【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及的是一种内燃机燃烧系统，具体地说是氨燃料内燃机燃烧系统。
技术介绍
1、内燃机温室气体排放已经成为交通运输的重大问题，其中氨作为一种无碳替代燃料，是现阶段目标最直接有效、最具潜力的技术路线之一。但是氨燃料伴随点火性质差、火焰传播速度慢、以及燃烧稳定性差等问题，因此通常采用预燃室结构代替传统火花塞点燃燃料与空气的混合气，以提高点火能量。尽管如此，在大缸径内燃机中，燃料与空气的混合气被点燃后，仍然需要很长的火焰传播距离，导致内燃机燃烧稳定性差，燃烧持续期长，热效率无法提高，并且大缸径内燃机中燃料喷射量较大，且氨燃料热值较低，因此现阶段燃烧系统中应用氨燃料还存在混合不佳、空气利用率差等问题，阻碍了氨燃料的应用。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供可以克服氨燃料在大缸径预燃室式内燃机中火焰传播速度慢、燃烧不稳定、空气利用率差、热效率不佳等问题的一种用于降低火焰传播距离的大缸径预燃室式氨燃料内燃机燃烧系统。
2、本专利技术的目的是这样实现的：
3、本专利技术一种用于降低火焰传播距离的大缸径预燃室式氨燃料内燃机燃烧系统，其特征是：包括气缸盖(1)、气缸壁(2)、活塞(3)、氨燃料喷射器(6)、氨燃料直喷喷射器(8)、氨燃料低压喷射器(10)，气缸盖(1)安装在气缸壁(2)上，活塞(3)安装在气缸壁(2)里，气缸盖(1)、气缸壁(2)和活塞(3)形成主燃室(4)，气缸盖(1)里分别设置进气道(9)、排气道(11)、预燃室(5)、氨燃料直喷喷射器(8)
4、本专利技术还可以包括：
5、1、活塞(3)的中心为凸起的挤流台(3-1)，活塞(3)与气缸壁(2)相邻的端部设置活塞外边缘凹形回流结构(3-2)，活塞外边缘凹形回流结构(3-2)与挤流台(3-1)之间形成活塞外围特定分区(3-3)，活塞外围特定分区(3-3)与挤流台(3-1)之间为挤流导向面(3-4)。
6、2、主燃室(4)与预燃室(5)的连通方式为小孔连通，小孔采用渐缩孔、圆柱孔或螺旋孔，其倾斜角度保持指向活塞外围特定分区(3-3)。
7、3、主燃室(4)与预燃室(5)的连通方式为环形通道连通，环形通道采用固定间隙或采用可变间隙。
8、4、主燃室(4)与预燃室(5)连通处呈120°～155°夹角。
9、5、在进气冲程，通过进气道(9)上的氨燃料低压喷射器(10)向进气道(9)内喷射氨燃料，与空气混合后进入主燃室(4)内，进而形成预混合可燃混合气氛围。
10、6、在压缩冲程，通过气缸盖(1)上的直喷喷射器(8)向主燃室(4)内喷射氨燃料，直喷喷射器(8)可实现氨燃料的多次喷射，形成具有当量比梯度的可燃混合气，随着压缩冲程活塞(3)上行，通过活塞(3)中心凸起的挤流台(3-1)形成的强挤流作用，使主燃室(4)内的可燃混合气沿挤流导向面(3-4)分布于活塞外围特定分区(3-3)内，且利用外围的气流作用，促进直喷氨燃料与空气的混合，通过活塞(3)外边缘凹形回流结构(3-2)，在气流运动过程中减少燃料与空气的混合气泄漏出主燃室(4)。
11、7、在压缩冲程，通过安装在预燃室(5)上的氨燃料喷射器(6)向预燃室(5)内喷射氨燃料，在预燃室(5)内形成适合点燃的可燃混合气，在压缩冲程末期，通过安装在预燃室(5)内的火花塞(7)点燃预燃室(5)内的可燃混合气，形成高温高压射流(5-1)，高温高压射流(5-1)经过连通通道进入活塞外围特定分区(3-3)内，引燃主燃室(4)内的可燃混合气，主燃室(4)内的可燃混合气在活塞外围特定分区(3-3)内进行大范围燃烧。
12、本专利技术的优势在于：通过预燃室喷出的大范围高温射流引燃主燃室的外围分区内的混合气，扩大高温射流在主燃室内的有效分布。活塞采用中心凸起、外围分区的形式，降低主燃室中心区域的余隙高度，增加中心区域挤流面积，使氨燃料与空气的混合气分布在大缸径主燃室的外围特定分区内，主燃室内被引燃的混合气仅在特定分区内进行燃烧放热，以此降低可燃混合气在主燃室内的火焰传播距离，进而加快主燃室内混合气的燃烧速率，提高燃烧稳定性，实现预燃室式氨燃料内燃机高效燃烧过程。
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1.一种用于降低火焰传播距离的大缸径预燃室式氨燃料内燃机燃烧系统，其特征是：包括气缸盖(1)、气缸壁(2)、活塞(3)、氨燃料喷射器(6)、氨燃料直喷喷射器(8)、氨燃料低压喷射器(10)，气缸盖(1)安装在气缸壁(2)上，活塞(3)安装在气缸壁(2)里，气缸盖(1)、气缸壁(2)和活塞(3)形成主燃室(4)，气缸盖(1)里分别设置进气道(9)、排气道(11)、预燃室(5)、氨燃料直喷喷射器(8)，进气道(9)里设置氨燃料低压喷射器(10)，预燃室(5)里设置火花塞(7)和氨燃料喷射器(6)，主燃室(4)与预燃室(5)连通。
2.根据权利要求1所述的一种用于降低火焰传播距离的大缸径预燃室式氨燃料内燃机燃烧系统，其特征是：活塞(3)的中心为凸起的挤流台(3-1)，活塞(3)与气缸壁(2)相邻的端部设置活塞外边缘凹形回流结构(3-2)，活塞外边缘凹形回流结构(3-2)与挤流台(3-1)之间形成活塞外围特定分区(3-3)，活塞外围特定分区(3-3)与挤流台(3-1)之间为挤流导向面(3-4)。
3.根据权利要求1所述的一种用于降低火焰传播距离的大缸径预燃室式氨燃
4.根据权利要求1所述的一种用于降低火焰传播距离的大缸径预燃室式氨燃料内燃机燃烧系统，其特征是：主燃室(4)与预燃室(5)的连通方式为环形通道连通，环形通道采用固定间隙或采用可变间隙。
5.根据权利要求1所述的一种用于降低火焰传播距离的大缸径预燃室式氨燃料内燃机燃烧系统，其特征是：主燃室(4)与预燃室(5)连通处呈120°～155°夹角。
6.根据权利要求1所述的一种用于降低火焰传播距离的大缸径预燃室式氨燃料内燃机燃烧系统，其特征是：主燃室(4)与预燃室(5)的连接处包括中心孔，中心孔对应的活塞(4)区域设置燃料与空气混合气的独立分区。
7.根据权利要求1所述的一种用于降低火焰传播距离的大缸径预燃室式氨燃料内燃机燃烧系统，其特征是：在进气冲程，通过进气道(9)上的氨燃料低压喷射器(10)向进气道(9)内喷射氨燃料，与空气混合后进入主燃室(4)内，进而形成预混合可燃混合气氛围。
8.根据权利要求1所述的一种用于降低火焰传播距离的大缸径预燃室式氨燃料内燃机燃烧系统，其特征是：在压缩冲程，通过气缸盖(1)上的直喷喷射器(8)向主燃室(4)内喷射氨燃料，直喷喷射器(8)可实现氨燃料的多次喷射，形成具有当量比梯度的可燃混合气，随着压缩冲程活塞(3)上行，通过活塞(3)中心凸起的挤流台(3-1)形成的强挤流作用，使主燃室(4)内的可燃混合气沿挤流导向面(3-4)分布于活塞外围特定分区(3-3)内，且利用外围的气流作用，促进直喷氨燃料与空气的混合，通过活塞(3)外边缘凹形回流结构(3-2)，在气流运动过程中减少燃料与空气的混合气泄漏出主燃室(4)。
9.根据权利要求1所述的一种用于降低火焰传播距离的大缸径预燃室式氨燃料内燃机燃烧系统，其特征是：在压缩冲程，通过安装在预燃室(5)上的氨燃料喷射器(6)向预燃室(5)内喷射氨燃料，在预燃室(5)内形成适合点燃的可燃混合气，在压缩冲程末期，通过安装在预燃室(5)内的火花塞(7)点燃预燃室(5)内的可燃混合气，形成高温高压射流(5-1)，高温高压射流(5-1)经过连通通道进入活塞外围特定分区(3-3)内，引燃主燃室(4)内的可燃混合气，主燃室(4)内的可燃混合气在活塞外围特定分区(3-3)内进行大范围燃烧。
...【技术特征摘要】
1.一种用于降低火焰传播距离的大缸径预燃室式氨燃料内燃机燃烧系统，其特征是：包括气缸盖(1)、气缸壁(2)、活塞(3)、氨燃料喷射器(6)、氨燃料直喷喷射器(8)、氨燃料低压喷射器(10)，气缸盖(1)安装在气缸壁(2)上，活塞(3)安装在气缸壁(2)里，气缸盖(1)、气缸壁(2)和活塞(3)形成主燃室(4)，气缸盖(1)里分别设置进气道(9)、排气道(11)、预燃室(5)、氨燃料直喷喷射器(8)，进气道(9)里设置氨燃料低压喷射器(10)，预燃室(5)里设置火花塞(7)和氨燃料喷射器(6)，主燃室(4)与预燃室(5)连通。
2.根据权利要求1所述的一种用于降低火焰传播距离的大缸径预燃室式氨燃料内燃机燃烧系统，其特征是：活塞(3)的中心为凸起的挤流台(3-1)，活塞(3)与气缸壁(2)相邻的端部设置活塞外边缘凹形回流结构(3-2)，活塞外边缘凹形回流结构(3-2)与挤流台(3-1)之间形成活塞外围特定分区(3-3)，活塞外围特定分区(3-3)与挤流台(3-1)之间为挤流导向面(3-4)。
3.根据权利要求1所述的一种用于降低火焰传播距离的大缸径预燃室式氨燃料内燃机燃烧系统，其特征是：主燃室(4)与预燃室(5)的连通方式为小孔连通，小孔采用渐缩孔、圆柱孔或螺旋孔，其倾斜角度保持指向活塞外围特定分区(3-3)。
4.根据权利要求1所述的一种用于降低火焰传播距离的大缸径预燃室式氨燃料内燃机燃烧系统，其特征是：主燃室(4)与预燃室(5)的连通方式为环形通道连通，环形通道采用固定间隙或采用可变间隙。
5.根据权利要求1所述的一种用于降低火焰传播距离的大缸径预燃室式氨燃料内燃机燃烧系统，其特征是：主燃室(4)与预燃室(5)连通处呈120°～155°夹角。
6.根据权利要求...
【专利技术属性】
技术研发人员：礼博，吴岳霖，范立云，张瀚文，王广泽，李晶雪，陈晨，
申请(专利权)人：哈尔滨工程大学，
类型：发明
国别省市：
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