[发明专利]一种直喷式柴油机碰撞喷雾扩散燃烧系统

说明书

本发明公开了一种直喷式柴油机碰撞喷雾扩散燃烧系统。该燃烧系统的燃烧室位于活塞的头部并中置，需配合多孔油嘴的喷油器联合使用。其结构为在燃烧室的中央底部设有凸台，燃烧室喉口周向均匀分布有碰撞导向块，导向块上设有碰撞引导斜面。工作过程中，喷油器直接把油束喷向碰撞导向块上，使一次油束沿着碰撞引导斜面展开，不会堆积在落点，喷雾扩散速度快，分布的空间范围大。又因为二次雾化，使得喷雾粒径变细，在挤流作用下分布更均匀，从而提高油气分布均匀度，实现改善燃烧、降低油耗和排放的目标。

技术领域

本发明涉及发动机混合气形成和燃烧领域，特别涉及一种直喷式柴油机碰撞喷雾扩散燃烧系统。

背景技术

目前，直喷式柴油机由于自身的喷射高压化和结构紧凑化的发展趋势，其在工作过程中不可避免地出现燃油碰壁。其结果造成燃油沉淀壁面而形成近壁过浓混合气。此外，直喷式柴油机多孔喷雾在圆周方向上的不均匀性：在喷雾区域形成过浓区，而其他区域少有喷雾。以上因素将影响到柴油机的燃烧过程，最终影响到发动机的动力性、经济性以及排放特性。但是研究发现，合理的喷雾撞壁能够改善喷雾的空间分布和雾化效果，提高空气利用率和混合气均匀度。在柴油机燃烧中，利用积极的喷雾撞壁效应，则可以加强燃油的雾化与蒸发、促进均质混合气的形成、提高燃烧速度，进而降低柴油机的油耗和排放。

发明内容

为了解决直喷式柴油机的喷雾碰壁附壁和多孔喷雾的落点处混合气过浓和圆周分布不均匀的问题，本发明提供一种直喷式柴油机碰撞喷雾扩散燃烧系统。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种直喷式柴油机碰撞喷雾扩散燃烧系统，包括燃烧室、喷油器，所述燃烧室上部为燃烧室喉口，所述喷油器位于所述燃烧室喉口的上方位置，所述燃烧室喉口周向布置有碰撞导向块，所述碰撞导向块上设有碰撞引导斜面。所述喷油器设有喷孔,所述碰撞引导斜面对应喷油器的喷孔。喷油器位于燃烧室喉口的上方位置。由于碰撞导向块改变一次油束的方向，使其偏离侧壁，这样混合射流就偏向于燃烧室中心方向，减小了燃油碰壁。油束沿着碰撞引导斜面展开，不会堆积在落点处，喷雾分散速度快，分布的空间范围大，又因为二次雾化，使得喷雾粒径变细，在挤流作用下油束的分布更均匀，因而能较快地形成相对均匀的混合气。

进一步的，所述燃烧室的中央底部设有凸台。所述喷油器的中心线和所述凸台的中心线重合。所述凸台的作用能把进入燃烧室内空气挤向外围分布，增强燃烧室内空气流动。同时由于碰撞导向块处在相对靠近燃烧室的外围，这样外围的空气就得到充分利用，燃油与空气接触面积增大，加上挤流的作用，使雾化更良好，从而使油、气混合更充分。

进一步的，所述喷油器为多孔油嘴。

进一步的，所述碰撞导向块的个数与所述喷油器的孔数相等。若孔数为n，则碰撞导向块呈360°/n均布在喉口四周。

进一步的，所述碰撞导向块表面附有一层金属基陶瓷涂层。碰撞导向块四周有棱角在高温下容易热应力集中，其表面经处理附有一层金属基陶瓷涂层，提高导向块耐高温，抗腐蚀的能力。

进一步的，所述碰撞引导斜面表面经打磨处理。碰撞引导斜面表面经过打磨处理，具有较高的表面光洁度，油束在其表面可以迅速扩散不滞留。

进一步的，D1为所述燃烧室喉口的直径，D2为所述燃烧室最大的直径，所述D1/D2为0.78至0.82；H1为所述燃烧室喉口的深度，H2为所述燃烧室的最大深度，所述H1/H2为0.28至0.30。燃烧室的设计为了更好地组织进气。

本发明的有益效果是：减小了燃油碰壁，有效地改善了发动机可燃混合气的质量，使燃烧迅速和完善，而且不需要大的空气涡流。该燃烧室的喷雾不会堆积在落点处，空间分布均匀，雾化性能好。

附图说明

图1是碰撞喷雾燃烧室工作过程示意图。

图2是碰撞喷雾燃烧室示意图。