[发明专利]一种采用高能点火技术的转子发动机

说明书

本发明提供了一种采用高能点火技术的转子发动机，包括缸体、燃烧室和三角转子，所述燃烧室位于所述缸体与三角转子之间；所述燃烧室被所述三角转子分成第一燃烧室、第二燃烧室和第三燃烧室，包括气体喷嘴、液体喷嘴、高能火花塞组和ECU；所述缸体上设有与第一燃烧室连通的进气歧管，所述进气歧管上设有气体喷嘴；所述液体喷嘴安装在缸体上，且与第二燃烧室连通；所述第二燃烧室内安装高能火花塞组；所述ECU与气体喷嘴、液体喷嘴、高能火花塞组连接。本发明可以充分利用天然气和二甲醚的燃料特性和高能点火技术的优点，提升燃效速率、着火稳定性和排放性能，有利于柴油转子发动机性能改进和应用拓展。

技术领域

本发明涉及内燃机燃烧技术领域，特别涉及一种采用高能点火技术的转子发动机。

背景技术

随着能源危机和环境问题日益凸显，内燃机高效低污染的要求日益严格。柴油转子发动机是一种旋转式三角转子发动机，它与往复式活塞发动机相比具有结构简单、功重比高、噪声小、振动低、高速性能优良的特点。相比于汽油转子发动机，它的动力输出强劲、多燃料特性突出和安全性能可靠，使其更适用于军事领域。由于柴油转子发动机结构特点无法将燃料圧燃，必须采用额外的辅助点火装置进行燃烧。

然而，采用以往技术，即柴油缸内直喷+火花塞辅助点火的柴油转子发动机遇到了瓶颈：

(1)缸内直喷柴油时，燃烧室内压力和温度较低，燃料雾化效果差，导致油气混合不均匀；

(2)柴油燃烧过程中，狭长燃烧室内火焰的传播速度慢，上止点附近易产生熄火现象，导致燃烧效率低；

(3)采用传统火花引燃点火方式时，点火能量低，普遍在30-50mJ左右；火花作用时间短，一般在0.8-1.0ms左右，在缸内高速单向气流环境和稀薄工况下，点火稳定性得不到保障。

申请号为CN2017106294036提出了一种直喷式转子发动机的气/液燃料供给系统及控制方法，但其所述的喷气系统及喷液系统只是给出了一种气/液燃料模式在转子发动机上的应用，并未明确指出利用天然气和二甲醚的燃料特性来改善柴油转子发动机的燃烧效率和排放性能。此外，该专利中所述的火花塞为常规火花塞，在缸内高速单向气流的冲击下，初始火核的形成和火焰传播速度必然受到影响，进而无法保证各种工况下均能满足苛刻的着火需求。

这些未解决的问题都会导致柴油转子发动机的燃烧和排放问题突出，进而限制其快速发展和应用领域拓展。

发明内容

针对现有技术中存在不足，本发明提供了一种采用高能点火技术的转子发动机，可以充分利用天然气和二甲醚的燃料特性和高能点火技术的优点，提升燃效速率、着火稳定性和排放性能，有利于柴油转子发动机性能改进和应用拓展。

本发明是通过以下技术手段实现上述技术目的的。

一种采用高能点火技术的转子发动机，包括缸体、燃烧室和三角转子，所述燃烧室位于所述缸体与三角转子之间；所述燃烧室被所述三角转子分成第一燃烧室、第二燃烧室和第三燃烧室，且第一燃烧室、第二燃烧室和第三燃烧室体积随三角转子转动而变化，还包括气体喷嘴、液体喷嘴、高能火花塞组和ECU；所述缸体上设有与第一燃烧室连通的进气歧管，所述进气歧管上设有气体喷嘴；所述液体喷嘴安装在缸体上，且与第二燃烧室连通；所述第二燃烧室内安装高能火花塞组；所述ECU与气体喷嘴、液体喷嘴、高能火花塞组连接。

进一步，所述气体喷嘴的中心线与进气歧管中心线的夹角θ₁为25°～35°，有利于天然气与空气充分混合后再进入缸内燃烧。

进一步，所述液体喷嘴的喷射方向与缸体水平中心线的夹角θ₂为50°～60°。这样可确保高速喷出的二甲醚/柴油混合燃料集中分布在燃烧室凹坑处，在点火时刻及时着火燃烧。

进一步，所述气体喷嘴内气体介质为天然气；所述液体喷嘴内液体介质为柴油和二甲醚的混合物。