大型潍柴柴油发电机燃烧室设计：直喷式、开式、分隔式

 

     大型潍柴柴油发电机在燃烧室设计上主要采用三种设计方式，主要有直喷式燃烧室、开式燃烧室  、 分隔式燃烧室等。下面华全小编做详细讲解，希望对您有所帮助；
 

      大型潍柴柴油发电机混合气的形成和燃烧与燃烧室有密切关系，燃油供给系统和进、排气系统必须与燃烧室匹配才能获得良好的性能指标。 根据混合气形成方式和燃烧室结构的特点，柴油机的燃烧室基本上分为两大类：即直接喷射式燃烧室〈简称直喷式燃烧室）和分隔式〈间接喷射式）燃烧室。  

 

  1.  直喷式燃烧室  

 

  直喷式燃烧室是因燃油直接喷射在燃烧室而得名的。可根据活塞顶部凹坑的深浅分为开式燃烧室和半开式燃烧室两类。  

  开式燃烧室开式燃烧室的结构十分简单，活塞顶部的燃烧室有中心略为凸起的浅①形或平底的浅盆形，凹坑较浅，凹坑口径与活塞直径之比一般大于0.7。  

 

 2.开式燃烧室  

 

  开式燃烧室中的混合气形成一般属于空间雾化混合，主要依靠燃油的喷散雾化，因此对雾化质量，也就是对喷射系统有很高的要求；开式燃烧室采用较多喷孔数目的孔式喷油器和较高的喷射压力，喷射压力达到100MPa以上；一般不组织或只有很弱的空气涡流运动，在混合气形成中空气运动所起的作用相对很小。混合气在燃烧室的空间内形成，避免油束直接喷到燃烧室的壁面上。

 

  对于开式燃烧室，希望通过油束与燃烧室形状的配合，使燃油尽可能均匀细微地分布到整个燃一般为1.5～2.2 ，以改善燃烧状况。开式燃烧室一般适用于缸径较大转速较低（1500r/mm）的柴油机中。  

 

  (2)半开式燃烧室这类燃烧室的结构。其特点是：燃烧室在某种程度   

 

  上被分为两部分，主要的燃烧室容积集中在活塞顶部较深的凹坑内，另一部分则由活塞顶面与汽缸盖之间的空间组成，两者之间有较大的喉口相通。燃料直接喷射在燃烧室空间或燃烧室壁面上。一般都组织燃烧室内的空气运动来促进混合气的形成和燃烧。  

 

  半开式燃烧室配用单孔或多孔喷油器，并斜置一定角度安装在汽缸盖上。喷油压力一般为17～25MPa。这类燃烧室的混合气形成不单纯依靠燃油的雾化质量，而且还借助进气涡流和挤压涡流来促进混合气的形成。与开式燃烧室相比，半开式燃烧室对供油系统的要求比较低，但仍保持燃油消耗率低和启动方便等特点，因此这种燃烧室应用较为广泛，其中应用 广的是①形燃烧室，国产135系列柴油机就是采用的这种燃烧室。

  

 3 .  分隔式燃烧室  

 

  分隔式燃烧室内腔分隔为两部分，一部分位于活塞顶与汽缸盖下平面之间，燃烧过程主要在此空间进行，称为主燃室；另一部分则位于汽缸盖或汽缸体内，称为辅助燃烧室。两部分空间由一个或几个通道相连。按辅助燃烧室的特征不同，分隔式燃烧室可分为涡流室式燃烧室和预燃室式燃烧室两种。  

 

  (1)涡流室式燃烧室涡流室式燃烧室的结构。活塞顶与汽缸盖之间的空间为主燃烧室，而在汽缸盖中的容积称为涡流室，即副燃烧室，它的容积约占整个燃烧室容积的50%?70%，涡流室通常为球形、球锥形或球柱形，主燃烧室和副燃烧室之间用一个通道连通，通道的截面积为活塞截面积的1 % 3%，通道方向与活塞顶成一定角度并与涡流室相切。喷油器安装在涡流室里，燃料顺空气涡流方向喷射。  

 

  在压缩过程中，汽缸中的空气被活塞推挤，经过通道流人涡流室，形成强烈的有组织的压缩涡流运功。当涡流室燃料着火后，涡流室中的气体压力和温度迅速升高，涡流室内未燃的燃料、空气及燃气一起经通道高速流到主燃烧室中（首先从涡流室喷出的是壁面附近的过浓混合气）即形成二次涡流，与主燃烧室中的空气进一步混合燃烧。  

 

  为了充分利用主燃烧室内的这部分空气，通常在活塞顶上开有导流槽和凹坑 为双涡流主燃烧室，即在活塞顶上开有两个凹坑，导流槽对准通道。当活塞在上止点附近时，从涡流室中喷出的高温燃气、空气及未燃的燃料， 经导流槽分为两股在凹坑中形成两个强烈旋涡，随着活塞下行，两个旋涡越出凹坑，扩展到 整个主燃烧室，从而加强了主燃烧室的混合和燃烧。为铲形主燃烧室，其导流槽布置在两侧，气流从两侧再扩展到整个主燃烧室。  

 

  (2)预燃室式燃烧室预燃室式燃烧室结构，整个燃烧室也是由活塞顶与汽缸盖之间的主燃烧室和位于汽缸盖内的预燃室两部分组成。两者之间由一个或数个孔道烧室的空间中，其空气利用率相对较低。一般均采用增压来保证较大的过量空气系数。

 

  〔由于孔道截面较小，常称为喷孔）相连。喷油器安装在预燃室中心线附近，预燃室是由耐热合金钢制成的单独零件，安装在汽缸盖中。  

 

  在压?行程中，汽缸内部分空气被压入预燃室，由于连接孔道不与预燃室相切，所以空气流过孔道后在预燃室中并不产生有组织的强烈涡流，而是产生强烈的紊流，空气紊流使一部分燃料雾化混合。当着火燃烧后，燃烧室中的压力和温度迅速升高，利用这部分燃料的燃烧能量，将预燃室中未燃的燃料、燃气和空气一起经喷孔?速喷人主燃烧室，并在主燃烧室里造成强烈的涡流（即燃烧涡流〕，促使大部分燃料在主燃烧室混合燃烧。   

 

  大型潍柴柴油发电机工程机械用柴油机与其他用途柴油机相比，转速及运转平稳性要求相对较低，并经常在全负荷下运行，从经济性能考虑大都选用直喷式燃烧室（半开式）。

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