具有多路燃料喷射感应涡旋的发动机的燃烧系统技术方案

一种内燃发动机包括限定出镗孔的发动机组件以及布置在镗孔内且可移动的活塞。活塞和发动机组件协作以限定其之间的燃烧室。直喷燃料系统沿线性路径引导燃料射流至燃烧室内。燃烧室包括波状表面，其具有多个环形凹部。波状表面把来自线性路径的燃料射流划分且重新引导成多个独立旋转涡旋。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术一般涉及用于内燃发动机的燃烧系统，和操作该内燃发动机的方法。
技术介绍
现代发动机组件，包括但不限于柴油发动机，可包括直喷燃料系统，其具有燃料喷射器，该燃料喷射器直接喷射燃料流(即燃料射流)至发动机组件的燃烧室中。燃料射流与燃烧室内的空气在燃烧前混合。在燃料射流和燃烧室内的空气之间的混合的程度影响燃料经济性和内燃发动机的碳氢化合物排放。
技术实现思路
提供一种内燃发动机。该内燃发动机包括发动机组件，其限定镗孔。该镗孔沿中心镗孔轴线延伸。活塞被布置在该镗孔中。活塞被配置为在该镗孔内沿中心镗孔轴线往复运动。活塞和发动机组件协作以限定其之间的燃烧室。直喷燃料系统包括燃料喷射器，其被配置为沿线性路径喷射燃料射流至燃烧室内。燃烧室包括波状表面，其限定多个环形凹部。环形凹部重新引导燃料射流的线性路径成为多个独立的旋转涡旋。还提供一种操作内燃发动机的方法。该方法包括沿线性路径喷射燃料射流至由活塞和发动机组件限定的燃烧室内。燃料射流被分为多个部分，且燃料射流的该多个部分的每个的线性路径都被重新引导为多个独立的旋转涡旋。因此，多个环形凹部的每个导致一部分燃料射流以涡旋旋转，由此提供多个独立的旋转涡旋。独立的旋转涡旋增加燃料射流和燃烧室内的空气之间的混合，由此改善了燃料经济性，以及碳氢化合物、烟灰和一氧化碳排放。当结合附图时，从下面的用于执行如所附权利要求限定的本专利技术的一些最佳方式和其它实施例的具体描述可容易地明白本专利技术的上述特征和优点，以及其它特征和优点。附图说明图1是发动机组件的横截面视图。图2是发动机组件的活塞的平面视图，其示出了垂直于中心镗孔轴线的其波状表面的第一实施例。图3是平行于中心镗孔轴线的波状表面的第一实施例的横截面视图。图4是活塞的平面视图，其示出了垂直于中心镗孔轴线的其波状表面的第二实施例。图5是平行于中心镗孔轴线的波状表面的第二实施例的横截面视图。图6是活塞的平面视图，其示出了垂直于中心镗孔轴线的其波状表面的第三实施例。图7是平行于中心镗孔轴线的波状表面的第三实施例的横截面视图。图8是活塞的平面视图，其示出了垂直于中心镗孔轴线的其波状表面的第四实施例。图9是平行于中心镗孔轴线的波状表面的第四实施例的横截面视图。图10是平行于中心镗孔轴线的波状表面的第五实施例的横截面视图。具体实施例方式本领域技术人员将认识到，术语例如“上”、“下”、“向上”、“向下”、“顶部”、“底部”等是就附图的描述，且不在由所附权利要求限定的本专利技术的范围上具有限制性。参考附图，其中在多个视图中相同的标号指示相同的部件，内燃发动机一般以20示出。内燃发动机20可包括但不限于汽油发动机或柴油发动机。参考图1,内燃发动机20包括发动机组件22。发动机组件22包括但不限于发动机缸体24和汽缸盖26。发动机缸体24限定镗孔28，该镗孔沿中心镗孔轴线30延伸。汽缸盖26被附连至发动机缸体24且临近镗孔28。活塞32被布置在镗孔28中，且在镗孔28内沿中心镗孔轴线30往复地运动以驱动曲轴33的旋转。活塞32包括径向中心部34，该径向中心部与中心镗孔轴线30对齐。活塞32和发动机组件22，且特别是发动机缸体24和汽缸盖26，协作以限定其之间的燃烧室36。内燃发动机20进一步包括直喷燃料系统38。直喷燃料系统38包括燃料喷射器40，其与燃烧室36流体连通。燃料喷射器40喷射燃料流(即燃料射流)至燃烧室36内。燃料射流被沿线性路径42喷入燃烧室36内。尽管应认识到喷射的燃料射流可在一距离上呈扇形喷出以限定一束喷出的燃料射流，该束的中心线沿直的非曲线的线性路径42延伸。一旦喷射到燃烧室36内，燃料射流可与燃烧空气混合以形成燃料/空气混合物。直喷燃料系统38进一步包括燃料泵44。该燃料泵44给燃料喷射器40提供加压燃料。例如，燃料泵44可提供至少120Mpa压力且更优选地大于200Mpa压力的燃料至燃料喷射器40。如图2-7所示，燃料喷射器40被相对于镗孔28和活塞32定位以将燃料射流沿大致平行于中心镗孔轴线30的线性路径42喷射到燃烧室36内。燃料喷射器40被定位为使得燃料射流的中心线被定位为大致与中心镗孔轴线30同轴线。这样，燃料射流的线性路径42的中心线被置中在活塞32的径向中心34处。替换地，如图8-10所示，燃料喷射器40可被相对于镗孔28和活塞32定位，以将燃料射流沿大致垂直于中心镗孔轴线30的线性路径42喷射到燃烧室36内。燃料喷射器40被定位为使得燃料射流的中心线被定位为与中心镗孔轴线30垂直。这样，燃料射流的线性路径42的中心线与活塞32的径向中心34相交。燃料射流的线性路径42被以相对于一相对于中心镗孔轴线30垂直地布置的平面成角度地布置。该角度小于二十度(20° )，且当直接垂直时(例如如图8和9中所示)可包括零度(0° )的角度。但是，如图10中所示，该角度可优选地包括范围在十度(10° )和十五度(15° )之间的数值。燃烧室36包括波状表面46。优选地且如所不,波状表面46由活塞32的轴向端表面48限定。但是，应认识到波状表面46可例如由直接布置在镗孔28上方的汽缸盖26的下垂直表面限定。波状表面46限定了多个环形凹部50。环形凹部50的每个都重新引导燃料射流的一部分的线性路径42。环形凹部50重新引导燃料射流成为多个独立的旋转涡旋。波状表面46被设定形状和/或形成为把来自燃料喷射器40的燃料射流分布为多个相等部分52，大致如附图标记52所指。燃料射流的每个部分52都被朝向多个环形凹部50的至少一个引导。环形凹部50的每个都限定环形流动路径54以接收和重新引导在其内接收的燃料射流的部分52。每个环形凹部50的环形流动路径54重新引导燃料射流的线性路径42成为旋转的圆形路径，该圆形路径限定出涡旋。因此，当燃料射流被喷射至燃烧室36内时，燃料射流沿线性路径42移动直至燃料射流接触波状表面46。一旦燃料射流初始接触波状表面46，波状表面46将燃料射流的流分为部分52，这些部分被朝向一个或多个环形凹部50引导。每个环形凹部50进一步引导其内接收的燃料射流的流至旋转圆形路径中，其由此限定多路涡旋，即每个环形凹部50 —个涡旋。多路涡旋增加燃料/空气混合率以提供更均匀和完全的混合燃料/空气混合物。每个环形凹部50都包括边缘壁56。每个环形凹部50的边缘壁56大致平行于中心镗孔轴线30延伸。每个环形凹部50的每个边缘壁56被形成为限定内凹壁表面(例如如图3中所示)、倾斜壁表面(例如如图5中所示)、或直壁表面(例如如图7中所示)的其中之O参考图2和3，波状表面的第一实施例被一般地以146示出。如图2和3中所示，多个环形凹部50被布置成相对的对。环形凹部50的相对对中的每个环形凹部50都被布置为跨活塞32的径向中心34彼此相对。环形凹部50的每个相对对中的每个环形凹部50都沿相同旋转方向引导其内接收的燃料射流的部分52。如所示，环形凹部50引导燃料射流以沿顺时针旋转方向旋转。但是，应认识到波状表面146可替换地引导燃料射流沿逆时针旋转方向旋转。如所示，波状表面146包括八个环形凹部50，其形成4个相对对的环形凹部50。但是，应认识到，环形凹部50的相对数量和环形凹部50的相对对的数量可不同于所/Jn ο参考图4和5，波状表面本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种内燃发动机，包括：发动机组件，其限定沿中心镗孔轴线延伸的镗孔；活塞，其被布置在镗孔内且配置为在该镗孔内沿中心镗孔轴线往复运动；其中，活塞和发动机组件协作以限定燃烧室；直喷燃料系统，其具有燃料喷射器，该燃料喷射器被配置为沿线性路径喷射燃料射流至燃烧室内；和其中，燃烧室包括波状表面，该波状表面限定多个环形凹部，该环形凹部被配置为将燃料射流的线性路径重新引导成为多个独立旋转涡旋。

【技术特征摘要】
2011.10.17 US 13/274,5291.一种内燃发动机，包括 发动机组件，其限定沿中心镗孔轴线延伸的镗孔； 活塞，其被布置在镗孔内且配置为在该镗孔内沿中心镗孔轴线往复运动； 其中，活塞和发动机组件协作以限定燃烧室； 直喷燃料系统，其具有燃料喷射器，该燃料喷射器被配置为沿线性路径喷射燃料射流至燃烧室内；和 其中，燃烧室包括波状表面，该波状表面限定多个环形凹部，该环形凹部被配置为将燃料射流的线性路径重新引导成为多个独立旋转涡旋。2.如权利要求1所述的内燃发动机，其中，所述波状表面由活塞的轴向端表面限定。3.如权利要求2所述的内燃发动机，其中，所述波状表面将来自燃料喷射器的燃料射流分布为多个相等部分，所述燃料射流的每个部分都被朝向该多个环形凹部的至少一个引导。4.如权利要求3所述的内燃发动机，其中，每个环形凹部限定用于燃料射流的每个相等部分的环形流动路径。5.如权利要求3所述的内燃发动机，其中，每个环形凹部都包...

【专利技术属性】
技术研发人员：RD斯特劳布，
申请(专利权)人：通用汽车环球科技运作有限责任公司，
类型：发明
国别省市：