[实用新型]提高燃烧过程火焰传播速度的内燃机

说明书

本实用新型涉及内燃机，是对现有的内燃机结构的改进，具体地说，是一种在内燃机的气缸、气道内改善气流和燃烧状况的内燃机。

进入九十年代末期，对于发动机燃烧过程的研究各国争相投入资金开发，寻找一种新方法，提高火焰传播速度，期望达到降低排放、降低消耗。但从传统的方法，无论是汽油机、气体发动机带燃料的混合气在气缸内部都是在进气过程中自然形成的速度，因而无论采用电喷或者当前最先进的多点喷射，都没有改进原先进入气缸中的空气速度，混合气在气缸中运动速度都比较低，火焰传播速度难以提高。其次，传统的混合方式对于汽油机、气体发动机在进气管上都要布置一个节气门，以调节空气与燃料的比例，这样传统的方法，空气在进气过程中都有阻力，限制了进入汽缸中空气速度的提高。另外，传统的燃烧方式，直至汽油机中多点电喷，柴油机中共轭式电子控制供油，混合气在气缸中浓度分布呈轴向分层。对于径向，在外层混合气浓度分布偏浓，对于汽油机及气体发动机无法消除间隙效应、冷壁效应。对于柴油机喷射后期的余迹。而且，多点电喷的汽油机、气体发动机都有燃料碰气道壁现象无法消除。而对低负荷运行排放，经济性提高都带来困难。

本实用新型的目的是提供严重一种结构新颖合理、提高气缸中混合气相对未混合的空气相对速度、减小燃烧室零件热负荷、克服传统内燃机汽缸中央流及紊流强度低的缺陷的、提高燃烧过程火焰传播速度的内燃机。

本实用新型的技术解决方案是：一种提高燃烧过程火焰传播速度的内燃机，包括气缸、燃烧室、气道和活塞，其与现有技术的不同之处在于：在气道内加有气流发生器，还有一个独立的外加压缩空气源与气道相连通。

本实用新型中所述的气流发生器为紊流发生器。紊流发生器是由喷管组成，喷管数量为1-3个；对于汽油机紊流发生器是一个组合分管，燃料喷管斜插入空气喷管；对于气体发动机紊流发生器即为燃料喷管；对于柴油机紊流发生器为空气喷管。气流发生器还包括零浓度发生器，零浓度发生器即为空气喷管；零浓度发生器与紊流发生器的喷射方向和喷射定时不一致，零浓度发生器喷管喷向燃烧室周围，紊流发生器喷向活塞中央。气缸中还装有定时控制装置。定时控制装置中有一个阀门，阀门由凸轮轴通过摇臂驱动，或用电磁阀驱动。燃烧室选用“△”收口型燃烧室。发生器喷口对准气缸中一个气门喷射。紊流发生器包角为50°-200°，零浓度发生器包角为140°-240°。发生器工作气源是一个外加的压力空气源，气体发动机外加气源可以用燃料气替代；压缩空气流量为0.05-0.25倍的发动机空气流量，压缩空气压力为0.05-0.4mpa。当然，也可以采用其他合适的结构形式。

本实用新型的优点是：对现有的内燃机结构作了较大的改进，新颖合理。通过引入外加气源使气缸内混合气(对汽油机、气体发动机来说)呈亚球状分层，混合气浓度随着离汽缸中心距离加大，浓度变小，并有一个零浓度区域存在。借助一个外加气源使用汽缸内浓度随着负荷增加，浓度分布区域加大、而着火区域浓度基本不变，因而进气管上不用节气门，提高气缸中混合气相对未混合的空气相对速度。利用外加气源使燃料集中喷射，在气道内不发生扩散，在进入汽缸初期也不扩散，达到消除间隙效应和冷壁效应的目的。由于有一个外加气源存在，可使气缸内过热区域得到特别冷却，减小燃烧室零件热负荷，减少发动机内热点产生。对柴油机来说，还克服了传统柴油机汽缸中央流及紊流强度低的缺陷，从而提高火焰传播速度。

以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明：

图1为本实用新型的一种提高燃烧过程火焰传播速度的内燃机的结构示意图；

图2为图1的A-A向视图；

图3为图1的B-B向视图。