[发明专利]一种带有滚流燃烧室的天然气缸内直喷双燃料发动机燃烧系统

权利要求书

1.一种带有滚流燃烧室的天然气缸内直喷双燃料发动机燃烧系统，其结构包括：高压燃气喷射阀(1)，进气门(2)，喷油器(3)，排气门(4)，气缸盖(5)，气缸(6)，活塞(7)，凸台(8)以及凹坑(9)，其特征在于：滚流燃烧室是由气缸盖(5)上的帐篷形的凹坑(9)，气缸(6)和凸起活塞(7)顶面所围成的空间，所述的活塞(7)顶面一侧设置有一半锥形凸台(8)，凸台(8)锥面角度与凹坑(9)锥面角度相同，活塞(7)顶面另一侧为一个倾斜的半球形凹坑(9)，凹坑(9)壁面与凸台(8)锥面圆滑相接，高压燃气喷射阀(1)喷出的燃气在滚流燃烧室的特殊结构和滚流运动综合作用下与空气充分混合，同时根据发动机的运行状况控制缸内直喷天然气的喷射正时和喷射次数，形成不同梯度的混合气浓度分层，所述的高压燃气喷射阀(1)安装在气缸盖(5)内，位于进气门(2)的右侧，其中心位置轴线与气缸盖(5)下表面呈空间25°-35°，所述的滚流燃烧室便于四气门布置，使喷油器(3)安装在燃烧室中央，且其中心轴线与水平面成75°-80°，喷油器(3)喷出的柴油分布在燃烧室的中心，喷油器(3)具有多孔结构，喷孔直径为0.15-0.25mm，所述的喷油器(3)的孔数和孔径根据发动机的功率进行匹配，所述的高压燃气喷射阀(1)具有单孔喷嘴结构，控制系统针对发动机不同的运行工况，灵活得控制高压燃气喷射阀(1)的喷射次数，喷射正时和喷射持续期，在气缸(6)内形成不同浓度的混合气分层。

2.根据权利要求1所述一种带有滚流燃烧室的天然气缸内直喷双燃料发动机燃烧系统，其特征在于：所述的喷油器(3)为多孔喷油器(3)，喷油器(3)上的多个喷孔呈现出轴对称布置。

3.根据权利要求1所述一种带有滚流燃烧室的天然气缸内直喷双燃料发动机燃烧系统，其特征在于，喷油器(3)的工作过程为：

(1)在气体模式时，液压系统和燃油喷射控制系统控制喷油器(3)喷射微量柴油，引燃缸内混合气；

(2)当气体模式出现故障时，发动机切换到柴油模式，燃油喷射控制系统延长喷油器(3)喷射持续期，增大柴油喷射量，以保证汽车或船舶在30％负荷下继续运行。

4.根据权利要求3所述的一种带有滚流燃烧室的天然气缸内直喷双燃料发动机燃烧系统，其特征在于：所述的燃气喷射控制系统包括传感器和主控芯片，在发动机进气和压缩过程中，传感器检测发动机进气道内空气的温度和压力，冷却液温度，转速，节气门开度，燃气供给管路内燃气的温度和压力，同时结合上止点信号、点火提前角等信息，由主控芯片产生控制信号，再由控制信号产生方波信号，方波信号作为高压燃气喷射阀(1)开关的控制信号控制调节燃料供给模式。

5.根据权利要求4所述的一种带有滚流燃烧室的天然气缸内直喷双燃料发动机燃烧系统，其特征在于，燃气喷射控制系统的控制方案分为以下两个方面：

(1)当发动机处于低负荷时，高压燃气喷射阀(1)在压缩冲程中进行单次喷气，在压缩上止点附近喷射，喷气到压燃的时间短且缸内气体压力高，天然气和空气混合被限制在缸内局部区域，在喷油时刻燃烧室内形成喷油嘴附近浓而周围稀的分层混合气；

(2)当发动机处于中高负荷时，高压燃气喷射阀(1)在进气和压缩过程中进行两次喷气，且两次燃料喷射比为3:5，天然气和空气混合时间长，混合气接近均质状态，在喷油时刻呈现出多点同时着火的现象，而无火焰传播放热的过程，缸内温度梯度较低。