发动机及其双射流燃烧方法技术

一种发动机，包括气缸、缸盖、活塞、第一火花塞、第二火花塞以及用于向气缸内喷射燃料的喷油器，缸盖设置在所述气缸上，活塞可活动地设置在气缸内，缸盖上设有螺旋进气道和切向进气道，螺旋进气道用于向气缸输入涡流气，切向进气道用于向气缸输入空气，活塞靠近缸盖的端面设有第一燃烧槽、第二燃烧槽和第三燃烧槽，第一燃烧槽与第三燃烧槽之间通过第一射流通道连通，第二燃烧槽与第三燃烧槽之间通过第二射流通道连通，第一火花塞、第二火花塞和喷油器设置在缸盖上，第一火花塞对应第一燃烧槽设置，第二火花塞对应第二燃烧槽设置。本发明专利技术的发动机能实现整体稀燃模式下可靠稳定着火，有效提升燃烧热效率。本发明专利技术还涉及一种发动机双射流燃烧方法。

Engine and its dual jet combustion method

【技术实现步骤摘要】
发动机及其双射流燃烧方法
本专利技术涉及发动机燃烧
，特别涉及一种发动机及其双射流燃烧方法。
技术介绍
随着全球范围内对于节能减排及低碳经济的不断重视，探索内燃机高效清洁燃烧技术，实现内燃机的节能减排，是传统内燃机未来发展面临的重要挑战。长期以来，汽油发动机从化油器式发展到缸内直喷，甚至是高压缸内直喷，大量新技术的应用使得汽油发动机热效率显著升高，但从理论层面考虑，压缩比及混合气绝热指数无进一步改善的情况下，汽油发动机热效率提升的难度越来越大。基于此，高效汽油发动机的研究热点逐步向有效压缩比及缸内工质物化属性优化方面转变，汽油发动机稀薄燃烧过程正是在这种背景下提出的一项燃烧控制技术。现有的稀薄燃烧发动机，点火过程是影响其燃烧稳定性的重要因素，由于汽油/空气混合气存在点火稀限的限制，混合气浓度越稀，所需要的点火能量越高，对传统火花塞运行可靠性提出了巨大挑战。虽然目前已有高能点火系统进行了小批量生产，但其成本及维护费用远远高出传统点火系统。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供一种发动机，能实现整体稀燃模式下可靠稳定着火，有效提升燃烧热效率。一种发动机，包括气缸、缸盖、活塞、第一火花塞、第二火花塞以及用于向气缸内喷射燃料的喷油器，缸盖设置在所述气缸上，活塞可活动地设置在气缸内，缸盖上设有螺旋进气道和切向进气道，螺旋进气道用于向气缸输入涡流气，切向进气道用于向气缸输入空气，活塞靠近缸盖的端面设有第一燃烧槽、第二燃烧槽和第三燃烧槽，第一燃烧槽与第三燃烧槽之间通过第一射流通道连通，第二燃烧槽与第三燃烧槽之间通过第二射流通道连通，第一火花塞、第二火花塞和喷油器设置在缸盖上，第一火花塞对应第一燃烧槽设置，第二火花塞对应第二燃烧槽设置。在本专利技术的实施例中，上述第三燃烧槽设置于所述活塞的中部，所述第一燃烧槽和所述第二燃烧槽沿着所述第三燃烧槽的周向设置。在本专利技术的实施例中，上述切向进气道用于向所述第三燃烧槽对应的区域输入空气，所述切向进气道内设有第二进气门，所述缸盖上设有挡板，所述挡板的一端连接于所述缸盖，所述挡板的另一端延伸至所述第二进气门的下方，当所述第二进气门打开时，所述第二进气门的端部抵靠在所述挡板上。在本专利技术的实施例中，上述缸盖上还设有第一排气道和第二排气道，所述第一火花塞设置于所述螺旋进气道与所述切向进气道之间的所述缸盖上，所述第二火花塞设置于所述第一排气道与所述第二排气道之间的所述缸盖上。在本专利技术的实施例中，上述喷油器沿着所述气缸的轴线设置于所述缸盖的中部，所述喷油器的端部设有喷油嘴，所述喷油嘴上设有多个第一喷油孔和多个第二喷油孔，各所述第一喷油孔用于向靠近所述气缸壁的方向喷射燃料，各所述第二喷油孔用于向所述第三燃烧槽对应的区域喷射燃料，所述第一喷油孔的喷油量大于所述第二喷油孔的喷油量。在本专利技术的实施例中，上述第一喷油孔的中心线与所述缸盖的底面之间具有第一夹角，所述第二喷油孔的中心线与所述缸盖的底面之间具有第二夹角，所述第一夹角小于所述第二夹角。在本专利技术的实施例中，上述第一夹角为10°～50°；所述第二夹角为50°～80°。在本专利技术的实施例中，上述第一喷油孔的数量大于所述第二喷油孔的数量。在本专利技术的实施例中，上述第一喷油孔的孔径大于所述第二喷油孔的孔径。本专利技术还提供一种利用上述的发动机的双射流燃烧方法，所述方法包括：在进气冲程时，利用螺旋进气道向气缸输入涡流气，利用切向进气道向所述气缸输入空气，利用喷油器向所述气缸内喷入燃料形成稀混合气；在进气冲程末期与压缩冲程时，利用所述喷油器再次喷入燃料，部分燃料在涡流惯性作用下流向靠近所述气缸壁的区域；在压缩冲程末期时，缸盖与所述活塞的第一燃烧槽、第二燃烧槽和第三燃烧槽之间形成第一燃烧室、第二燃烧室和第三燃烧室，利用所述第一火花塞点燃第一燃烧室内的混合气，利用所述第二火花塞点燃第二燃烧室内的混合气，所述第一燃烧室内的火核经过第一射流通道形成高温射流火焰点燃所述第三燃烧室内的混合气，所述第二燃烧室内的火核经过第二射流通道形成高温射流火焰点燃所述第三燃烧室内的混合气。在本专利技术的实施例中，在小负荷工况时，先控制靠近所述缸盖排气侧的所述第二火花塞点火，后控制靠近进气侧的所述第一火花塞点火。在本专利技术的实施例中，在中负荷工况时，控制所述第一火花塞和所述第二火花塞同时点火。在本专利技术的实施例中，在大负荷工况时，先控制靠近所述进气侧的所述第一火花塞点火，后控制靠近排气侧的所述第二火花塞点火。在本专利技术的实施例中，在压缩冲程末期时，所述第一燃烧室和所述第二燃烧室内的混合气当量比为1.05～1.17，所述第三燃烧室内的混合气当量比小于0.65。本专利技术的的发动机的缸盖设置在气缸上，活塞可活动地设置在气缸内，缸盖上设有螺旋进气道和切向进气道，螺旋进气道用于向气缸输入涡流气，切向进气道用于向气缸输入空气，活塞靠近缸盖的端面设有第一燃烧槽、第二燃烧槽和第三燃烧槽，第一燃烧槽与第三燃烧槽之间通过第一射流通道连通，第二燃烧槽与第三燃烧槽之间通过第二射流通道连通，第一火花塞、第二火花塞和喷油器设置在缸盖上，第一火花塞对应第一燃烧槽设置，第二火花塞对应第二燃烧槽设置。本专利技术的发动机在压缩冲程末期，缸盖与活塞的第一燃烧槽、第二燃烧槽和第三燃烧槽之间形成多个燃烧室，燃烧膨胀压力形成高温、高速射流，并引燃点火能量需求较高的稀混合气，实现整体稀燃模式下可靠稳定着火，有效提升燃烧热效率，并改善燃烧循环变动。附图说明图1是本专利技术的发动机的局部结构示意图。图2是本专利技术的发动机的处于压缩冲程末期时的结构示意图。图3是本专利技术的缸盖的俯视结构示意图。图4是本专利技术的缸盖的局部结构示意图。图5是本专利技术的活塞的端面结构示意图。图6是本专利技术的喷油器的放大结构示意图。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本专利技术的实施方式作进一步地描述。图1是本专利技术的发动机的局部结构示意图。图2是本专利技术的发动机的处于压缩冲程末期时的结构示意图。如图1和图2所示，发动机10包括多组气缸11、缸盖12、活塞13、第一火花塞14a、第二火花塞14b和喷油器15。气缸11的端部封闭设置，缸盖12设置在气缸11的开口端上。在本实施例中，气缸11内具有燃烧汽油燃料的燃烧室101。图3是本专利技术的缸盖的俯视结构示意图。图4是本专利技术的缸盖的局部结构示意图。如图1、图2、图3和图4所示，缸盖12上设有螺旋进气道121、切向进气道123、第一排气道125和第二排气道127。螺旋进气道121、切向进气道123、第一排气道125和第二排气道127与燃烧室101连通。螺旋进气道121内设有控制螺旋进气道121与燃烧室101通、断的第一进气门122；切向进气道123内设有控制切向进气道123与燃烧室101通、断的第二进气门124；第一排气道125内设有控制第一排气道125与燃烧室101通、断的第一排气门126；第二排气道本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种发动机，其特征在于，包括气缸、缸盖、活塞、第一火花塞、第二火花塞以及用于向所述气缸内喷射燃料的喷油器，所述缸盖设置在所述气缸上，所述活塞可活动地设置在所述气缸内，所述缸盖上设有螺旋进气道和切向进气道，所述螺旋进气道用于向所述气缸输入涡流气，所述切向进气道用于向所述气缸输入空气，所述活塞靠近所述缸盖的端面设有第一燃烧槽、第二燃烧槽和第三燃烧槽，所述第一燃烧槽与所述第三燃烧槽之间通过第一射流通道连通，所述第二燃烧槽与所述第三燃烧槽之间通过第二射流通道连通，所述第一火花塞、所述第二火花塞和所述喷油器设置在所述缸盖上，所述第一火花塞对应所述第一燃烧槽设置，所述第二火花塞对应所述第二燃烧槽设置。/n

【技术特征摘要】
1.一种发动机，其特征在于，包括气缸、缸盖、活塞、第一火花塞、第二火花塞以及用于向所述气缸内喷射燃料的喷油器，所述缸盖设置在所述气缸上，所述活塞可活动地设置在所述气缸内，所述缸盖上设有螺旋进气道和切向进气道，所述螺旋进气道用于向所述气缸输入涡流气，所述切向进气道用于向所述气缸输入空气，所述活塞靠近所述缸盖的端面设有第一燃烧槽、第二燃烧槽和第三燃烧槽，所述第一燃烧槽与所述第三燃烧槽之间通过第一射流通道连通，所述第二燃烧槽与所述第三燃烧槽之间通过第二射流通道连通，所述第一火花塞、所述第二火花塞和所述喷油器设置在所述缸盖上，所述第一火花塞对应所述第一燃烧槽设置，所述第二火花塞对应所述第二燃烧槽设置。


2.如权利要求1所述的发动机，其特征在于，所述第三燃烧槽设置于所述活塞的中部，所述第一燃烧槽和所述第二燃烧槽沿着所述第三燃烧槽的周向设置。


3.如权利要求2所述的发动机，其特征在于，所述切向进气道用于向所述第三燃烧槽对应的区域输入空气，所述切向进气道内设有第二进气门，所述缸盖上设有挡板，所述挡板的一端连接于所述缸盖，所述挡板的另一端延伸至所述第二进气门的下方，当所述第二进气门打开时，所述第二进气门的端部抵靠在所述挡板上。


4.如权利要求3所述的发动机，其特征在于，所述缸盖上还设有第一排气道和第二排气道，所述第一火花塞设置于所述螺旋进气道与所述切向进气道之间的所述缸盖上，所述第二火花塞设置于所述第一排气道与所述第二排气道之间的所述缸盖上。


5.如权利要求1所述的发动机，其特征在于，所述喷油器沿着所述气缸的轴线设置于所述缸盖的中部，所述喷油器的端部设有喷油嘴，所述喷油嘴上设有多个第一喷油孔和多个第二喷油孔，各所述第一喷油孔用于向靠近所述气缸壁的方向喷射燃料，各所述第二喷油孔用于向所述第三燃烧槽对应的区域喷射燃料，所述第一喷油孔的喷油量大于所述第二喷油孔的喷油量。


6.如权利要求5所述的发动机，其特征在于，所述第一喷油孔的中心线与所述缸盖的底面之间具有第一夹角，所述第二喷油孔的中心线与所述缸盖的底面之间具有第二夹角，所述第一夹角...

【专利技术属性】
技术研发人员：杜家坤，陈泓，李钰怀，张双，冶麟，
申请(专利权)人：广州汽车集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44