[发明专利]一种适用于直气道燃烧系统的导流槽型燃烧室

说明书

本发明提供了一种适用于直气道燃烧系统的导流槽型燃烧室，包括燃烧室，所述燃烧室的外形为缩口形轮廓结构，喉口与顶面之间设有导流斜面，所述导流斜面的顶部边缘处设有圆角R，所述燃烧室的顶面周向均布若干导流槽，所述导流槽为叶片式结构，所述导流槽的双侧面设有一拔模角φ，所述燃烧室的上方安装缸盖，缸盖的中间安装喷油器，所述喷油器的喷孔布置采用上下两排周向分排均布。本发明所述的适用于直气道燃烧系统的导流槽型燃烧室，在不改变进气方式的情况下，促进上止点前后的挤流运动及油束的扩散，加速燃烧速度，提高油束对空气的利用率，实现快速混合及扩散，从而改善发动机的性能。

技术领域

本发明属于内燃机混合气形成及燃烧领域，尤其是涉及一种适用于直气道燃烧系统的导流槽型燃烧室。

背景技术

内燃机的燃烧过程是指内燃机油、气、室共同作用的过程。对柴油发动机而言，燃烧过程的好坏主要取决于缸内燃油与空气混合质量，也即发动机的性能取决于燃烧过程组织的好坏，为提高动力性及经济性，降低排放，需要采用增加油气快速混合和提高热功转换效率的措施和方法。

柴油机缸内气流运动相当复杂，包括了涡流、挤流及滚流。进气涡流主要是依靠涡流气道在进气过程中形成绕气缸轴向有组织的气流运动，进气涡流由于气流与缸壁的摩擦、气流间也会发生内摩擦而耗损，在压缩过程逐渐衰减，一般在压缩终了约25％的动量矩会损失掉。挤流是在压缩上止点时，活塞表面的某一部分和气缸盖彼此靠近时产生的气流运动，同时在活塞下行时，燃烧室内的气体向外流到环形空间而产生膨胀流动即逆挤流。滚流是在进气过程中形成的绕气缸中心轴线形成的有组织的空气旋流。其在压缩过程中动量衰减较少，并能保持在压缩末期，当活塞接近上止点时，大尺度滚流会破裂为许多小尺寸的涡，使湍流强度增加。

燃油喷射过程中通过气流组织促进燃油雾化对柴油机燃烧性能至关重要。当柴油机采用直气道燃烧系统时，其一般采用高喷射压力的多孔喷油器及匹配合适的燃烧室廓形来合理组织气流实现较高的功率密度。其主要利用燃烧室廓形结构增强挤流加速混合。因此合理匹配燃烧室与油束的相对位置很有必要。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种适用于直气道燃烧系统的导流槽型燃烧室，以实现燃油喷射过程中增强气流运动促进油气混合。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种适用于直气道燃烧系统的导流槽型燃烧室，包括燃烧室、导流斜面、缸盖和喷油器，所述燃烧室的外形为缩口形轮廓结构，所述燃烧室的喉口与顶面之间设有所述导流斜面，所述导流斜面的底部边缘处设有圆角R，所述燃烧室的顶面周向均布若干导流槽，所述导流槽为外薄内深的叶片式结构，所述导流槽的叶片中心与所述燃烧室的中心重合，所述导流槽的双侧面设有一拔模角φ，且所述导流槽与所述导流斜面相交的位置为所述导流斜面的一半位置处，所述燃烧室的上方安装所述缸盖，所述缸盖的中间安装所述喷油器，所述喷油器的喷孔布置采用上下两排周向分排均布，所述喷油器的下排油束的中心轴线与所述喷油器的上排油束中心轴线相差360/n度，其中n为喷油器的总喷孔数。

进一步的，所述导流槽的数量与所述喷油器的上排油束的数量相等,且周向匹配。

进一步的，所述拔模角φ的取值范围为：10°≤φ≤25°。

进一步的，所述喷油器的下排油束的落点位置为所述燃烧室凹坑深度的二分之一位置。

进一步的，所述导流斜面的倾斜角为φ_z，其取值范围为：25°≤φ_z≤30°。

进一步的，所述圆角R的半径范围大于等于1mm。

进一步的，所述下排油束的位置与所述导流斜面的位置周向匹配。

相对于现有技术，本发明所述的适用于直气道燃烧系统的导流槽型燃烧室具有以下优势：