【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及发动机，尤其涉及一种燃烧系统、气体发动机及燃烧系统设计方法。
技术介绍
1、高压直喷压燃式天然气发动机简称hpdi发动机，在压缩上止点前用5％的柴油喷入气缸引燃，95％的天然气以300bar的压力喷入到火焰中成为主燃料燃烧做功。hpdi发动机能够保持与原柴油机相同的功率和扭矩，其动力性与柴油机完全相同，比火花塞点燃式燃气发动机功率和扭矩提高20％。
2、现有技术中，部分hpdi发动机采用耦合式喷射器，即柴油喷射和天然气喷射由同一支喷油器完成，其布置形式如图1和图2所示，喷油器采用双排孔设计，其中，下层喷油孔为柴油喷射孔，上层喷射孔为天然气喷射孔，多个天然气喷射孔和多个柴油喷射孔均沿喷油器周向间隔布置，多个天然气喷射孔和多个柴油喷射孔一一对应分布，天然气喷射孔的中心轴线和所对应的柴油喷射孔的中心轴线位于同一平面且平行，柴油喷射孔喷射的柴油气束较天然气喷射孔喷射的天然气气束短。
3、上述采用耦合式喷射器的hpdi发动机，由于喷油器里的天然气通道需要用柴油密封，气轨的压力决定了柴油和天然气的喷射压力。受制于气轨的加工难度，目前气轨压力较低，虽然柴油用量较低，但整体喷射持续期较长，柴油雾化较差。
4、为此，现有技术提出了一种双喷射器燃烧系统，如图3所示，在燃烧室中心布置天然气喷射器1000＇，边缘布置燃油喷射器2000＇，将柴油喷射和天然气喷射独立开，以解决柴油喷射压力受天然气轨压的影响，达到提升柴油喷射压力，缩短喷射持续期以及提升喷油雾化效果的目的。
5、上述采用双喷射器的
6、因此，亟需一种燃烧系统，以解决上述技术问题。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提出一种燃烧系统、气体发动机及燃烧系统设计方法，能够实现以最少的燃油雾束更好地引燃多个天然气雾束的效果，缩短燃烧持续期，提升气体发动机的燃烧效率。
2、为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：
3、燃烧系统，包括活塞、气缸盖、天然气喷射器和燃油喷射器，所述活塞和所述气缸盖之间围成有燃烧室，所述气缸盖上设有空气进气道，所述空气进气道被配置为使所述燃烧室内的气流沿所述燃烧室的周向以涡流的形式流动；所述天然气喷射器与所述活塞同轴布置，所述天然气喷射器上设有周向间隔布置的多个天然气喷射孔；
4、所述燃油喷射器的中心轴线与第一预设平面的相交点为第一相交点，所述天然气喷射器的中心轴线与所述第一预设平面的相交点为第二相交点，所述第一预设平面垂直于所述活塞的中心轴线，所述第一相交点和所述第二相交点的连线为基准线；
5、所述燃油喷射器上设有第一燃油喷射孔和第二燃油喷射孔，所述第一燃油喷射孔和所述第二燃油喷射孔分别位于所述基准线的两侧，所述第一燃油喷射孔的中心轴线与所述基准线的夹角为α，所述第二燃油喷射孔的中心轴线与所述基准线之间的夹角为β，α＞β；
6、垂直于所述基准线且所述燃油喷射器的中心轴线所在的平面为第二预设平面，所述第一燃油喷射孔位于所述第二预设平面靠近所述天然气喷射器的一侧；所述第二燃油喷射孔的油束喷射方向与以涡流形式流动的气流流经所述燃油喷射器时的气流切向之间的夹角为锐角。
7、作为上述燃烧系统的一种优选技术方案，所述第一燃油喷射孔的直径为d1，所述第二燃油喷射孔的直径为d2，d1＞d2。
8、作为上述燃烧系统的一种优选技术方案，。所述第一燃油喷射孔的中心轴线和所述第二燃油喷射孔的中心轴线共面。
9、作为上述燃烧系统的一种优选技术方案，所述第一燃油喷射孔的中心轴线与所述燃油喷射器的中心轴线之间的夹角为第一喷射锥角，所述第二燃油喷射孔的中心轴线与所述燃油喷射器的中心轴线之间的夹角为第二喷射锥角，所述第一喷射锥角等于所述第二喷射锥角且均为θ，θ≤90°。
10、作为上述燃烧系统的一种优选技术方案，5°≤α≤60°，5°≤β≤60°。
11、作为上述燃烧系统的一种优选技术方案，所述天然气喷射孔的中心轴线与所述天然气喷射器的中心轴线之间的夹角为γ，60°≤γ≤85°。
12、作为上述燃烧系统的一种优选技术方案，所述天然气喷射孔设有八个，八个所述天然气喷射孔沿所述天然气喷射器的中心轴线周向均匀分布。
13、作为上述燃烧系统的一种优选技术方案，每个所述天然气喷射孔的中心轴线与所述天然气喷射器的中心轴线均位于第三预设平面，所述燃油喷射器位于其中两个相邻的所述第三预设平面围成的区域内。
14、为了实现上述目的，本专利技术还提供了一种气体发动机，包括缸体，及如上任一方案所述的燃烧系统，所述缸体与所述气缸盖相连，所述缸体上设有活塞孔，所述活塞滑动设于所述活塞孔内。
15、为了实现上述目的，本专利技术还提供了一种燃烧系统设计方法，应用于上述任一方案所述的燃烧系统，所述燃烧系统设计方法包括以下步骤：
16、构建燃烧系统三维模型，并基于该燃烧系统的三维模型进行三维燃烧仿真；
17、若所述第一燃油喷射孔喷射的油束能够喷到所述天然气喷射器的底面和/或活塞的顶面，则减小所述第一燃油喷射孔的中心轴线与所述燃油喷射器的中心轴线之间的夹角；
18、若所述第二燃油喷射孔喷射的油束能够喷到所述天然气喷射器的底面和/或所述活塞的顶面，则减小所述第二燃油喷射孔的中心轴线与所述燃油喷射器的中心轴线之间的夹角；
19、若所述第二燃油喷射孔喷射的油束能够碰到所述天然气喷射器的侧面，则增大所述第二燃油喷射孔的中心轴线与所述燃油喷射器的中心轴线之间的夹角；
20、若所述第二燃油喷射孔喷射的油束不能引燃和所述第二燃油喷射孔位于所述基准线同一侧的天然气气束，以及所述天然气喷射器背对所述燃油喷射器一侧的天然气气束，则增大所述第二燃油喷射孔的孔径；
21、若所述第一燃油喷射孔喷射的油束不能引燃和所述第一燃油喷射孔位于基准线同一侧且除所述天然气喷射器背对所述燃油喷射器一侧的天然气气束之外的其他天然气气束，则增大所述第一燃油喷射孔的孔径。
22、本专利技术有益效果：本专利技术提供的燃烧系统及气体发动机，将天然气喷射器与活塞同轴，并将燃油喷射器设于天然气喷射器的一侧，第一燃油喷射孔和第二燃油喷射孔分别位于基准线的两侧且α＞β，且第二燃油喷射孔的油束喷射方向与以涡流形式流动的气流流经燃油喷射器时的气流切向之间的夹角为锐角，第二燃油喷射孔喷射的油束点燃和该第二燃油喷射孔同一侧的部分天然气气束，并在燃烧室内涡流的作用下，随着第二燃油喷射孔持续喷射油束，油束点燃天然气气束形成的火焰逐渐沿着涡流方向变长，从而利用第二燃油喷射孔喷射的油束点燃天然气喷射器背对燃油喷射器一侧的本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.燃烧系统，其特征在于，包括活塞、气缸盖、天然气喷射器(2)和燃油喷射器(1)，所述活塞和所述气缸盖之间围成有燃烧室，所述气缸盖上设有空气进气道，所述空气进气道被配置为使所述燃烧室内的气流沿所述燃烧室的周向以涡流的形式流动；所述天然气喷射器(2)与所述活塞同轴布置，所述天然气喷射器(2)上设有周向间隔布置的多个天然气喷射孔；
2.根据权利要求1所述的燃烧系统，其特征在于，所述第一燃油喷射孔(11)的直径为D1，所述第二燃油喷射孔(12)的直径为D2，D1＞D2。
3.根据权利要求1所述的燃烧系统，其特征在于，所述第一燃油喷射孔(11)的中心轴线和所述第二燃油喷射孔(12)的中心轴线共面。
4.根据权利要求1所述的燃烧系统，其特征在于，所述第一燃油喷射孔(11)的中心轴线与所述燃油喷射器(1)的中心轴线之间的夹角为第一喷射锥角，所述第二燃油喷射孔(12)的中心轴线与所述燃油喷射器(1)的中心轴线之间的夹角为第二喷射锥角，所述第一喷射锥角等于所述第二喷射锥角且均为θ，θ≤90°。
5.根据权利要求1所述的燃烧系统，其特征在于，5°≤α
6.根据权利要求1所述的燃烧系统，其特征在于，所述天然气喷射孔的中心轴线与所述天然气喷射器(2)的中心轴线之间的夹角为γ，60°≤γ≤85°。
7.根据权利要求1所述的燃烧系统，其特征在于，所述天然气喷射孔设有八个，八个所述天然气喷射孔沿所述天然气喷射器(2)的中心轴线周向均匀分布。
8.根据权利要求7所述的燃烧系统，其特征在于，每个所述天然气喷射孔的中心轴线与所述天然气喷射器(2)的中心轴线均位于第三预设平面，所述燃油喷射器(1)位于其中两个相邻的所述第三预设平面围成的区域内。
9.气体发动机，其特征在于，包括缸体，及如权利要求1至8任一项所述的燃烧系统，所述缸体与所述气缸盖相连，所述缸体上设有活塞孔，所述活塞滑动设于所述活塞孔内。
10.燃烧系统设计方法，其特征在于，应用于权利要求1至8任一项所述的燃烧系统，所述燃烧系统设计方法包括以下步骤：
...【技术特征摘要】
1.燃烧系统，其特征在于，包括活塞、气缸盖、天然气喷射器(2)和燃油喷射器(1)，所述活塞和所述气缸盖之间围成有燃烧室，所述气缸盖上设有空气进气道，所述空气进气道被配置为使所述燃烧室内的气流沿所述燃烧室的周向以涡流的形式流动；所述天然气喷射器(2)与所述活塞同轴布置，所述天然气喷射器(2)上设有周向间隔布置的多个天然气喷射孔；
2.根据权利要求1所述的燃烧系统，其特征在于，所述第一燃油喷射孔(11)的直径为d1，所述第二燃油喷射孔(12)的直径为d2，d1＞d2。
3.根据权利要求1所述的燃烧系统，其特征在于，所述第一燃油喷射孔(11)的中心轴线和所述第二燃油喷射孔(12)的中心轴线共面。
4.根据权利要求1所述的燃烧系统，其特征在于，所述第一燃油喷射孔(11)的中心轴线与所述燃油喷射器(1)的中心轴线之间的夹角为第一喷射锥角，所述第二燃油喷射孔(12)的中心轴线与所述燃油喷射器(1)的中心轴线之间的夹角为第二喷射锥角，所述第一喷射锥角等于所述第二喷射锥角且均为θ，θ≤9...
【专利技术属性】
技术研发人员：李志杰，刘俊龙，王雪鹏，曾笑笑，马飞，李旭聪，
申请(专利权)人：潍柴动力股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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