[发明专利]一种分卷流燃烧系统

说明书

技术领域

发明涉及一种燃烧系统，具体涉及一种分卷流燃烧系统。

背景技术

现代柴油机的燃油破碎、油气混合过程直接影响着燃烧性能及排放特性。因此，使燃油在燃烧室空间范围内分布更广，提高与空气的混合速度，减少燃烧室中出现燃油的极浓极稀区，都可以明显改善柴油机的动力性、经济性及排放性能。

现代柴油机中应用了各种方法来改善燃油、空气、燃烧室的匹配，从而提高发动机燃烧及排放性能，但这些技术在一定程度上仍存在油气分布不均、空气利用率不高等问题。为了更好地说明，下面结合图1和图2分别分析几种典型燃烧室存在的问题。图1是ω型燃烧室的造型，A、B、C、D区分别为燃烧室的不同空间位置；采用燃油高压喷射技术可使燃油在B、C区内快速雾化，提高油气混合速度，但是燃烧室远端的D区及油束下面的A区空间仅有少量燃油，空气利用率较低。图2是双卷流燃烧室造型，油束虽然在弧脊位置处分开形成双卷流，改善了图1中A区的燃油分布，但D区仍然存在燃油分布较少的问题，特别是活塞下行时，这部分的空间也迅速扩大，但燃油却较少。

综上所述，这些技术虽然注重了燃烧室部分空间内的油气混合，但没有办法实现整个燃烧室空间内燃油的均匀分布及空气的充分利用。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种分卷流燃烧系统，通过在双卷流燃烧室的基础上，增加分卷室，并设置对应的喷油孔，能够提高燃烧室远端的空气利用率，充分利用燃烧室整个空间内的空气，改善发动机经济性、动力性和排放性能。

该分卷流燃烧系统，包括燃烧室和喷油器；所述燃烧室的基础为双卷流燃烧室，所述双卷流燃烧包括内室、外室和顶隙区域；所述内室和外室之间过渡的圆弧为第一弧脊；其特征在于，在所述外室与顶隙区域之间设置环形凸起，形成分卷室；所述分卷室与外室之间过渡的圆弧为第二弧脊。

所述喷油器上设置有两排喷油孔，分别为上喷孔和下喷孔，所述上喷孔和下喷孔沿圆周方向均匀间隔分布，其中所述上喷孔与第二弧脊对应，所述下喷孔与第一弧脊对应。

所述分卷室长度L1＝(0.076-0.087)D，分卷室最低点距活塞顶的距离H1＝(0.047-0.062)D，分卷室与内室之间的过渡圆弧R1＝(0.013-0.021)D，分卷室与顶隙区域之间的过渡圆弧R2＝(0.012—0.019)D，分卷室的底面锥角α＝8°-14°；其中D为活塞直径。

上喷孔喷孔径d₁与下喷孔孔径d₂之间的比例关系为d₁²/d₂²＝(1.16—1.19)。

有益效果：

通过在双卷流燃烧室的基础上，增加分卷室，由此形成两个弧脊，每个弧脊对应一排喷油孔，使得一部分燃油在第一弧脊作用下在内、外室形成方向相反的卷流，在燃烧室内空间空气的利用率提高的基础上，另一部分燃油由于第二弧脊的作用下发生了分流，使燃油在更短的时间内扩散到燃烧室全空间内，这样燃烧室远端的空气利用率提高，充分地利用燃烧室整个空间内的空气，能够有效改善发动机经济性、动力性和排放性能。且由于本发明可在原有双卷流燃烧室的基础上进行匹配，简便易行。

附图说明

图1为现有的ω型燃烧室空间分区图；

图2为现有的双卷流燃烧室示意图；

图3为本发明提供的分卷流燃烧室示意图；

图4为喷油器喷孔的布局示意图；

图5为分卷流燃烧室对应一对喷孔时气体的运动示意图；

图6为双卷流燃烧室和分卷流燃烧室指示功率对比图；

图7为双卷流燃烧室和分卷流燃烧室缸内平均压力曲线；

图8为双卷流燃烧室和分卷流燃烧室缸内平均温度曲线；

图9为双卷流燃烧室和分卷流燃烧室瞬时放热率曲线；

图10为双卷流燃烧室和分卷流燃烧室累计放热量曲线；

图11为双卷流燃烧室和分卷流燃烧室未然当量比曲线；

图12为双卷流燃烧室和分卷流燃烧室Soot质量分数对比曲线。

其中：1-内室，2-外室，3-分卷室，4-顶隙区域，5-第一弧脊，6-第二弧脊，7-上喷孔，8-下喷孔

具体实施方式

下面结合附图并举实施例，对本发明进行详细描述。