[實用新型]內燃機

有效

• 申請號: 201921016579.5
• 申請日: 2019-07-02
• 公開（公告）號: CN210239842U
• 公開（公告）日: 2020-04-03
• 發明（設計）人: K·斯文森
• 申請（專利權）人: 卡特彼勒公司
• 主分類號: F02B23/06
• 分類號: F02B23/06;F02F3/26;F02M61/14
• 代理公司: 青島聯智專利商標事務所有限公司 37101
• 代理人: 崔濱生

一種內燃機，燃料噴射器具有形成第一和第二多個噴嘴口的噴嘴尖端，第一和第二多個噴嘴口構造成噴射相應的多個第一和第二燃料射流到燃燒室中。在主噴射期間，在活塞中形成的突起部之間定向第一燃料射流，并且在后噴射期間，朝向突起部定向第二燃料射流。突起部是非對稱的，以重新定向第一燃料射流。本實用新型特定結構形式活塞所構成的燃燒室與設定的多個第一、二噴嘴口組配關系結合使用，使燃料與空氣充分混合，燃燒完全充分，且均布于整個燃燒室中，提高了燃燒效率且能夠實現低污染排放。

技術領域

本實用新型總體上涉及內燃機，且更具體地涉及直噴發動機的燃燒室特征部。

背景技術

大多數現代發動機是直噴發動機，這類型發動機意味著每個發動機燃燒室包括配置成直接地噴射燃料到燃燒室中的專用燃料噴射器。雖然直噴式發動機以提高發動機效率和減少排放的的形式代表了發動機技術相對于過去設計的改進，但是任何特定發動機設計的改進總是期望發生的，尤其考慮到燃料成本的增加和對發動機排放的規定越來越嚴格。

在傳統的直噴發動機中，噴射到燃燒室中的一個或多個燃料射流與各種燃燒室結構相互作用，這導致燃料分散到燃燒室中。具體地，進入燃燒室的燃料射流沖擊燃燒室的各種表面，例如活塞碗狀部、汽缸蓋的火焰板表面、汽缸套或缸膛，以及向各個方向擴散之前的其他表面。燃料射流與這些結構的撞擊具有多種效果，包括增加排放，因為具有較高燃料濃度的局部區域燃燒富余，而燃燒室中的其他區域燃燒貧乏。在與燃燒室的各種內表面相互作用之后，燃料射流和產生的火焰還與相鄰的燃料射流或火焰相互作用。這些相互作用能夠進一步導致更高的溫度、燃料效率降低、排熱增加以及部件溫度增加等。

過去已經提出了各種解決方案來提高發動機的效率并減少其排放。在2014年2月11日授予的美國專利第8,646,428號(“Eismark”)中可以看到先前提出的解決方案的一個示例。Eismark描述了一種具有冠部的活塞，在該冠部中具有光滑形式的突起部適于在火焰羽流中保持動能。活塞設計用于發動機中，在發動機汽缸中提供靜止的空氣。燃料噴射器形成燃料射流或火焰，該燃料射流或火焰撞擊形成在活塞碗狀部中的特征部，以將火焰的多個部分向上朝向汽缸蓋表面重新定向，并且火焰的剩余部分在碗狀部內以切線方向重新定向，以實現燃燒氣體的更好的混合，并減少或消除燃燒室中的停滯區。

雖然Eismark的流動重新定向在改善發動機汽缸中的燃料燃燒方面是部分有效的，但是它被構造成與靜態汽缸一起操作，這對于每個汽缸來說是很難一致地達到的。在典型的發動機中，進入發動機汽缸的進氣的動量將具有至少一些渦流，在燃料噴射到汽缸中之后，這些渦流將導致火焰發展成由渦旋的空氣流送到火焰的一側并大致朝向汽缸壁。

發明內容

在一個方面，本實用新型提供了一種內燃機。該內燃機包括具有缸膛的發動機缸體、具有布置在缸膛一端的火焰板表面的汽缸蓋、以及至少一個空氣進氣門，所述至少一個空氣進氣門與汽缸蓋相關聯并且構造成打開并允許進氣流入缸膛。該內燃機還包括連接至可旋轉曲軸的活塞，其構造成在缸膛內往復運動，所述活塞具有面向火焰板表面的冠部，使得燃燒室被限定在缸膛內以及冠部的頂面和火焰板表面之間，所述冠部包括呈大致凹形并在冠部和壁內延伸的活塞碗狀部，所述壁圍繞活塞外圍延伸。具有噴嘴尖端的燃料噴射器設置成與燃燒室流體連通。噴嘴尖端具有第一多個噴嘴口，所述第一多個噴嘴口構造成噴射多個第一燃料射流到燃燒室中，多個第一燃料射流中的每一個沿著相應的第一燃料射流中心線提供。多個突起部設置在活塞碗狀部中相鄰壁，多個突起部中的每一個包括第一側表面和第二側表面，第一側表面呈大致凹形，第二側表面呈大致平坦或凸形，其中多個突起部中的每一個設置在兩個相鄰的相應第一燃料射流中心線之間。在一個實施例中，燃料噴射器噴嘴尖端具有第二多個噴嘴口，該第二多個噴嘴口構造成噴射多個第二燃料射流，多個第二燃料射流中的每一個沿著相應的第二燃料射流中心線提供。每個第二燃料噴射中心線與多個突起部中相應一個相交。

所述燃料噴射器構造和運行成在壓縮沖程和/或膨脹沖程期間的主噴射時段期間提供所述多個第一燃料射流。