[实用新型]一种强挤流高湍流离心式活塞燃烧室及燃烧系统

说明书

本实用新型公开了一种强挤流高湍流离心式活塞燃烧室及燃烧系统，属于动力装备技术领域，解决了传统燃烧室活塞无法实现高效燃烧的问题。该燃烧室包括缸盖和活塞，所述的活塞与缸盖之间形成有燃烧室腔体，所述的燃烧室腔体包括燃烧室和挤流室，所述的燃烧室位于活塞的顶部，所述的挤流室位于活塞的顶部表面与缸盖的底部表面之间，所述的燃烧室与挤流室连通，所述的燃烧室由多个凹坑组成，多个所述的凹坑靠近活塞中心的一侧相互连通，多个所述的凹坑靠近活塞外缘的一侧相间隔布置。本实用新型的一种强挤流高湍流离心式活塞燃烧室及燃烧系统，可以满足气体发动机高效稀薄燃烧、最低污染物排放及最佳动力等指标,具有使用方便、实用性强的特点。

技术领域

本实用新型涉及动力装备技术领域，尤其涉及一种强挤流高湍流离心式活塞燃烧室及燃烧系统。

背景技术

以天然气、氢气、沼气、垃圾填埋气、富氢炼化尾气、生物质气等可燃气体为燃料的气体发动机，以其清洁、环保、高效等特点，已广泛的应用于发电、钻井、船舶、分布式能源等领域。这些气体发动机可以有效地实现高效燃烧和最大限度的降低污染物排放，而气体发动机缸内高效燃烧即燃烧室结构设计优化是实现发动机高热效率、强动力性、低排放性及高可靠性等性能指标的关键核心技术之一。气体发动机因受气体燃料特性、点火型式及能量、进排气门及气道等影响，其发动机的缸内燃烧结构型式的设计匹配要求越来越高。

现有的气体发动机的燃烧室一般采用扩口浅盆式、缩口浅盆式、直筒浅盆式等形式。随着国际社会对能源能效提高以及日益严峻的排放法规严峻要求，气体发动机也随之向更高效能、更强动力、更低排放及更高可靠性(简称“四高”)的目标发展，当前用于气体发动机的这种传统燃烧室结构已无法满足“四高”性能等要求。

传统的浅盆式活塞的燃烧室存在火焰传播慢、中心燃烧快周边燃烧慢、氮氧化物生成物高、局部燃烧温度过高及易爆震等一系列问题。这种燃烧室结构决定了其气体发动机存在效率不高、动力不足、排放较大等性能不高的关键“卡脖子”技术问题。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是针对现有技术的上述不足，提供一种强挤流高湍流离心式活塞燃烧室及燃烧系统，采用高能量点火预燃室与强挤流高湍流离心式预燃室活塞相结合的技术，可以满足气体发动机高效稀薄燃烧、最低污染物排放及最佳动力等指标,具有适用范围广、实用性强的特点。

本实用新型采用的技术方案是：一种强挤流高湍流离心式活塞燃烧室，包括缸盖和活塞，所述的活塞与缸盖之间形成有燃烧室腔体，所述的燃烧室腔体包括燃烧室和挤流室，所述的燃烧室位于活塞的顶部，所述的挤流室位于活塞的顶部表面与缸盖的底部表面之间，所述的燃烧室与挤流室连通，所述的燃烧室由多个凹坑组成，多个所述的凹坑靠近活塞中心的一侧相互连通，多个所述的凹坑靠近活塞外缘的一侧相间隔布置。

作为进一步地改进，所述凹坑的顶面形状与底面形状一致，且所述凹坑的顶面面积大于底面面积。

进一步地，所述凹坑的顶面与底面之间通过弧形面衔接。

进一步地，所述凹坑的横向截面为叶片状，且所述凹坑的纵向截面积沿活塞的半径由内向外逐渐增大。

进一步地，所述凹坑的顶面轮廓包括第一圆弧、第一直线、第二圆弧和第二直线，所述的第一直线的两端分别与第一圆弧、第二圆弧的一端相切，所述第二直线的一端与第二圆弧的另一端相切，相邻的两个所述凹坑均通过第三圆弧连接，且所述第三圆弧的两端分别与第一圆弧、第二直线的另一端相切。

进一步地，所述第一圆弧的半径大于第二圆弧的半径，且所述第二圆弧的半径大于第三圆弧的半径。

进一步地，所述凹坑上方的缸盖上设有带喷射孔的预燃室，所述的预燃室内设有点火装置，所述的预燃室位于燃烧室腔体的中心，每个所述的凹坑均对应一个喷射孔，且所述喷射孔的喷射方向与第一直线相交。