[发明专利]一种燃烧室传热表面结构

说明书

技术领域

本发明涉及一种燃烧室传热表面结构，具体涉及内燃机燃烧室以及内燃机燃烧室的气缸、气缸盖、气门、活塞、气缸套，更具体地，涉及在燃烧室的气缸、气缸盖、气门、活塞、气缸套表面上具有的传热表面结构及具有催化碳氢燃料、催化H₂O蒸汽、高热阻、低热吸收率和高结构强度的功能材料。 

背景技术

在内燃机中燃烧室总传热量占总燃料燃烧产生热量的32％左右。传统的认为内燃机燃烧室辐射传热量占总热量的0-7％，现在工程上一般忽略不计或采用经验公式计算，发明人经过长期研究发现或已认识到辐射传热在一定温度范围内成为燃烧室主要传热方式。当燃烧室温度在1173K以上时，其热量传递形式以辐射为主，高温辐射能量大多数集中在1～5μm波段，约占传热量的90％，结构及其表面材料成分Ni、W、Mo、Ca、K、Pt、Rh、Ce0.75O₂Zr0.25O₂、γ-A1₂O₃、TiO₂对燃气共同作用，具有催化碳氢燃料，催化H₂O蒸汽，高热阻，低热吸收率，调整结构强度功能，在现有技术中尚未有针对减少辐射传热损失、CH、CO、NO排放、提高热效率的本发明表面结构。 

发明内容

为了减少热损失、降低CH、CO排放、配合燃烧组织、提高热效率，本 发明旨在提供一种燃烧室传热表面结构，该表面结构以具有一定表面结构的方式减少热损失、降低CH、CO排放、配合燃烧组织、提高热效率。 

为了实现上述目的，本发明所采用的表面结构是： 

一种燃烧室传热表面结构，其结构特点是，包括 

——基体，其具有受热面； 

——多条设置在受热面上横向布置的横向反射槽，相邻两条横向反射槽之间是作为承载结构的横向载荷面； 

——多条设置在受热面上斜向布置的斜向反射槽，相邻两条斜向反射槽之间是作为承载结构的斜向载荷面； 

所述横向反射槽与斜向反射槽呈一定夹角；所述横向反射槽与斜向反射槽均具有反射曲面，所述斜向反射槽或横向反射槽的长度方向与高速高温气流运动方向垂直； 

所述横向载荷面与斜向载荷面的交汇处设有独立凹形反射曲面； 

所述基体或其受热面由具有催化碳氢燃料、催化H₂O蒸汽、高热阻、低热吸收率和高结构强度的功能材料制成。 

本发明所述高速高温气流是指温度高于1173K，速度高于27m/s的气流。 

由此，反射曲面集聚的热量在传热表面附近e的区域内，提高了此处的气体温度，加速了未燃成分的燃烧，提高了混合气的燃烧效率，降低了CH、CO的排放，提高了传热表面的温度，降低了辐射传热损失。由于横向反射槽与斜向反射槽的存在，减少了高速高温气流接触面积，减少了高速对流传热损失。由于横向反射槽与斜向反射槽的存在，增加了传热表面高速高温气流的湍流微区域扰动，增加了未燃成分的获氧、获热、链锁反应的燃烧条件。 由于横向反射槽与斜向反射槽的α角的存在，为燃烧室的表面燃烧组织、优化等提供了可能。 

本发明是由具有催化碳氢燃料、催化H₂O蒸汽、高热阻、低热吸收率和高结构强度的材料制成的燃烧室传热表面结构。 

以下为本发明的进一步具体结构： 

为了提高可燃混合气的燃烧效率，降低热损失，所述独立凹形反射曲面的开口直径d1可按d1＝0.7C,深度h1＝1.1326C计算，位置中心在两载荷面中心线交点处设置，当计算值d1≤1mm时，不设置独立反射曲面。 

所述横向载荷面或斜向载荷面的宽度c＝(0.017～0.333)A，其中承载结构最大应力承载宽度A＝2mm～26mm。 

所述反射曲面的聚焦中心点与所述横向载荷面或斜向载荷面之间的距离e＝r-h＝(-0.3～1.3)h，其中反射曲面的深度h＝(0～1.618126)b，b为横向反射槽或斜向反射槽的槽宽，r为反射曲面曲率半径，b＝(0.24975～0.4745)A；其中承载结构最大应力承载宽度A＝2mm～26mm。 

优选地，所述反射曲面为抛物面。