[發明專利]一種可變點火位置的缸內直噴轉子發動機噴射引燃系統

有效

• 申請號: 201810865510.3
• 申請日: 2018-08-01
• 公開（公告）號: CN109026366B
• 公開（公告）日: 2020-06-26
• 發明（設計）人: 陸堯;潘劍鋒;范寶偉;陳偉;倪靖
• 申請（專利權）人: 江蘇大學
• 主分類號: F02B53/12
• 分類號: F02B53/12;F02B55/14
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明提供了一種可變點火位置的缸內直噴轉子發動機噴射引燃系統，包括轉子發動機汽缸壁、燃燒室和三角轉子，所述燃燒室位于所述轉子發動機汽缸壁與三角轉子之間；所述轉子發動機汽缸壁上安裝插入第二燃燒室內的主噴油器，還包括預燃燒室、副噴油器和點火塞，所述預燃燒室位于轉子發動機汽缸壁內部，且所述預燃燒室與第二燃燒室連通；所述轉子發動機汽缸壁上分別安裝插入預燃燒室內的副噴油器和點火塞；所述預燃燒室上設有空氣噴嘴。本發明利用火焰的擴散以及高溫引燃主燃燒室內的主噴燃油，從而提高燃料的點火質量，改善發動機燃燒效率，提高發動機動力性能。

技術領域

本發明涉及轉子發動機技術領域，特別涉及一種可變點火位置的缸內直噴轉子發動機噴射引燃系統。

背景技術

對于任何內燃機而言，燃燒室內燃油的燃燒過程決定了其熱效率以及污染物排放量的高低。這是因為，只有良好的燃燒過程才能使得燃料充分地燃燒放熱，從而達到更高的熱效率、更出色的動力性能以及更低的未燃碳氫排放。而燃料的點燃過程對火焰的形成傳播起著關鍵的作用，在合適的位置利用足夠的點火能量點燃燃油能夠有效地增加燃料的燃燒效率，因此設計一種先進的內燃機點火手段是非常有必要的，這是所有內燃機所面臨的共性問題。而對于采用缸內直噴技術并將柴油、重油、航空煤油等重質燃油作為燃料的轉子發動機而言，先進的點火技術就顯得更為重要。這主要是由于1)由于自身結構限制，轉子發動機的壓縮比較小，難以實現壓燃，因此采用缸內直噴技術的轉子發動機需要輔助點火裝置來引燃燃油；2)轉子發動機缸內氣流是隨著轉子轉動方向運動的，也就是說燃燒室內部的氣流整體上呈單向流動，缸內缺少變化劇烈的渦流和滾流，這種流場形式本身就不利于燃油的快速霧化和擴散；3)傳統的轉子發動機由于采用火花塞進行點火，這種點火方式首先在使火花塞附近的混合氣形成火核，然后火焰在流場和混合氣運動的作用下向四周擴散。然而，缸內直噴轉子發動機噴射的燃油很難與空氣完全均勻混合，且轉子發動機狹長的燃燒室必然導致火花塞點火后火焰需要傳播很長的距離才能使得燃燒室內的混合氣燃燒完全，這極大的限制了燃燒效率的提高；4)傳統的火花塞點火方式點火位置固定，因此很難匹配各種噴油工況下燃油的分布位置，造成點火困難。因此，很有必要設計一種比傳統火花塞點火更為高效的缸內直噴轉子發動機引燃模式。

發明內容

針對現有技術中存在不足，本發明提供了一種可變點火位置的缸內直噴轉子發動機噴射引燃系統，將預噴燃油在預燃燒室內點燃后，利用火焰的擴散以及高溫引燃主燃燒室內的主噴燃油，從而提高燃料的點火質量，改善發動機燃燒效率，提高發動機動力性能。同時，通過控制不同預噴油器以及預燃燒室內隔板的工作狀態來實現點火位置可控，更精確地將引燃火焰與主噴燃油相耦合，進一步地改善燃燒。這對使用柴油、航空煤油和重油等霧化效果較差的燃油作為燃料的缸內直噴轉子發動機具有重要的改進效果。

本發明是通過以下技術手段實現上述技術目的的。

一種可變點火位置的缸內直噴轉子發動機噴射引燃系統，包括轉子發動機汽缸壁、燃燒室和三角轉子，所述燃燒室位于所述轉子發動機汽缸壁與三角轉子之間；所述燃燒室被所述三角轉子分成第一燃燒室、第二燃燒室和第三燃燒室，且第一燃燒室、第二燃燒室和第三燃燒室體積隨三角轉子轉動而變化，所述轉子發動機汽缸壁上安裝插入第二燃燒室內的主噴油器，還包括預燃燒室、副噴油器和點火塞，所述預燃燒室位于轉子發動機汽缸壁內部，且所述預燃燒室與第二燃燒室連通；所述轉子發動機汽缸壁上分別安裝插入預燃燒室內的副噴油器和點火塞；所述預燃燒室上設有空氣噴嘴。

進一步，所述預燃燒室位于所述第二燃燒室下方。

進一步，所述預燃燒室與第二燃燒室之間通過引火通道連通；所述引火通道內設有單向閥。

進一步，所述預燃燒室內通過伸縮隔板劃分成若干個預燃燒單元，任一所述預燃燒單元內設有副噴油器、點火塞和空氣噴嘴。

進一步，相鄰的兩個所述預燃燒單元內至少安裝一個副噴油器；相鄰的兩個所述預燃燒單元內至少安裝一個空氣噴嘴。