摘 要：燃燒室結(jié)構(gòu)形狀對可燃混合氣的充分混合影響極大。通過對柴油機(jī)ω形燃燒室、球形燃燒室、渦流室式燃燒室結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的介紹，提高人們對柴油機(jī)燃燒室的認(rèn)識。 

　　關(guān)鍵詞：柴油機(jī);燃燒室;結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 

　　1 燃燒室的分類 

　　燃燒室類型很多，根據(jù)柴油機(jī)混合氣形成的方法和結(jié)構(gòu)型式的不同，目前可以分為直接噴射式和分隔式兩大類。直接噴射式燃燒室設(shè)在活塞頂上，它是由活塞頂面、汽缸壁及缸蓋底面構(gòu)成的統(tǒng)一空間。多配用多孔噴油器，將柴油直接噴射到燃燒室中，借噴出的油束形狀與燃燒室形狀的吻合，及燃燒室內(nèi)空氣的渦流運(yùn)動，形成混合氣。 

　　直接噴射式（下稱直噴式）燃燒室又可分為開式（有的稱為統(tǒng)一式）和半開式兩種。開式直噴式燃燒室主要特點(diǎn)是燃燒室中沒有渦流運(yùn)動，混合氣形成上主要靠采用多孔噴油嘴，以較高的噴射力，利用油束的擴(kuò)展及與活塞頂?shù)臏\ω形或淺盆形凹坑相配合來實(shí)現(xiàn)。這種燃燒室主要用于大型低、中速柴油機(jī)。 

　　半開式燃燒室與開式燃燒室相比，活塞頂上凹坑較深，且口徑有收縮。整個燃燒室可以看成是由活塞上的凹坑部分和活塞頂上的容積（余隙容積）兩個部分組成。其混合氣的形成，一方面靠噴油器燃油的霧化質(zhì)量，另一方面則利用進(jìn)氣渦流（如靠螺旋形進(jìn)氣道形成）及活塞上的凹坑在壓縮行程時形成的氣體旋轉(zhuǎn)運(yùn)動來完成。半開式燃燒室按照其具體形狀主要分為深ω形、U形和球形燃燒室三種。 

　　分隔式燃燒室由兩個部分組成。一部分是位于活塞頂面與缸蓋下平面之間的稱之為主燃燒室的部分，另一部分則在缸蓋里面，稱之為輔助燃燒室（也稱副燃燒室）。主、副燃燒室之間由一個或幾個孔道連通，燃油先噴入副燃燒室，部分燃燒后，隨同未燃的油氣一起沖入主燃燒室進(jìn)一步混合燃燒。分隔式燃燒室目前較多應(yīng)用渦流室式和預(yù)燃室式兩種。 

　　2 燃燒室的結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 

　　2.1 ω形燃燒室 

　　淺ω形燃燒室由汽缸蓋底面和剖面輪廓為ω形的活塞頂部構(gòu)成，ω形凹坑偏離活塞中心。噴油器傾斜安裝在汽缸蓋上，以便氣門頭有較大的直徑，有利于充氣，并使柴油噴注形狀與燃燒室形狀吻合，柴油在燃燒室中的空間分布比較均勻。為獲得滿意的柴油噴注貫穿深度和空間分布效果，其噴油器的噴射壓力較高（約20 MPa左右），并采用小直徑的多孔噴油器（噴孔數(shù)為4～8個，噴孔直徑為0.25～0.40 mm，噴孔軸線間夾角為140°～160°）。 

　　淺ω形燃燒室具有形狀簡單，結(jié)構(gòu)緊湊，散熱面積小，熱效率高（動力性、燃料使用經(jīng)濟(jì)性好），啟動容易等優(yōu)點(diǎn)。其缺點(diǎn)是對供油裝置（主要指噴油泵、噴油器等精密偶件）要求高;噴油器的噴孔小，容易被積碳等污物堵塞，使柴油機(jī)工作可靠性差，使用中要特別注意對柴油的濾清與噴油器的維護(hù)。由于多孔噴射，在著火落后期內(nèi)形成的可燃混合氣較多，因而使速燃期內(nèi)同時參與燃燒的油量較多，汽缸內(nèi)氣體壓力升高率較大，柴油機(jī)工作仍比較粗暴。 

　　國產(chǎn)135系列柴油機(jī)即為一例，它采用了螺旋進(jìn)氣道，孔徑為0.35 mm的4孔噴油器，噴油壓力為17.2 MPa，壓縮比為16。 

　　2.2 球形燃燒室 

　　在活塞頂部加工有一較深的球形凹坑。工作時，單孔或多孔噴油器將燃油順著氣流方向，沿燃燒室壁面噴射，在強(qiáng)烈的進(jìn)氣渦流作用下，絕大部分柴油被勻布在球形內(nèi)壁上，且形成一層很薄的油膜，只有極少量的燃油噴散在燃燒室空間。分布在燃燒室球形內(nèi)壁上的油膜，吸收燃燒室壁上的熱量，逐層蒸發(fā)成油蒸汽，與空氣混合。噴散在空腔中的少量油霧，在熾熱的空氣中形成火源，起到引燃的作用。隨著燃燒的進(jìn)行，產(chǎn)生的熱量使油膜加速蒸發(fā)，保證柴油與空氣迅速混合和燃燒。這種形成混合氣方式又稱為油膜蒸發(fā)混合式。 

　　因?yàn)殚_始蒸發(fā)混合溫度低、速度慢，所以燃燒初期積聚的混合氣量較少，著火燃燒時的壓力不會立刻升高很多，故發(fā)動機(jī)工作柔和，噪音小。燃燒后期，由于溫度高，混合氣形成快，不會使燃燒拖延，柴油機(jī)排煙少，動力性、經(jīng)濟(jì)性均較好。其明顯缺點(diǎn)是發(fā)動機(jī)冷啟動困難，低速性能不好。此外，由于這種混合氣形成方式不能適應(yīng)急增的油量，故柴油機(jī)加速性能較差。 

　　球形燃燒室在我國的90系列、120系列柴油機(jī)上均有采用。但因其性能不太穩(wěn)定及上述缺點(diǎn)，使用不普遍。 

　　2.3 渦流室式燃燒室 

　　渦流室一般為球形、圓柱形或鐘罩形，以引導(dǎo)氣流的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動。它占燃燒室總?cè)莘e的50%～80%，設(shè)置在缸蓋內(nèi)，主燃燒室在活塞頂以上的工作汽缸內(nèi)。渦流室和主燃燒室的通道與渦流室相切，空氣在壓縮行程時，從汽缸中被擠入渦流室，并形成有規(guī)則的強(qiáng)烈渦流。噴入渦流室中的燃油，被強(qiáng)烈渦流沖散并與空氣形成均勻混合氣著火燃燒。隨著燃油燃燒汽缸溫度、壓力的升高，氣流帶著尚未燃燒完全的燃料沖出通道進(jìn)入主燃燒室形成第二次渦流——燃燒渦流，與主燃燒室中的空氣進(jìn)一步混合燃燒。 

　　有的渦流室直接在缸蓋中鑄出（如4125A柴油機(jī)），有的是用耐熱鋼等材料加工后鑲嵌到缸蓋上（渦流室上部直接鑄出、下部制成鑲塊），在4115T等輪式拖拉機(jī)的柴油機(jī)上采用。鑲塊與缸蓋之間應(yīng)保持有0.1 mm左右的間隙，使其表面具有較高的溫度，以減少氣流通過鑲塊時的散熱損失。 

　　95系列柴油機(jī)的活塞頂上還開有導(dǎo)流槽，作為燃?xì)鈴臏u流室流出時的導(dǎo)向通道減少流動損失，加強(qiáng)燃?xì)庠谥魅紵�室的混合和燃燒。渦流室式燃燒室對材料、工藝要求均不高，這種燃燒室在我國應(yīng)用較廣泛，其主要缺點(diǎn)是經(jīng)濟(jì)性較差，冷啟動困難。