[發明專利]一種基于非均一孔徑噴嘴的發動機燃燒系統

在審

• 申請號: 202011521420.6
• 申請日: 2020-12-21
• 公開（公告）號: CN112682235A
• 公開（公告）日: 2021-04-20
• 發明（設計）人: 白洪林;張叢;朱偉青;劉金龍;李超凡;曹如樓;車凱凱
• 申請（專利權）人: 中國北方發動機研究所（天津）
• 主分類號: F02M61/18
• 分類號: F02M61/18;F02B23/00
• 代理公司: 天津企興智財知識產權代理有限公司 12226
• 代理人: 蘇沖

本發明提供了一種基于非均一孔徑噴嘴的發動機燃燒系統，包括非均一孔徑噴油嘴和波浪型燃燒室，所述非均一孔徑噴油嘴是采用兩種噴孔直徑交替布置的噴油嘴，位于發動機的氣缸蓋上，所述波浪型燃燒室是采用類波浪線的燃燒室廓形，位于發動機活塞的頂部，且位于非均一孔徑噴油嘴下方。本發明所述的基于非均一孔徑噴嘴的發動機燃燒系統，通過采用兩種孔徑交替布置的噴油嘴，一方面可減少燃油噴霧之間的相互干擾，另一方面可有利于燃油噴霧在燃燒室內的合理分布，提高燃燒室內空氣的利用率，增強缸內油氣混合效果，從而改善發動機的燃燒性能。

技術領域

本發明屬于內燃機燃燒技術領域，尤其是涉及一種基于非均一孔徑噴嘴的發動機燃燒系統。

背景技術

面對日益嚴苛的排放和油耗法規的要求，車用發動機在Downsize(縮排量強化)概念引領下正經歷著一場新的技術革命。該概念的實質是，通過功率密度強化，用小排量的發動機取代大排量的發動機，裝備在相同重量級別的車輛上，這樣，發動機及整車的重量減輕、摩擦損失減少、熱量損失減少、且常用運行工況偏向較高負荷的低比油耗區域，結果，在達到相同排放標準的情況下整機和整車油耗下降10％-30％，且保持動力性不變或略有增加。實現Downsize概念所采用的技術措施包括：更高噴射壓力的共軌燃油噴射技術、高增壓技術或二級增壓技術、可變配氣相位和升程技術、精確的發動機和動力總成電控技術、先進的EGR和排氣后處理技術、熱管理和附件管理技術等。但是，Downsize技術中最核心的內容是如何組織快速高效燃燒過程，提高發動機功率密度。

隨著發動機強化程度的不斷提升，循環噴油量會大幅增加，需要通過噴孔直徑或增加噴孔數量的方式來增大流通面積，進而提升噴嘴的流量。但增大噴孔直徑會使噴霧霧化質量降低，進而影響著火過程，同時過多的噴孔數量會使油束之間的距離變小，噴霧場中的燃油小液滴更容易發生相互碰撞而重新融合成大液滴，不利于燃油的破碎、蒸發以及與新鮮空氣的快速混合，進而會降低發動機的各項性能指標。因此，需要一種新型的發動機燃燒系統，在提高循環噴油量的同時可以兼顧可燃混合氣質量以及燃燒速率，進而提升高強化發動機的性能指標。

發明內容

有鑒于此，本發明旨在提出一種基于非均一孔徑噴嘴的發動機燃燒系統，以提高循環噴油量的同時兼顧可燃混合氣質量以及燃燒速率，進而提升高強化發動機的性能指標。

為達到上述目的，本發明的技術方案是這樣實現的：

一種基于非均一孔徑噴嘴的發動機燃燒系統，包括非均一孔徑噴油嘴和波浪型燃燒室，所述非均一孔徑噴油嘴是采用兩種噴孔直徑交替布置的噴油嘴，位于發動機的氣缸蓋上，所述波浪型燃燒室是采用類波浪線的燃燒室廓形，位于發動機活塞的頂部，且位于非均一孔徑噴油嘴下方。

進一步的，所述非均一孔徑噴油嘴的下方設有大孔徑的噴孔和小孔徑的噴孔，且大孔徑的噴孔和小孔徑的噴孔交替分布。

進一步的，所述大孔徑的噴孔的中心線與噴油器軸線的夾角為A，小孔徑的噴孔的中心線與噴油器軸線的夾角為B，且夾角A和夾角B的角度不同。

進一步的，所述大孔徑的噴孔噴出油束的中心線和小孔徑的噴孔噴出油束的中心線分布在兩個錐面上。

相對于現有技術，本發明所述的基于非均一孔徑噴嘴的發動機燃燒系統具有以下優勢：

(1)本發明所述的基于非均一孔徑噴嘴的發動機燃燒系統，通過采用兩種孔徑交替布置的噴油嘴，可兼顧大噴孔噴霧的貫穿距離長，利于燃油擴散，以及小噴孔噴霧的霧化質量好，易于著火燃燒的兩方面優勢，同時采用不同的噴射夾角并結合波浪型燃燒室，一方面可減少燃油噴霧之間的相互干擾，另一方面可有利于燃油噴霧在燃燒室內的合理分布，提高燃燒室內空氣的利用率，增強缸內油氣混合效果，從而改善發動機的燃燒性能。

(2)本發明所述的基于非均一孔徑噴嘴的發動機燃燒系統，由于所有油束分布在兩個錐面上，減小了油束間燃油液滴相互干擾的概率，有利于大流量密集噴射條件下燃油噴霧的破碎、蒸發及混合過程。

附圖說明