[發明專利]一種適用于直氣道燃燒系統的導流槽型燃燒室

有效

• 申請號: 201811279702.2
• 申請日: 2018-10-30
• 公開（公告）號: CN109339936B
• 公開（公告）日: 2021-03-16
• 發明（設計）人: 李研芳;樊巨廷;張翔宇;孫勇;李耀宗;劉金龍
• 申請（專利權）人: 中國北方發動機研究所（天津）
• 主分類號: F02B23/10
• 分類號: F02B23/10;F02M61/18
• 代理公司: 天津濱海科緯知識產權代理有限公司 12211
• 代理人: 楊慧玲

本發明提供了一種適用于直氣道燃燒系統的導流槽型燃燒室，包括燃燒室，所述燃燒室的外形為縮口形輪廓結構，喉口與頂面之間設有導流斜面，所述導流斜面的頂部邊緣處設有圓角R，所述燃燒室的頂面周向均布若干導流槽，所述導流槽為葉片式結構，所述導流槽的雙側面設有一拔模角φ，所述燃燒室的上方安裝缸蓋，缸蓋的中間安裝噴油器，所述噴油器的噴孔布置采用上下兩排周向分排均布。本發明所述的適用于直氣道燃燒系統的導流槽型燃燒室，在不改變進氣方式的情況下，促進上止點前后的擠流運動及油束的擴散，加速燃燒速度，提高油束對空氣的利用率，實現快速混合及擴散，從而改善發動機的性能。

技術領域

本發明屬于內燃機混合氣形成及燃燒領域，尤其是涉及一種適用于直氣道燃燒系統的導流槽型燃燒室。

背景技術

內燃機的燃燒過程是指內燃機油、氣、室共同作用的過程。對柴油發動機而言，燃燒過程的好壞主要取決于缸內燃油與空氣混合質量，也即發動機的性能取決于燃燒過程組織的好壞，為提高動力性及經濟性，降低排放，需要采用增加油氣快速混合和提高熱功轉換效率的措施和方法。

柴油機缸內氣流運動相當復雜，包括了渦流、擠流及滾流。進氣渦流主要是依靠渦流氣道在進氣過程中形成繞氣缸軸向有組織的氣流運動，進氣渦流由于氣流與缸壁的摩擦、氣流間也會發生內摩擦而耗損，在壓縮過程逐漸衰減，一般在壓縮終了約25％的動量矩會損失掉。擠流是在壓縮上止點時，活塞表面的某一部分和氣缸蓋彼此靠近時產生的氣流運動，同時在活塞下行時，燃燒室內的氣體向外流到環形空間而產生膨脹流動即逆擠流。滾流是在進氣過程中形成的繞氣缸中心軸線形成的有組織的空氣旋流。其在壓縮過程中動量衰減較少，并能保持在壓縮末期，當活塞接近上止點時，大尺度滾流會破裂為許多小尺寸的渦，使湍流強度增加。

燃油噴射過程中通過氣流組織促進燃油霧化對柴油機燃燒性能至關重要。當柴油機采用直氣道燃燒系統時，其一般采用高噴射壓力的多孔噴油器及匹配合適的燃燒室廓形來合理組織氣流實現較高的功率密度。其主要利用燃燒室廓形結構增強擠流加速混合。因此合理匹配燃燒室與油束的相對位置很有必要。

發明內容

有鑒于此，本發明旨在提出一種適用于直氣道燃燒系統的導流槽型燃燒室，以實現燃油噴射過程中增強氣流運動促進油氣混合。

為達到上述目的，本發明的技術方案是這樣實現的：

一種適用于直氣道燃燒系統的導流槽型燃燒室，包括燃燒室、導流斜面、缸蓋和噴油器，所述燃燒室的外形為縮口形輪廓結構，所述燃燒室的喉口與頂面之間設有所述導流斜面，所述導流斜面的底部邊緣處設有圓角R，所述燃燒室的頂面周向均布若干導流槽，所述導流槽為外薄內深的葉片式結構，所述導流槽的葉片中心與所述燃燒室的中心重合，所述導流槽的雙側面設有一拔模角φ，且所述導流槽與所述導流斜面相交的位置為所述導流斜面的一半位置處，所述燃燒室的上方安裝所述缸蓋，所述缸蓋的中間安裝所述噴油器，所述噴油器的噴孔布置采用上下兩排周向分排均布，所述噴油器的下排油束的中心軸線與所述噴油器的上排油束中心軸線相差360/n度，其中n為噴油器的總噴孔數。

進一步的，所述導流槽的數量與所述噴油器的上排油束的數量相等,且周向匹配。

進一步的，所述拔模角φ的取值范圍為：10°≤φ≤25°。

進一步的，所述噴油器的下排油束的落點位置為所述燃燒室凹坑深度的二分之一位置。

進一步的，所述導流斜面的傾斜角為φ_z，其取值范圍為：25°≤φ_z≤30°。

進一步的，所述圓角R的半徑范圍大于等于1mm。

進一步的，所述下排油束的位置與所述導流斜面的位置周向匹配。

相對于現有技術，本發明所述的適用于直氣道燃燒系統的導流槽型燃燒室具有以下優勢：