[發(fā)明專利]一種采用氣體高壓直噴和階梯噴孔噴油器的雙燃料發(fā)動機及其燃燒組織方法

在審

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• 申請日: 2021-03-04
• 公開（公告）號: CN112780465A
• 公開（公告）日: 2021-05-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 楊立平;尚秋成;王立媛;王佳琦
• 申請（專利權(quán)）人: 哈爾濱工程大學
• 主分類號: F02M43/04
• 分類號: F02M43/04;F02M61/18;F02M61/10;F02M45/08;F02M63/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種采用氣體高壓直噴和階梯噴孔噴油器的雙燃料發(fā)動機，其特征是：包括氣缸蓋、氣缸壁、活塞，氣缸蓋位于氣缸壁上方，活塞位于氣缸壁里，氣缸蓋、氣缸壁、活塞之間形成燃燒室，氣缸蓋里設(shè)置噴油器和高壓天然氣噴射閥，噴油器位于氣缸蓋的中部，高壓天然氣噴射閥傾斜設(shè)置，其中心軸線與氣缸中心軸線夾角為45°±5°，并與噴油器隔開，使得高壓天然氣噴射閥所噴射的天然氣集中在氣缸的中心處，分布在噴油器的噴嘴旁；所述噴油器為帶有階梯式噴孔結(jié)構(gòu)的噴油器，包括上噴孔和下噴孔，上噴孔位于上階梯平面，下噴孔位于下階梯平面，上噴孔的中心軸線與噴油器軸線夾角為60°，下噴孔的中心軸線與噴油器軸線夾角為30°。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種采用氣體高壓直噴和階梯噴孔噴油器的雙燃料發(fā)動機，其特征是：上噴孔包括四個，呈圓周均勻分布，下噴孔包括四個，呈圓周均勻分布，上噴孔與下噴孔之間在兩個平面上呈交錯布置。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種采用氣體高壓直噴和階梯噴孔噴油器的雙燃料發(fā)動機，其特征是：所述燃燒室為ω型燃燒室，上噴孔噴射燃油的射流方向到達ω型燃燒室內(nèi)的高臺邊緣區(qū)域，下噴孔噴射燃油的射流方向到達ω型燃燒室底部半圓弧中心區(qū)域，四個上噴孔直徑相等，四個下噴孔直徑相等，在相同噴射脈寬下，上噴孔燃油噴射流量為下噴孔燃油噴射流量的2倍。

4.一種采用氣體高壓直噴和階梯噴孔噴油器的雙燃料發(fā)動機燃燒組織方法，其特征是：

發(fā)動機運行在低負荷時，發(fā)動機運行在純柴油模式，高壓天然氣噴射閥不進行工作，帶有階梯式噴孔結(jié)構(gòu)的噴油器在上止點前10～30°CA向缸內(nèi)進行單次噴射；

發(fā)動機運行在中負荷時，發(fā)動機運行在燃氣模式，從進氣門關(guān)閉到活塞運動至上止點前30°CA，高壓天然氣噴射閥向燃燒室內(nèi)進行兩次不等量的噴射：第一次噴射的天然氣在缸內(nèi)形成稀混合氣，第二次噴射的天然氣集中分布在燃燒室的上層區(qū)域，在噴油器噴嘴周圍形成混合氣，同時在活塞運動至上止點前15～25°CA通過帶有階梯式噴孔結(jié)構(gòu)的噴油器向缸內(nèi)噴入引燃預混合氣的柴油，實現(xiàn)燃油在氣缸三維空間內(nèi)的多層次、多尺度和多角度噴射，使柴油與天然氣在燃燒室內(nèi)形成耦合分層，實現(xiàn)了缸內(nèi)濃度梯度分布；

發(fā)動機運行在高負荷時，發(fā)動機運行在燃氣模式，從進氣門關(guān)閉到活塞運動至上止點前90°CA，高壓天然氣噴射閥向燃燒室內(nèi)進行單次噴射，使混合氣形成稀混合氣弱分層分布，同時在活塞運動至上止點前5～15°CA通過帶有階梯式噴孔結(jié)構(gòu)的噴油器向缸內(nèi)噴入引燃混合氣的柴油，實現(xiàn)天然氣的相對均質(zhì)燃燒。