[發明專利]直噴式柴油機雙層分流燃燒系統

有效

• 申請號: 201210152367.6
• 申請日: 2012-05-16
• 公開（公告）號: CN102661193A
• 公開（公告）日: 2012-09-12
• 發明（設計）人: 隆武強;齊鯤鵬;董鵬博;伊平;王一聰;付垚;紀森火
• 申請（專利權）人: 大連理工大學
• 主分類號: F02B23/10
• 分類號: F02B23/10;F02B17/00
• 代理公司: 大連星海專利事務所 21208
• 代理人: 花向陽

技術領域

本發明涉及一種直噴式柴油機雙層分流燃燒系統，其屬于發動機混合氣形成和燃燒領域。

背景技術

目前，直噴式柴油機的過量空氣系數大，卻易冒黑煙。其主要原因是多孔噴霧在圓周方向上分布不均勻，以及在噴霧落點處產生過濃區。一部分噴霧堆積在落點及附近、或形成油膜，另一部分反彈后向四周擴散，因為緊貼燃燒室壁，卷入的空氣量少，而在噴霧的落點處形成過濃區。這就使得柴油機空氣利用率低，燃燒不完全，油耗高、碳煙排放量大。

發明內容

為了解決多孔噴霧的落點處混合氣過濃和燃燒室周向分布不均，以及燃燒室內空氣利用率低的問題。本發明提供一種直噴式柴油機雙層分流燃燒系統。該雙層分流燃燒系統減少了活塞頂面和氣缸蓋底面之間的空間。噴霧一部分被碰撞臺反彈，一部分沿著導向面向上下兩側迅速分流，實現雙層分流，同時使噴霧實現二次霧化，提高噴霧霧化性能，擴大噴霧空間分布范圍、減少噴霧在落點及附近的堆積。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：一種直噴式柴油機雙層分流燃燒系統，噴油嘴以多油束方式把高壓燃油以霧狀噴入由氣缸蓋、氣缸套和活塞組成的燃燒室中。所述燃燒室分成上下兩層，燃燒室上層的直徑D₁大于燃燒室下層的直徑D₂，在燃燒室上層和燃燒室下層的結合處設有噴霧碰撞臺；在所述噴油嘴的主噴油階段噴出的霧狀油束噴射到噴霧碰撞臺上，在噴霧碰撞臺上設有適合噴霧流動的型面，霧狀油束一部分被反彈，一部分沿著噴霧碰撞臺的導向面向碰撞臺的上方和碰撞臺的下方迅速展開，實現雙層分流。

所述噴霧碰撞臺由噴霧碰撞面、噴霧上導向面和噴霧下導向面組成。

所述噴霧碰撞面的結構包括噴霧碰撞錐面、第一上過渡曲面和第一下過渡曲面。

所述噴霧碰撞面的結構包括噴霧碰撞曲面、第二上過渡曲面和第二下過渡曲面。

所述噴霧碰撞面的結構包括上噴霧碰撞曲面和下噴霧碰撞曲面。

所述噴霧上導向面采用第一上導向平面。

所述噴霧上導向面采用第一上導向環形面和第二上導向平面。

所述噴霧上導向面采用第一上導向環形面和第二上導向環形面。

所述噴霧上導向面采用上導向環形面。

所述噴霧下導向面采用第一下導向環形面和第二下導向環形面。

所述噴霧下導向面采用第一下導向圓錐面和第二下導向環形面。

所述噴霧下導向面采用第三下導向環形面。

雙層分流燃燒室的噴霧碰撞面有三種方案。第一種方案：碰撞面為圓錐面；第二種方案：碰撞面為環形面；第三種方案：碰撞面是由兩個圓錐面組合而成。??

雙層分流燃燒室碰撞臺上層的導向面有四種方案。第一種方案：雙層分流燃燒室碰撞臺上層的導向面為平面；第二種方案：雙層分流燃燒室碰撞臺上層的導向面為平面和環形面組成的組合面。第三種方案：雙層分流燃燒室碰撞臺上層的導向面為兩個環形面組成的組合面；第四種方案：雙層分流燃燒室碰撞臺上層的導向面為一個環形面。

雙層分流燃燒室碰撞臺下層的導向面有三種方案。第一種方案：雙層分流燃燒室碰撞臺的下層導向面為兩個環形面組成；第二種方案：雙層分流燃燒室碰撞臺的下層導向面為圓錐面和環形面組成；第三種方案：雙層分流燃燒室碰撞臺的下層導向面只有一個環形面。

碰撞臺不同的碰撞面、不同的上層導向面和不同的下層導向面可以進行組合，形成不同形式的碰撞臺。

燃油噴射過程中，噴霧撞擊到碰撞臺上，一部分被反彈，一部分沿著碰撞臺的上下導向面迅速向兩側分流。因為噴霧向燃燒室的上下兩層迅速分流，分布的空間范圍變大，又不貼近壁面，空氣的卷入量增多，能充分利用燃燒室上下兩層的空氣，因而能較快地形成相對均勻的混合氣。

本發明的有益效果是：這種直噴式柴油機雙層分流燃燒系統，多孔噴油器噴出的油束撞擊到碰撞臺上，油束一部分被反彈，一部分沿著導向面迅速向上下兩側分流。通過雙層分流，減少了噴霧在落點及附近的堆積，擴散速度快，空間分布廣，空氣卷吸量增加，因而能較快地形成相對均勻的混合氣，改善柴油機燃燒，提高經濟性和排放性能。在標定工況下，雙層分流燃燒系統與原機燃燒系統相比油耗率下降了3%，碳煙排放量下降了50%。

附圖說明

下面結合附圖和實施例對本發明作進一步說明。

圖1是一種直噴式柴油機雙層分流燃燒系統的結構示意圖。

圖2是圖?1?中A部放大圖。

圖3表示碰撞臺的第二種碰撞面。

圖4表示碰撞臺的第三種碰撞面。