CN100458114C - 不连续斗笠状燃油喷雾形成装置 - Google Patents

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Abstract

不连续斗笠状燃油喷雾形成装置，主要包括多孔喷油器和位于其前方的碰撞体。多孔喷油器为传统的柴油机喷油器，其喷孔锥角为90度～140度，喷孔数为4～8个。碰撞体是由顶部凹坑壁面和圆台侧面形成的回转体，圆台侧面顶角为120度～178度。碰撞体悬吊在柴油机气缸盖底面上，碰撞体的中心线与多孔喷油器的喷孔锥中心线重合。多孔喷油器各喷孔喷出的燃油，首先在其附近形成实心锥形喷雾；实心锥形喷雾碰撞碰撞体的圆台侧面后在其上形成壁面喷雾；壁面喷雾离开圆台侧面后，向碰撞体的外侧贯穿，最终形成悬空喷雾。壁面喷雾和悬空喷雾沿周向扩散面积大。全部喷孔的喷雾在总体上看象一个不连续斗笠。

Description

不连续斗笠状燃油喷雾形成装置
技术领域
本发明涉及的是一种燃油喷雾形成装置，特别是一种涉及柴油机的不连续斗笠状燃油喷雾形成装置，属于动力机械工程技术领域。
背景技术
内燃机，作为当今用量最大、用途最广、无可匹敌的最重要的热力机械，主要包括柴油机和汽油机。柴油机采用多孔喷油器将燃油喷入气缸内，形成4～8个实心锥形喷雾，这种喷雾存在着密实的、雾化不良的核心部分；由于其喷雾锥角为10度～20度，燃油沿燃烧室周向的分布极不均匀。因此，燃油与空气混合不良，制约着柴油机性能的提高。已有技术中，Gianpietro E.Cossali等在论文“Effect of Spray-Wall Interaction on Air Entrainment in a TransientDiesel Spray”(SAE Paper 930920)中指出，利用喷雾碰壁可以改善燃油与空气的混合。典型的碰壁喷雾有两种。一种是S.Kato等在论文“New Type of DieselEngine by Impingement of Fuel Jet(OSKA-D)”(SAE Paper 901618)中提出的OSKA喷雾，由单孔喷油器和底部有中央平顶凸台的燃烧室形成。其缺点是，圆盘状喷雾的贯穿能力太弱，其中心部分含有的燃油太多。另一种是IchiroSkata等在论文“Development of TOYOTA Reflex Burn(TRB)System in DieselEngine”(SAE Trans.900658)中提出的丰田反射喷雾，由多孔喷油器和带凸缘的燃烧室形成。其不足是：在柴油机上应用时，只能采用小口径的深燃烧室；相邻喷孔的碰壁喷雾易相互干扰；碰壁喷雾易贯穿至燃烧室底壁或气缸盖底面。
发明内容
为了克服已有技术的不足和缺陷，本发明提供了一种用于内燃机，特别是用于柴油机的不连续斗笠状燃油喷雾形成装置，主要包括多孔喷油器、碰撞体、气缸盖、气缸、活塞和燃烧室。多孔喷油器为传统的柴油机喷油器，喷孔数为4～8个，喷孔锥角为90度～140度。喷孔锥角为喷油器所有喷孔中心线形成的锥面(喷孔锥)的顶角。多孔喷油器固定在气缸盖内，二者之间装有密封垫圈。碰撞体是由顶部凹坑壁面和圆台侧面形成的回转体。圆台侧面顶角(圆台母线与圆台中心线间夹角的两倍)为120度～178度。顶部凹坑可使壁面喷雾的向后贯穿部分悬空，同时为实心锥形喷雾的燃烧提供部分空气。碰撞体通过三只螺栓悬吊在柴油机气缸盖底面上，碰撞体中心线与多孔喷油器的喷孔锥中心线重合。多孔喷油器各喷孔喷出的燃油，首先在其附近形成实心锥形喷雾；实心锥形喷雾碰撞碰撞体圆台侧面后在其上形成壁面喷雾；壁面喷雾离开圆台侧面后，向碰撞体外侧贯穿，最终形成悬空喷雾。因为圆台侧面为凸面，凸面对壁面喷雾和悬空喷雾有发散作用，所以这两部分喷雾沿周向扩散面积大。在总体上看，全部喷孔的喷雾象一个斗笠：全部喷孔的实心锥形喷雾和壁面喷雾构成斗笠顶，全部喷孔的悬空喷雾构成斗笠边。同时，各喷孔的喷雾不连接。不连续斗笠状燃油喷雾由此得名。
本发明不连续斗笠状喷雾燃油形成装置与已有技术相比具有如下优点：通过多孔喷油器，利用实心锥形喷雾贯穿能力强的特点，快速将燃油喷至碰撞体的圆台侧面，这样可在碰撞体中心线附近只布少量燃油；实心锥形喷雾与碰撞体的圆台侧面碰撞后再将绝大部分燃油以悬空喷雾输送至碰撞体外侧。这使燃油的径向分布合理。含绝大部分燃油的悬空喷雾，扩散面积大，因而与空气的接触面积大，而且从上下两侧面卷吸空气，所以空气卷吸量大。同时，不连续斗笠状燃油喷雾中燃油沿周向的分布相当均匀，这使燃油的周向分布合理。总之，不连续斗笠状燃油喷雾形成装置可形成燃油与空气混合良好的喷雾。
附图说明
图1为本发明的不连续斗笠状燃油喷雾形成装置结构示意图。
图中，1是气缸盖，2是密封垫圈，3是多孔喷油器，4是实心锥形喷雾，5是碰撞体顶部凹坑壁面，6是壁面喷雾，7是碰撞体圆台侧面，8是悬空喷雾，9是密封铜垫，10是气缸，11是活塞环，12是活塞，13是燃烧室，14是碰撞体，15是螺栓。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施作进一步描述。
如图1所示，本发明的装置包括气缸盖1，密封垫圈2，多孔喷油器3，密封铜垫9，气缸10，活塞环11，活塞12，燃烧室13，碰撞体14，螺栓15。多孔喷油器3为传统的柴油机喷油器，其喷孔锥角为90度～140度，喷孔数为4～8个。多孔喷油器3固定在气缸盖1内，二者之间装有密封垫圈2。喷孔锥角为多孔喷油器所有喷孔中心线形成的锥面(喷孔锥)的顶角。碰撞体14是由顶部凹坑壁面5和圆台侧面7形成的回转体。圆台侧面顶角(圆台母线与圆台中心线间夹角的两倍)为120度～178度。顶部凹坑可使壁面喷雾6的向后贯穿部分悬空，同时为实心锥形喷雾4的燃烧提供部分空气。碰撞体14通过3只螺栓15悬吊在柴油机气缸盖1的底面上，每个螺栓位于多孔喷油器3相邻两喷孔中心线的正中间；碰撞体14的中心线与多孔喷油器3的喷孔锥中心线重合。气缸盖1与气缸10间装有密封铜垫9。活塞12在气缸10中往复运动，二者之间通过活塞环11密封。燃烧室13位于活塞12的顶部。
多孔喷油器3各喷孔喷出的燃油，首先在其附近形成实心锥形喷雾4；实心锥形喷雾4碰撞碰撞体14的圆台侧面7后在其上形成壁面喷雾6；壁面喷雾6离开圆台侧面7后，向碰撞体14的外侧贯穿，最终形成悬空喷雾8。因为圆台侧面7为凸面，凸面对壁面喷雾6和悬空喷雾8有发散作用，所以这两部分喷雾沿周向扩散面积大。在总体上看，全部喷孔的喷雾象一个斗笠：全部喷孔的实心锥形喷雾4和壁面喷雾6构成斗笠顶，全部喷孔的悬空喷雾8构成斗笠边。同时，各喷孔的喷雾不连接。不连续斗笠状燃油喷雾由此形成。

Claims (2)

1.一种不连续斗笠状燃油喷雾形成装置，包括气缸盖(1)、密封垫圈(2)、多孔喷油器(3)、密封铜垫(9)、气缸(10)、活塞环(11)、活塞(12)和燃烧室(13)，其特征在于还包括碰撞体(14)和螺栓(15)，多孔喷油器(3)固定在气缸盖(1)内，二者之间装有密封垫圈(2)，碰撞体(14)是由顶部凹坑壁面(5)和圆台侧面(7)形成的回转体，碰撞体(14)通过3只螺栓(15)悬吊在柴油机气缸盖(1)的底面上，每个螺栓位于多孔喷油器(3)相邻两喷孔中心线的正中间，碰撞体(14)的中心线与多孔喷油器(3)的喷孔锥体中心线重合，气缸盖(1)与气缸(10)间装有密封铜垫(9)，活塞(12)与气缸(10)通过活塞环(11)密封，燃烧室(13)位于活塞(12)的顶部。
2.根据权利要求1所述的不连续斗笠状燃油喷雾形成装置，其特征是多孔喷油器(3)为柴油机喷油器，其喷孔锥角为90度～140度，喷孔数为4～8个，碰撞体(14)的圆台侧面顶角为120度～178度。
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10212959A (ja) * 1997-01-31 1998-08-11 Isuzu Motors Ltd 衝突拡散燃焼用燃焼室
JPH11210468A (ja) * 1998-01-27 1999-08-03 Isuzu Motors Ltd 直接噴射式ディーゼルエンジンの燃焼室
CN1395028A (zh) * 2002-05-15 2003-02-05 江苏大学 直喷式柴油机预混合燃烧方法与装置

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