[實用新型]一種天然氣發動機異型表面燃燒室

有效

• 申請號: 201820242884.5
• 申請日: 2018-02-09
• 公開（公告）號: CN208168969U
• 公開（公告）日: 2018-11-30
• 發明（設計）人: 竇慧莉;馬義;李鵬;王宏;馬立
• 申請（專利權）人: 中國第一汽車股份有限公司
• 主分類號: F02B23/00
• 分類號: F02B23/00;F02F3/26
• 代理公司: 北京青松知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 11384
• 代理人: 鄭青松

本實用新型提供了一種天然氣發動機異型表面燃燒室，所述燃燒室由氣缸蓋、氣缸壁面和活塞上表面形成的上部圓柱以及下部深縮口凹坑形成的異型表面圍成的封閉空間組成，其中，所述下部深縮口凹坑與所述活塞上表面連接，由大縮口尺寸的圓柱面向下以圓錐形擴大到大尺寸的圓柱面，再與向上凸起的球面底部相連而形成。本實用新型的上部圓柱的擠氣間隙能夠加大擠氣強度，深縮口能使被擠入凹坑內的空氣、天然氣和EGR的混合氣的湍動能加強，經錐面擴大和底部凸起引導，使燃燒室凹坑內形成強湍動能，提高火焰傳播速度，使火焰前鋒面快速傳播到壁面，實現了快速燃燒和高熱效率，降低了碳氫化合物的排放。

技術領域

本實用新型涉及一種燃燒室，具體涉及一種天然氣發動機異型表面燃燒室。

背景技術

汽車產業的快速發展，汽車成為碳排放和霧霾形成的重要因素之一。國家制定更嚴格的汽車排放法規的同時，鼓勵使用清潔能源。天然氣作為低碳燃料，具有良好的低碳排放特性，可以有效降低霧霾形成。

國內天然氣發動機一直采用的稀薄燃燒加氧化催化器技術已經無法達到國六排放，當量燃燒耦合EGR加三元催化技術成為國六天然氣發動機的主流技術方案。加入EGR后使燃燒速度變慢，燃燒溫度降低，燃燒循環變動增加。因此，通過對燃燒室進行結構優化、合理組織缸內氣流運動和混合過程來改善天然氣發動機燃燒過程成為當前研究熱點。

專利文獻1(CN201420739749.3)公開了一種適用于國四排放的重型車用多點電控噴射天然氣發動機燃燒室，該燃燒室為ω型,燃燒室的直徑為 83-92mm，燃燒室的喉口直段的高度為6-9.5mm，燃燒室底部凸起至活塞頂面的高度為20-27mm，燃燒室底部與喉口直段間的過度圓弧的半徑為30-40mm。該設計獲得合理的面容比和合適的擠氣面積，減少燃燒室的散熱面積并獲得合理的燃燒速率和火焰傳播速度，從而達到了國四排放發動機性能指標。

專利文獻2(CN201420138547.3)公開了一種天然氣發動機燃燒室，該燃燒室由缸蓋底面與活塞頂部表面圍成；所述缸蓋底面為向上凹的弧形旋轉面。其在柴油機缸蓋基礎上在缸徑所在范圍內將平整的缸蓋底面加工出圓弧坑，深度為座圈底面，在保證壓縮比不變的前提下，可以相應減小活塞上的燃燒室容積和表面積，適當降低面容比。通過減小燃燒室整體面容比的方式使燃燒室空間更加緊湊，降低向外界的傳熱，同時提高天然氣發動機的燃燒效率，降低爆震傾向，提高燃氣的經濟性。

專利文獻3(CN201010186874.2)公開了一種天然氣發動機快速燃燒室。包括缸蓋、活塞上表面、汽缸壁面和火花塞，缸蓋為盆浴形，活塞上表面為楔形凸起、且楔形凸起位于出氣道一側，火花塞安裝在缸蓋的側面與頂面交匯線的中點、位于進氣道一側。通過天然氣發動機燃燒室結構的優化設計，縮短火焰傳播距離，同時通過對缸內擠流強度進行控制，使火花塞對側擠流與缸內渦流實現有效耦合，增加缸內的湍流動能，通過采用在進氣行程后期進行燃料噴射的方式在缸內實現自上而下由濃到稀的混合濃度分層，保證可靠點火和實現快速燃燒，擴展發動機。

然而，專利文獻1提供的天然氣發動機燃燒室為活塞頂部和平底缸蓋圍成的底部上凸、上部為圓柱形的燃燒室，無縮口，火焰傳播速度較慢，適用于無 EGR的稀燃天然氣發動機。專利文獻2和專利文獻3均為在氣缸蓋底部加工出上凹的形狀，與活塞頂部形成燃燒室，這類燃燒室不適用于采用平底缸蓋的天然氣發動機。

而中重型天然氣發動機都是在柴油機的基礎上開發而成，為保持與柴油機共線生產，即使在采用當量燃燒加EGR的燃燒技術時也采用與柴油機相同的平底缸蓋結構。因此，需要提供一種異型表面燃燒室，使天然氣、EGR和空氣在缸內實現合理的流動混合，提高燃燒效率，降低爆震傾向。

實用新型內容

針對上述技術問題，本實用新型提供一種天然氣發動機異型表面燃燒室，該燃燒室用于為采用平底氣缸蓋的當量燃燒天然氣發動機提供能夠組織合理的天然氣、EGR和空氣流動混合、實現快速燃燒、降低爆震傾向。

本實用新型采用的技術方案為：