑，与其中涡流发生碰撞，图2中示出了本实施例的内部湍动能场及气流运动方向，从中可见，将大尺度的涡流破碎为小尺度湍流，从而更好的利用挤流强度使其与燃烧室内的涡流实现有效耦合，增加缸内湍动能，提高火焰传播速度。

尽管上面结合图对本发明进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨的情况下，还可以作出很多变形，这些均属于本发明的保护之内。

一种新型天然气发动机快速燃烧室专利购买费用说明

Q：办理专利转让的流程及所需资料

A：专利权人变更需要办理著录项目变更手续，有代理机构的，变更手续应当由代理机构办理。

1：专利变更应当使用专利局统一制作的“著录项目变更申报书”提出。

2：按规定缴纳著录项目变更手续费。

3：同时提交相关证明文件原件。

4：专利权转移的，变更后的专利权人委托新专利代理机构的，应当提交变更后的全体专利申请人签字或者盖章的委托书。

Q:专利著录项目变更费用如何缴交

A：（1）直接到国家知识产权局受理大厅收费窗口缴纳,（2）通过代办处缴纳，（3）通过邮局或者银行汇款,更多缴纳方式

Q：专利转让变更，多久能出结果

A：著录项目变更请求书递交后，一般1-2个月左右就会收到通知，国家知识产权局会下达《转让手续合格通知书》。