CN101113683A - 一种直喷式柴油机燃烧系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种直喷式柴油机燃烧系统，其包括：进气道(1)，喷油器(2)，排气道(3)，活塞(4)，燃烧室(5)，以及电加热塞(6)。进气道(1)为螺旋式，在气门处，气道呈螺旋状，使气流在缸内形成涡流，促使均匀混合气的形成。压电式多孔型喷油器(2)安装在燃烧室(5)中心，与高压共轨装置一起作为供油系统，能产生1500～2200bar的喷油压力。多次喷油、灵活喷油控制，能保证燃油的雾化效果，100。～160。的喷油锥角与ω形燃烧室相匹配，能有效防止燃烧湿壁现象。燃烧室的设计采用了缩口ω形燃烧室，使混合气在压缩过程中能产生一定的挤流，也能提高混合气的混合效果。在两个气道之间设置的电加热塞可以有效改善柴油机的冷启动效果。
Description
技术领域
本发明公开了一种燃烧系统，特别是用于柴油机的燃烧系统。
背景技术
传统柴油机NOX和PM排放较高，不利于环境的保护。柴油发动机产生NOX和PM的原因在于传统柴油机的混合气不均匀，在气缸内呈颗粒状。这样就使柴油机燃烧时气缸内存在油浓区域和稀油区域。在浓油区域，燃料燃烧不完全，产生大量的颗粒；而在稀油区域，富氧状态加高温条件，将产生大量的NOX。要从根本上抑制柴油机NOX和PM排放，需要使混合气在燃烧前充分地均匀混合。
发动机均质充量压缩着火HCCI(homogeneous charge compressionignition)燃烧是一种全新的燃烧方式。它能有效降低传统内燃机的燃油消耗和排放问题，特别是能同时降低柴油机NOx和颗粒物(PM)的排放，并进一步增加热效率，不但保留了原有的节能优势，还大大降低了排放，使其性能更加完美，这无疑具有很大的发展前景。
随着排放法规的日益严格和发动机技术的进步，均匀燃烧技术在节约能源和降低排放方面的潜力引起了世界各国的高度重视。美国、欧洲和日本的一些研究机构和企业都在大力开展这一领域的研究工作，并成为目前发动机领域的一个研发热点。
发明内容
本发明的目的是提供一种直喷柴油机燃烧系统。通过进气道和燃烧烧室对混合气流的组织，以及喷油策略的选择，使得柴油和空气在气缸内充分混合均匀，进而在压缩上止点附近产生均匀燃烧。
本发明的技术方案如下：
一种直喷式柴油机燃烧系统，包括进气道、喷油器、排气道、活塞、以及燃烧室，其中进气道为螺旋式，在进气门处呈螺旋状，使气流在缸内形成涡流；喷油器为压电式多孔喷油器，其喷油锥角与燃烧室相匹配。该燃烧系统还包括设置在两个进气道之间的电加热塞。
喷油器具有8个喷油孔，能产生1500～2200bar的喷油压力；喷油锥角为
；燃烧室为缩口ω形燃烧室；螺旋状进气道产生的涡流比在1.0到3.0之间。
本发明还公开了包括上述燃烧系统的直喷式柴油机，其还包括高压油轨、高压油泵、燃油滤清器、低压油泵和油箱。
采用本发明的燃烧系统，均匀燃烧能够使燃烧更充分，从而有效抑制柴油机氮氧化物和颗粒排放；可以减小柴油发动机噪声，另外能够提高发动机的冷启动效果。
附图说明
图1：燃烧系统结构示意图；
图2：具有图1燃烧系统的直喷柴油机结构示意图；
图3：进气道示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进行具体的描述。
如图1所示，本发明的直喷式柴油机燃烧系统包括：进气道1，喷油器2，排气道3，活塞4，燃烧室5，以及电加热塞6。进气道1为螺旋式，由于在气门处，气道呈螺旋状(如图3所示)，使气流在缸内形成涡流，促使均匀混合气的形成。压电式多孔型喷油器2安装在燃烧室5中心，与高压共轨装置一起作为供油系统，能产生1500～2200bar的喷油压力。压电式多孔喷油器，在单循环内可实现5次以上的燃油喷射，充分提高了油气混合效果；多次喷油、灵活喷油控制，8个喷油孔能保证燃油的雾化效果，
的喷油锥角与ω形燃烧室相匹配，能有效防止燃烧湿壁现象。燃烧室的设计采用了缩口ω形燃烧室，使混合气在压缩过程中能产生一定的挤流，也能提高混合气的混合效果。在两个进气道之间设置的电加热塞可以有效改善柴油机的冷启动效果。
图2为该燃烧系统应用于均质充量型缸内直喷柴油机的基本构造图，由高压油轨7，高压油泵8，燃油滤清器9，低压油泵10，油箱11组成。
当发动机工作时，燃料直接喷入气缸内，喷油时刻在压缩上止点前150
至压缩上止点后
之间调节，喷油嘴喷油后大部分油雾都集中在ω形燃烧室内。
在不同工况的进气过程中，螺旋气道产生的涡流比在1.0到3.0之间。当活塞压缩混合气至上止点附近时产生自燃，由于是均质混合气，所以燃烧同时发生，有较高热效率和较好的排放效果。
Claims (6)
1.一种直喷式柴油机燃烧系统，包括进气道(1)、喷油器(2)、排气道(3)、活塞(4)、以及燃烧室(5)，其特征在于：进气道(1)为螺旋式，在进气门处呈螺旋状，使气流在缸内形成涡流；喷油器(2)为压电式多孔喷油器，其喷油锥角与燃烧室相匹配。
2.根据权利要求1所述的直喷式柴油机燃烧系统，其特征在于：还包括设置在两个进气道之间的电加热塞(6)。
3.根据权利要求1或2所述的直喷式柴油机燃烧系统，其特征在于：喷油器(2)具有8个喷油孔，能产生1500～2200bar的喷油压力；喷油锥角为
4.根据权利要求1或2所述的直喷式柴油机燃烧系统，其特征在于：燃烧室为缩口ω形燃烧室。
5.根据权利要求3所述的直喷式柴油机燃烧系统，其特征在于：螺旋状进气道(1)产生的涡流比在1.0到3.0之间。
6.包括权利要求1-5任一项所述的燃烧系统的直喷式柴油机，还包括，高压油轨(7)、高压油泵(8)、燃油滤清器(9)、低压油泵(10)和油箱(11)。
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|---|---|---|---|---|
| CN101963120A (zh) * | 2010-09-03 | 2011-02-02 | 北京航空航天大学 | 一种高压直喷喷油器的稳压供油系统及其控制方法 |
| CN101451463B (zh) * | 2008-12-05 | 2012-04-04 | 江苏大学 | 二气门柴油机燃油均布混合与燃烧系统 |
| CN103075264A (zh) * | 2012-12-21 | 2013-05-01 | 青岛大学 | 一种直喷压燃发动机 |
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