一种对置活塞二冲程柴油机卷流燃烧系统的制作方法

本发明涉及内燃机技术领域，更具体的涉及一种对置活塞二冲程柴油机卷流燃烧系统。

背景技术：

当前内燃机工业的发展主要是以节能为中心，充分兼顾排放和可靠性要求，从而实现内燃机性能的全面提高。内燃机燃烧消耗的石油燃料占石油消耗总量的60％以上，而因燃烧矿物燃料所产生的CO、HC和NOx的排放量几乎50％来自于内燃机。当前世界各国在内燃机的研究过程中，着重于内燃机结构的高紧凑性、高升功率密度、低油耗及低排放，在这样的研究趋势下，对置活塞二冲程发动机以其结构紧凑、功率密度高和平衡性好等优势被逐渐重视。

与目前车船常用动力的四冲程发动机相比，对置活塞二冲程发动机取消了气缸和气门结构，对置活塞布置于同一气缸，具有功率密度高、传热损失小、平衡性好等优点，随着现代科技和电控技术的发展，对置活塞二冲程发动机与传统的二冲程发动机相比在排放问题上得到了很大的提高。

对置活塞二冲程柴油机取消了传统的气缸盖结构，燃烧室由对置活塞顶面组成，喷油器采用在气缸侧壁布置的形式，缸内气流运动主要依靠扫气口的流通特性和燃烧结构形式进行组织，气缸体侧壁布置喷油器的结构形式，与传统的四冲程柴油机相比，其喷射中心由活塞轴线方向变为径向方向，油束喷射距离变长，因此燃烧室形状必须予以考虑。此外，燃烧室形状对缸内油气混合与燃烧具有重要的影响，一方面影响缸内流场的分布，另一方面影响燃油破碎和燃烧过程的组织。

现有的对置二冲程柴油机多大使用带凹坑的活塞顶，加工简单，制造成本低，但是双喷油器对置喷射的工作方式在燃烧室内形成了相向运动的燃油油束，容易造成燃油喷雾的碰撞，而使得油束在燃烧室内的小液滴重新形成大液滴，不利于燃油液滴的破碎蒸发及与空气的快速混合。

技术实现要素：

本发明提供一种对置活塞二冲程柴油机卷流燃烧系统，使喷油器喷射的油束通过与燃烧室内的卷流导向结构发生碰撞，扩大燃油在燃烧室内的分布范围，避免对置喷油器喷射造成的燃油喷雾碰撞，提高油气混合质量，改善柴油机的动力性、经济性和排放性能。

具体的，本发明提供的对置活塞二冲程柴油机卷流燃烧系统，包括：

气缸体、气缸体的两端分别设有左侧排气口和右侧排气口，气缸体中心的缸体侧壁上布置有第一喷油器和第二喷油器；

气缸体中心和左侧排气口之间布置有能够在气缸体内做往复运动的左侧活塞，气缸体中心和右侧排气口之间布置有能够在气缸体内做往复运动的右侧活塞，左侧活塞的顶面和右侧活塞的顶面相对；

左侧活塞和右侧活塞的端部均设有至少两个凹坑结构，任一相邻的两个凹坑结构相接处形成卷流导向结构，左侧活塞的顶面边缘设有第一喷油器避让凹槽，右侧活塞的顶面边缘设有第二喷油器避让凹槽，第一喷油器避让凹槽和第二喷油器避让凹槽分别与对应活塞上的卷流导向结构相对设置。

优选的，左侧活塞和右侧活塞的端部均设有两个凹坑结构，两个凹坑结构一端相连接处形成卷流导向结构，另一端与左侧活塞或右侧活塞的顶面边缘延伸曲面相连接处也形成卷流导向结构，两个凹坑结构形成ω燃烧室结构，ω燃烧室结构与左侧活塞或右侧活塞的横截面平行。

优选的，左侧活塞和右侧活塞的端部均设有两个凹坑结构，两个凹坑结构层叠设置形成ω燃烧室结构，两个凹坑结构相连接处形成卷流导向结构，ω燃烧室结构与左侧活塞或右侧活塞的横截面垂直。

本发明具有以下有益效果：

(1)本发明的对置活塞二冲程柴油机卷流燃烧系统的燃烧室结构可以形成油束的卷流，扩大油气混合区域，提高燃烧室内空气利用率，加速油气混合。

(2)该形式燃烧室能够实现改善柴油机经济性和动力性。

(3)组成燃烧室的对置活塞顶面采用部分ω燃烧室结构和卷流导向组合结构，活塞顶面侧壁上有凹槽，避免在内止点附近与喷油器发生干涉。

(4)喷油器对置布置在气缸套中部的侧壁位置，为避免燃油油束的干涉，二者在布置上错开一定距离，为了实现燃油油束的卷流，喷油器的布置须配合活塞顶面的卷流导向结构设计，对置的喷油器可以成一定夹角布置。

(5)喷油器喷孔喷射出的燃油撞击卷流导向结构时，油束向导向结构两侧扩散，加速燃烧室内油气混合，提高可燃混合气质量和燃烧效率，改善柴油机的动力性、经济性和排放性能。

附图说明

为了更清楚地说明本发明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发明的一些实施例，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。

图1是本发明提供的对置活塞二冲程柴油机卷流燃烧系统整体结构示意图；

图2是本发明提供的对置活塞二冲程柴油机卷流燃烧系统卷流类型Ⅰ活塞示意图；

图3是本发明提供的对置活塞二冲程柴油机卷流燃烧系统卷流类型Ⅰ活塞与喷油器示意图；

图4是本发明提供的对置活塞二冲程柴油机卷流燃烧系统卷流类型Ⅱ活塞示意图；

图5是本发明提供的对置活塞二冲程柴油机卷流燃烧系统卷流类型Ⅱ活塞与喷油器示意图。

附图标记说明：

1-左侧排气口，2-气缸体，3-左侧活塞，4-第一喷油器，5-右侧活塞，6-右侧排气口，7-第二喷油器，9-凹坑结构，10-卷流导向结构。

具体实施方式

下面将结合本发明的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

如图1结合图2和图3所示，示例性的示出了本发明提供的对置活塞二冲程柴油机卷流燃烧系统，该燃烧系统主要包括：气缸体2、气缸体2的两端分别设有左侧排气口1和右侧排气口6，气缸体2中心的缸体侧壁上布置有第一喷油器4和第二喷油器7；左侧排气口1和右侧排气口6用于气缸体2内空气的输送和排出；第一喷油器4和第二喷油器7分布在气缸体2中心的缸体侧壁上，能够保证燃油在较短的时间内喷入气缸，并在点火时刻形成均匀混合器，优选的采用多孔双喷射结构进行燃油喷射，第一喷油器4和第二喷油器7根据发动机循环定时、定量的将高压燃油喷入气缸体2。

气缸体2中心和左侧排气口1之间布置有能够在气缸体2内做往复运动的左侧活塞3，气缸体2中心和右侧排气口6之间布置有能够在气缸体2内做往复运动的右侧活塞5，左侧活塞3的顶面和右侧活塞5的顶面相对。

左侧活塞3和右侧活塞5的端部均设有两个凹坑结构9，两个凹坑结构9一端相连接处形成卷流导向结构10，另一端与左侧活塞3或右侧活塞5的顶面边缘延伸曲面相连接处也形成卷流导向结构10，左侧活塞3的顶面边缘设有第一喷油器避让凹槽，右侧活塞5的顶面边缘设有第二喷油器避让凹槽，第一喷油器避让凹槽和第二喷油器避让凹槽分别与对应活塞上的卷流导向结构10相对设置，两个凹坑结构9形成ω燃烧室结构，ω燃烧室结构与左侧活塞3或右侧活塞5的横截面平行；第一喷油器避让凹槽与第二喷油器避让凹槽能够使活塞运动到达内止点位置时避免与喷油器产生干涉；两个凹坑结构9形成ω燃烧室结构结合卷流导向结构10能够使第一喷油器4和第二喷油器7喷射出的油束与卷流导向结构10撞击后，使得油束向卷流导向结构10两侧的凹坑结构9中扩散，实现了燃油油束的卷流，扩大油气混合区域，避免对置喷射油液的干涉，提高油气混合速度，在不改变压缩比的情况下，提高了空气的利用率，提升了对置活塞二冲程柴油机油气混合效果，改善柴油机性能指标。

实施例2

如图1结合图4和图5所示，示例性的示出了本发明提供的对置活塞二冲程柴油机卷流燃烧系统，该燃烧系统主要包括：气缸体2、气缸体2的两端分别设有左侧排气口1和右侧排气口6，气缸体2中心的缸体侧壁上布置有第一喷油器4和第二喷油器7；左侧排气口1和右侧排气口6用于气缸体2内空气的输送和排出；第一喷油器4和第二喷油器7分布在气缸体2中心的缸体侧壁上，能够保证燃油在较短的时间内喷入气缸，并在点火时刻形成均匀混合器，优选的采用多孔双喷射结构进行燃油喷射，第一喷油器4和第二喷油器7根据发动机循环定时、定量的将高压燃油喷入气缸体2。

气缸体2中心和左侧排气口1之间布置有能够在气缸体2内做往复运动的左侧活塞3，气缸体2中心和右侧排气口6之间布置有能够在气缸体2内做往复运动的右侧活塞5，左侧活塞3的顶面和右侧活塞5的顶面相对。

左侧活塞3和右侧活塞5的端部均设有两个凹坑结构9，两个凹坑结构9层叠设置形成ω燃烧室结构，两个凹坑结构9相连接处形成卷流导向结构10，ω燃烧室结构与左侧活塞3或右侧活塞5的横截面垂直，左侧活塞3的顶面边缘设有第一喷油器避让凹槽，右侧活塞5的顶面边缘设有第二喷油器避让凹槽，第一喷油器避让凹槽和第二喷油器避让凹槽分别与对应活塞上的卷流导向结构10相对设置；第一喷油器避让凹槽与第二喷油器避让凹槽能够使活塞运动到达内止点位置时避免与喷油器产生干涉；两个凹坑结构9形成ω燃烧室结构结合卷流导向结构10能够使第一喷油器4和第二喷油器7喷射出的油束与卷流导向结构10撞击后，使得油束向卷流导向结构10两侧的凹坑结构9中扩散，实现了燃油油束的卷流，扩大油气混合区域，避免对置喷射油液的干涉，提高油气混合速度，在不改变压缩比的情况下，提高了空气的利用率，提升了对置活塞二冲程柴油机油气混合效果，改善柴油机性能指标。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。