一种压燃式内燃机燃烧装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种压燃式内燃机燃烧装置，包括缸盖、燃烧室和第一喷油器，所述燃烧室包括第一区域和第二区域，所述第一区域设置在所述缸盖内部；所述第一喷油器设置在所述第一区域内；所述第一区域的体积为所述燃烧室体积的10%~15%；与所述缸盖和燃烧室相切的平面为第一平面，在所述第一平面内，与所述缸盖的中心对称轴线相垂直的直线为第一轴线；沿着第一轴线的方向，第一区域远离第二区域的一侧的宽度为第一宽度，所述第一区域靠近所述第二区域的一侧的宽度为第二宽度，所述第一宽度小于所述第二宽度。这样的结构设计可以实现第一区域先着火，引燃第二区域，从而控制燃烧的着火时刻，使得整个燃烧过程平缓柔和有序，提高燃烧效率。

Compression ignition type combustion device for internal combustion engine

The invention discloses a compression ignition combustion device, comprising a cylinder head, a combustion chamber and a first fuel injector, the combustion chamber includes a first region and a second region, the first region is arranged inside the cylinder head; the first injector is arranged in the first region of the first volume of the region; as the size of the combustion chamber of the 10%~15%; and the cylinder head and the combustion chamber is tangent to the plane as the first plane, the first plane, a straight line perpendicular to the center axis of symmetry of the cylinder head is the first axis; along the first axis direction, the first side of the second regional areas away from the width of the first width first, the region near the second region width of second width, the first width is less than the width of second. The structure design can realize the first zone first ignition, ignite the second area, thus control the burning time of combustion, make the whole combustion process gentle, soft and orderly, improve combustion efficiency.

【技术实现步骤摘要】
一种压燃式内燃机燃烧装置
本专利技术涉及内燃机领域，特别涉及一种压燃式内燃机燃烧装置。
技术介绍
内燃机发展至今已有百余年的历程，仍然是热效率最高、功率密度最大、可靠性最好的原动机，被广泛应用于国民经济和国防建设各个领域。由于过去40年石油资源的枯竭和环境污染的严重性，且内燃机消耗全球约三分之二的石油资源，也是大气污染（氮氧化物、PM2.5等）和温室气体二氧化碳的最大排放源之一。据美国科学院等权威机构预测，“在可预见的未来，内燃机仍是汽车等动力装置的主要原动机，石油仍是内燃机的主要燃料”。因此，加强内燃机领域节能减排，已成为内燃机创新性技术革命的一件迫在眉睫的大事，是我国亟待解决的重大课题。在现有的内燃机节能减排技术中，燃烧技术创新是实现内燃机高效和清洁的最有效，最节约的途径。近年来，为应对日益严格的排放法规和燃油经济性法规，突破传统内燃机燃烧控制理论的局限性和单一性，并减轻对后处理装置的依赖性，涌现出诸如均质压燃（HCCI），部分预混合压燃（PPC），部分燃料分层（PFS），汽油直喷压燃（GCI）及活性可控燃烧（RCCI）等旨在实现发动机高效清洁燃烧的新型燃烧方式，它们都具有“预混合、压燃和低温燃烧”的本质特征，寻求利用稀薄、大比例空气或者废气稀释，创造有利于燃烧过程控制的氛围（温度、压力和氧浓度），通过主动燃料设计，意图实现对燃料燃烧化学反应过程的优化控制，期望进一步强制性、有序控制整个燃烧路径，从而有利于提高燃烧效率，兼顾低NOx、低碳烟等污染物排放的潜在优势。大量的研究表明，这种以缸内净化为主的低温燃烧方式已被认为是传统压燃和点燃式内燃机最具潜力的替代燃烧方式；在采用该低温燃烧方式的基础上，为了加强内燃机领域的节能减排，如何进一步控制整个燃烧路径，使得整个燃烧过程平缓柔和有序，提高燃烧效率，且控制燃烧的着火时刻，仍是现在急需解决的关键技术问题。
技术实现思路
本专利技术的具体目的在于提供一种结构简单而又有效解决这些问题的内燃机装置。有鉴于此，本专利技术实施例提供一种压燃式内燃机燃烧装置，包括缸盖、燃烧室和第一喷油器，所述燃烧室包括第一区域和第二区域，所述第一区域设置在所述缸盖内部；所述第一喷油器设置在所述第一区域内；所述第一区域的体积为所述燃烧室体积的10%~15%；与所述缸盖和燃烧室相切的平面为第一平面，在所述第一平面内，与所述缸盖的中心对称轴线相垂直的直线为第一轴线；沿着所述第一轴线的方向，所述第一区域远离所述第二区域的一侧的宽度为第一宽度，所述第一区域靠近所述第二区域的一侧的宽度为第二宽度，所述第一宽度小于所述第二宽度。优选地，所述第一区域与所述第二区域之间设置有隔板，所述隔板上设置有至少3个通孔，所述通孔连通所述第一区域与所述第二区域。优选地，在所述第一平面内，所述隔板与所述第一轴线平行设置。优选地，在所述第一平面内，所述隔板为沿着靠近所述第二区域的方向凸起的圆弧。优选地，所述第一区域设置在所述缸盖的中心位置。优选地，所述第一区域为圆拱形、梯形或者锥形。优选地，所述第一区域的壁面为所述缸盖的一部分，所述第一区域的壁面上设置有热障涂层。优选地，所述第一区域的壁面为所述缸盖的一部分，所述第一区域的壁面的材料为保温材料。优选地，所述第二区域内设置有第二喷油器。优选地，所述第一喷油器与所述第二喷油器喷射不同燃料。本专利技术实施例提供的压燃式内燃机燃烧装置具有以下积极有益效果：1.本专利技术的实施例提供的压燃式内燃机燃烧装置，燃烧室包括第一区域和第二区域，所述第一区域设置在所述缸盖内部；所述第一喷油器设置在所述第一区域内；这样的结构设计在压缩行程末期，向第一区域内喷入适当的燃料，经过碰撞、飞溅、雾化、蒸发，形成较浓的预混合气充量，使其处于易于压燃的状态。由于第一喷油器设置在第一区域内，且第一区域的体积仅占燃烧室体积的10%~15%，当活塞接近于压缩上止点时，气缸中空气被活塞挤压，在第一区域形成高密度、高速旋流气体，进一步促进第一区域内燃油与空气的混合，第一区域内处于着火界限的混合气，率先被压燃且多点着火。之后，火焰冲入第二区域，由第一区域引燃第二区域；在燃烧室内设置第一区域，且由于第一区域的体积较小，第一区域先着火，引燃第二区域，控制燃烧的着火时刻，从而控制整个燃烧路径，使得整个燃烧过程平缓柔和有序，提高燃烧效率。2.本专利技术的实施例提供的压燃式内燃机燃烧装置，在第一区域与第二区域之间设置带有通孔的隔板，可以使得当第一区域着火时，火焰以高温高压的射流形式，从第一区域冲入第二区域，与第二区域内的新鲜空气或者另外一种燃料进行充分混合，并开始第二区域放热及膨胀做功。相当于第一区域引燃第二区域通过多孔喷火的方式来进行；通孔的个数及形状设计，可以控制第一区域向第二区域喷火的火束数量及火束的流动方向，这样的结构设计能够进一步提高燃烧的效率；且第一区域向第二区域喷多数火束，通过不同的火束引燃第二区域内不同区域的气体燃烧，该第一区域相当于一个引燃火源，避免了传统的单点着火，火焰传播速度慢，热效率低的缺点；可以拓展稀燃着火的界限，提高燃油经济性；可以适应于更大的压缩比，有利于热效率的提高；避免了局部高温、富氧区域，抑制了NOx的排放。3.本专利技术的实施例提供的压燃式内燃机燃烧装置，首先在燃烧室内设置第一区域，这样的结构设计能够使得第一喷油器喷射的燃料不会快速进入第二区域，能够在第一区域形成一定浓度的聚集；其次，沿着所述第一轴线的方向，所述第一区域远离所述第二区域的一侧的宽度为第一宽度，所述第一区域靠近所述第二区域的一侧的宽度为第二宽度，所述第一宽度小于所述第二宽度，这样的结构设计方便活塞将第二区域的空气或者另外一种燃料压入第二区域内部；且在活塞的压缩过程中，由于第一区域的体积较小，更容易实现燃料在第一区域的聚集，从而在第一区域形成较浓的预混合气充量，使其处于易于压燃的状态，使得第一区域内的燃料先于第二区域的燃料着火，从而可以控制整个燃烧过程的着火时刻。4.本专利技术的实施例提供的压燃式内燃机燃烧装置，所述第一区域的壁面的材料选择保温材料或者在第一区域的壁面上设置热障涂层，这样的结构设计使得第一区域的壁面为热壁面，能够促进第一区域内燃油的雾化和蒸发，加快混合气的制备速度，有助于进一步控制第二区域的着火时刻发生。5.本专利技术的实施例提供的压燃式内燃机燃烧装置，可在燃烧室的第二区域内加装一个喷油器，喷入第二种燃料，形成双燃料内燃机的概念，用射流室喷出的高温高压气体，引燃外围的第二种燃料混合气，从而实现类似于RCCI内燃机的燃烧理念，有助于提高燃烧效率，降低污染物排放水平。6.本专利技术的实施例提供的压燃式内燃机燃烧装置，第一喷油器选择低沸点、高饱和蒸汽压、高挥发性、高十六烷值燃料，比如二甲醚，可减小喷雾“湿壁”现象，提高燃油经济性。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本专利技术实施例提供的一种压燃式内燃机燃烧装置的第一种结构示意图；图2是本专利技术实施例提供的一种压燃式内燃机燃烧装置的第二种结构示意图；图3是本专利技术实施例提供的一种压燃式内燃本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种压燃式内燃机燃烧装置，包括缸盖、燃烧室和第一喷油器，所述燃烧室包括第一区域和第二区域，所述第一区域设置在所述缸盖内部；所述第一喷油器设置在所述第一区域内；所述第一区域的体积为所述燃烧室体积的10%~15%；与所述缸盖和燃烧室相切的平面为第一平面，在所述第一平面内，与所述缸盖的中心对称轴线相垂直的直线为第一轴线；沿着所述第一轴线的方向，所述第一区域远离所述第二区域的一侧的宽度为第一宽度，所述第一区域靠近所述第二区域的一侧的宽度为第二宽度，所述第一宽度小于所述第二宽度。

【技术特征摘要】
1.一种压燃式内燃机燃烧装置，包括缸盖、燃烧室和第一喷油器，所述燃烧室包括第一区域和第二区域，所述第一区域设置在所述缸盖内部；所述第一喷油器设置在所述第一区域内；所述第一区域的体积为所述燃烧室体积的10%~15%；与所述缸盖和燃烧室相切的平面为第一平面，在所述第一平面内，与所述缸盖的中心对称轴线相垂直的直线为第一轴线；沿着所述第一轴线的方向，所述第一区域远离所述第二区域的一侧的宽度为第一宽度，所述第一区域靠近所述第二区域的一侧的宽度为第二宽度，所述第一宽度小于所述第二宽度。2.根据权利要求1所述的燃烧装置，其特征在于，所述第一区域与所述第二区域之间设置有隔板，所述隔板上设置有至少3个通孔，所述通孔连通所述第一区域与所述第二区域。3.根据权利要求2所述的燃烧装置，其特征在于，在所述第一平面内，所述隔板与...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖干，应保胜，
申请(专利权)人：武汉科技大学，
类型：发明
国别省市：湖北,42