[其他]一種柴油發動機的設計與結構

在審

• 申請號: 101985000006349
• 申請日: 1985-08-24
• 公開（公告）號: CN85106349B
• 公開（公告）日: 1988-08-03
• 發明（設計）人: 陳淦和;言百慶;宋賢進;沈或林;劉顯明
• 申請（專利權）人: 杭州汽車發動機廠
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明涉及一種采用Ｗ燃燒室直噴式燃燒系統的發動機的設計和結構。按照本發明的設計與結構制造的發動機具有全新的缸蓋結構布置，最佳的燃燒室尺寸，進、排氣道匹配特性和高次方配氣凸輪、供油系統以及高耐磨、符合工作要求的型線的活塞等結構特點。按照本發明的設計和結構制造的發動機，不僅可以克服一般發動機的沖床、發動機過熱影響壽命等缺點；還具有性能指標高、油耗低、排放煙度低、振動噪聲小、結構牢固，使用可靠等先進性能。

本發明涉及一種采用w燃燒室直噴式燃燒系統的柴油機，適合于做汽車或其他設備的動力。

老型發動機多采用“M”型燃燒室，但“M”型燃燒室存在著熱效率低、低速性能差，低負荷時燃燒不好、排煙大、熱負荷大等許多缺點。本發明是在能提高發動機性能的“W”型燃燒室直噴式燃燒系統的基本結構上采取了一系列措施設計出的新型結構的發動機。現在一般的“W”燃燒室發動機（例如國產130，120系列）由于活塞型線不理想，缸床密封不好，缸蓋進排氣門位置布置不合理等一系列問題，因此存在發動機油耗高，出力低，燥聲大，排煙大等缺點。本發明以提高發動機出力。降低油耗為出發點采取了改善活塞型線，重新設計安排進，排氣門的位置與氣門尺寸等一系列措施從而使本發明設計的發動機具有先進的性能指標。

下面將結合附圖對本發明的設計與結構加以說明：

圖1 進排氣門在缸蓋上的布置圖

圖2 缸蓋螺釘布置圖

1.本發明的設計與結構布置從缸蓋上進、排氣門、噴油咀座相對位置的確定開始，考慮到進氣喉口的空氣流速不宜太高，否則就會加大阻力而影響性能，故選取進氣道喉口處平均流速為71.8米/秒，進氣喉口直徑為50mm。進氣門直徑為57mm。排氣喉口的空氣流速可以適當高些，因此將排氣喉口處平均流速選為91.7米/秒，排氣喉口直徑為44mm，排氣門直徑為50.5。進、排氣門尺寸選定后，從熱負荷和可靠性出發，將噴油咀座孔布置在離缸心9mm處，氣門布置如圖1所示，傾角不大于20度。缸蓋螺栓數目與位置是保證發動機結構可靠、不發生沖床的重要因素之一，本發明將缸蓋螺栓設計為8只（每缸），并且相對缸心根據尺寸允許實現基本均勻布置（圖2）通過加大缸蓋進排氣組孔間寬度的鼻梁設計，減薄高溫處火力面厚度，噴油咀處鑲入銅套，這些增加熱三角區水夾層空間，使熱負荷區溫度下降到允許范圍的措施，是本發明的特征之一。

2.燃燒室的尺寸設計直接影響發動機性能和活塞熱負荷，不同燃燒室有不同的供油匹配關系。本發明將燃燒室直徑D與深度H之比設計為一個恰當的值，即2.5。缸徑與燃燒室直徑比為1.733。燃燒室口至活塞頂邊緣最小距離本發明設計為20mm，否則易造成結焦和熱負荷過高問題。

燃燒室口處的圓角不宜過大，過大會引起排氣冒煙，過小易造成裂紋，本發明中設計為2mm。

燃燒室與噴油咀的相對位置，橫向偏移量不應過大，而縱向兩個中心重合。這樣，本發明的設計中實現了四條油線長度基本相同。

3.進、排氣道的設計結構要與燃燒室相配，直噴式進氣道宜與中、低渦流比進氣道相配，為此，要根據供油系統的噴射壓力而定。本發明所設計的進氣道是中旋流氣道。進、排氣道采用高流量系數結構，具體參數是：

渦流比Ra為2.08

理論充氣系數在發動機轉速為2000轉/分時是0.88

氣缸渦流強度Nc為4368轉/分

4.凸輪設計的好壞直接影響發動機的高、低速時的性能和可靠性。本發明設計了等加速-等速過渡段的高次方凸輪，其進氣凸輪升程為8.533mm，型線的最高冪次為34次方。排氣凸輪升程為8.3mm，型線最高冪次24次方。凸輪型線的上升、下降段兩面對稱。凸輪豐滿系數達0.57。

5.供油系統的設計：因W燃燒系統要求較高的噴油率、噴油持續角不致太大。故本發明設計柱塞直徑取11.5mm時，升程為10mm時，幾何噴油角為4～5.5度，噴油持續角小于25度。噴油咀的四個噴孔直徑為0.37mm，燃油流出直線速度為256～334米/秒（在發動機轉速為2200轉/分時），如此供油系統參數，可達到發動機油耗低、排煙小的目的。