[发明专利]一种燃用正辛醇内燃机的燃烧室

说明书

本发明针对生物燃料正辛醇的物理化学特性提供了一种燃用正辛醇内燃机的燃烧室结构和喷油器，在活塞顶部设置“ω”型凹坑，形成燃烧室，将喷油器置于活塞正上方中央处，所述喷油器的喷油轨迹与燃烧室形状相匹配。“ω”型凹坑顶部的直径为喉道直径；底部碗状最长的直径为碗状直径；燃烧室深度，为“ω”型凹坑顶端至碗状低端的高度；缩口角，为碗状轮廓与口径处的夹角θ；所述喷射正时，为燃料开始燃烧时，曲轴转角所在角度；所述喷射锥角，为喷射方向在XZ平面内与气缸轴线所形成的夹角α。结合燃烧室形状和喷油器控制喷油轨迹，使得所喷射的燃油能够最大限度的燃烧。

技术领域

本发明属于内燃机领域，具体涉及为生物燃料正辛醇量身设计的一套压燃内燃机燃烧室。

背景技术

化石燃料由于自身的不可再生性、储备有限以及环境污染较大等问题，促使高效的替代性燃料得以广泛的研究。其中多数研究可分为对燃料特性研究和内燃机可控参数对燃烧排放特性的研究两大类，力求提高燃烧效率，降低污染物排放。

虽然有不少对生物燃料可控参数的研究在柴油机或者汽油机中进行，但是生物燃料和柴油、汽油毕竟存在性质上的差异。本发明针对环保型生物燃料正辛醇的物理化学特性，开发出一种符合其自身形状的燃烧室形状，与合适的燃烧室相匹配形成气流运动，可进一步促进燃料迅速均匀地与空气混合，使燃烧过程更加完善。内燃机的燃烧从燃油开始喷入燃烧室到燃烧结束，整个过程只需要千分之几秒，燃油要在极短时间内完成良好的混合和燃烧，需要对燃烧室结构形状、喷射策略进行系统的研究和设计。

发明内容

针对上述技术问题，本发明提供一种针对生物燃料正辛醇的物理化学特性所设计的燃用正辛醇内燃机的燃烧室结构和喷油器，目的是为了提高燃烧效率，降低污染物排放。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种燃用正辛醇内燃机的燃烧室，活塞顶部设置“ω”型凹坑，形成燃烧室；还包括喷油器，所述喷油器的喷油轨迹与燃烧室形状相匹配。

进一步的，所述“ω”型凹坑上部分为圆柱形槽；下部分为横截面为圆弧形槽；所述圆弧形槽外边缘凸出于所述圆柱形槽，且所述圆弧形槽上口处形成缩口，所述圆弧形槽与所述圆柱形槽所成的角度为缩口角θ。缩口处有明显的的回缩趋势，可以增强挤流效果，但不能过度回缩，导致喷射的燃料无法充分燃烧，优选范围为：110°＜缩口角θ＜118°。

进一步的，所述“ω”型凹坑中部设有微尖凸起。凹坑中部的这种凸起，为助其形成涡流以及将中心区运动效果较弱的空气排出。

进一步的，所述圆柱形槽直径为喉道，所述喉道范围为：39.0mm＜喉道D＜40.0mm；活塞向上运动，缸内空气通过“喉道”被挤压进燃烧室凹坑由挤压产生涡流；活塞向下运动，凹坑内燃烧气体流通过“喉道”向活塞外部与空气混合燃烧形成逆涡流，“喉道”的长短直接决定了所形成的涡流，从而影响吸入的空气和喷入燃烧室的燃料的混合；

所述圆弧形槽最凸部位直径为碗状直径，所述碗状直径范围为：47.5mm＜碗状直径T＜48.0mm；

所述燃烧室深度为所述圆柱形槽口处至所述圆弧形槽底部所达距离，其中14.5mm＜燃烧室深度H＜17.5mm；在设置所述喉道和所述燃烧室深度时，保持压缩比不变的前提下，保持1.2＜喉道半径/深度＜2.2。在保证压缩比不变的前提下，喉道与深度成反比，略深的燃烧室会产生气流，从碗腔向上推至高温区进行燃烧，从而减少碳烟(soot)的形成