CN108730015B - 一种带副燃烧室的发动机 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种带副燃烧室的发动机，包括主燃烧室、副燃烧室、第一喷油器、第二喷油器和电热塞；所述第一喷油器伸入主燃烧室内或进气口的气道内；所述第二喷油器和电热塞伸入副燃烧室内；所述副燃烧室与主燃烧室通过通道连通。所述电热塞为射流撞壁电热塞；所述第二喷油器为双流体喷油器。双流体喷油器向副燃烧室喷射油气混合物或仅喷射气体以增强副燃烧室的气体流动，提高副燃烧室的换气效率，解决副燃烧室换气困难的问题。通过调节安装位置，双流体喷油器所喷射的油气混合物可不同程度的撞击射流撞壁电热塞，从而加快燃油的雾化与蒸发速度。与此同时，射流撞壁电热塞的面点火效应与重油/煤油的自着火效应可加强发动机的点火稳定性。

Description

一种带副燃烧室的发动机
技术领域
本发明属于动力机械研究领域，具体地，涉及一种带副燃烧室的发动机。
背景技术
为了提高燃油经济性，副燃烧室广泛应用在发动机中以形成二次涡流促进油气混合及燃烧。燃烧重油/煤油等燃料可进一步提高发动机的经济性。但由于重油/煤油等燃料粘度大，挥发性差等问题，导致重油/煤油雾化蒸发困难和点火稳定性差，制约了重油/煤油等燃料的使用。目前有较多关于副燃烧室发动机的文献和专利，但都存在重油/煤油雾化蒸发困难，点火不稳定的问题；与此同时，副燃烧室换气效率低的问题仍未解决。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种带副燃烧室的发动机。在副燃烧室设置双流体喷油器以增强副燃烧室的气体流动，提高副燃烧室的换气效率。设置射流撞壁电热塞促进燃油的雾化与蒸发并提高点火稳定性。本发明可同时解决重油/煤油等燃料雾化蒸发速度慢，副燃烧室换气困难等问题。
本发明涉及的一种带副燃烧室的发动机可增强副燃烧室的气体流动，提高副燃烧室的换气效率，解决副燃烧室换气困难的问题。通过射流撞壁电热塞的加热作用加快燃油的雾化与蒸发速度。与此同时，射流撞壁电热塞的面点火效应与重油/煤油的自着火效应可加强发动机的点火稳定性。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
本发明提供一种带副燃烧室的发动机，包括主燃烧室、副燃烧室、第一喷油器、第二喷油器和电热塞；
所述第一喷油器伸入主燃烧室内或进气口的气道内；
所述第二喷油器和电热塞伸入副燃烧室内；
所述副燃烧室与主燃烧室通过通道连通。
优选地，所述第二喷油器安装在电热塞的上方，同时所述第二喷油器的喷射物能撞击电热塞。
优选地，所述电热塞为射流撞壁电热塞；所述第二喷油器为双流体喷油器；所述第一喷油器为主喷油器。
优选地，所述电热塞的轴线和所述第二喷油器的轴线所形成的夹角为45度到90度。
优选地，所述副燃烧室的内壁设置有氧化锆涂层。
优选地，所述氧化锆涂层的厚度为0.3mm至0.5mm。
优选地，还包括控制器和传感器；所述控制器与第一喷油器、第二喷油器和电热塞连接；所述传感器与控制器连接。
优选地，所述传感器为曲轴转角传感器。
优选地，所述发动机的工作形式为四冲程或二冲程；气缸的排列方式为直列型、W型、V型或水平对置型。
本发明提供一种带副燃烧室的发动机进行缸内直喷或气道喷射，包括主燃烧室、副燃烧室、主喷油器、双流体喷油器、射流撞壁电热塞和控制器等。双流体喷油器向副燃烧室喷射油气混合物或仅喷射气体以增强副燃烧室的气体流动，提高副燃烧室的换气效率，解决副燃烧室换气困难的问题。通过调节安装位置，双流体喷油器所喷射的油气混合物可不同程度的撞击射流撞壁电热塞，从而加快燃油的雾化与蒸发速度。射流撞壁电热塞的加热作用可提高副燃烧室的温度，从而进一步加快燃油的雾化与蒸发速度。与此同时，射流撞壁电热塞的面点火效应与重油/煤油的自着火效应可加强发动机的点火稳定性。副燃烧室产生的火焰通过连通通道喷入主燃烧室，引燃主燃烧室内的可燃混合气。
本发明结构及原理简单，可应用于缸内直喷或气道喷射发动机，具有市场应用规模广，可行性强，经济性高的优点。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
1、本发明提供的一种带副燃烧室的发动机，可提高副燃烧室的换气效率，解决副燃烧室换气困难的问题。
2、本发明提供的一种带副燃烧室的发动机，可促进重油/煤油等燃料的雾化蒸发，同时解决重油/煤油等燃料点火稳定性差的问题。
3、本发明提供的一种带副燃烧室的发动机的结构及控制原理简单，可应用于缸内直喷或气道喷射发动机，具有经济性高，可行性强的优点。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为本发明提供的一种带副燃烧室的缸内直喷发动机；
图2为本发明提供的一种带副燃烧室的气道喷射发动机；
图中：1-主燃烧室；2-副燃烧室；3-第一喷油器；4-第二喷油器；5-电热塞；6-控制器；7-传感器；8-通道。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。
本发明提供一种带副燃烧室的发动机，如图1至图2所示，包括主燃烧室1、副燃烧室2、第一喷油器3、第二喷油器4和电热塞5；所述第一喷油器3伸入主燃烧室1内或进气口的气道内；所述第二喷油器4和电热塞5伸入副燃烧室2内；所述副燃烧室2与主燃烧室1通过通道8连通。
本发明中，所述电热塞5为射流撞壁电热塞；所述第二喷油器4为双流体喷油器；所述第一喷油器3为主喷油器。传统发动机副燃烧室采用喷油器结合火花塞的方案。本发明在副燃烧室中采用双流体喷油器取代传统喷油器不仅可以促进燃油的雾化，同时可以增强副燃烧室的气体流动，提高副燃烧室的换气效率，解决副燃烧室换气难的问题。本发明通过射流撞壁电热塞代替火花塞，可充分发挥射流撞壁电热塞的面点火效应，从而加强发动机的点火稳定性。与此同时，采用射流撞壁电热塞可以加快燃油的雾化与蒸发速度，进一步提高可燃混合气形成质量。
本发明中，所述第二喷油器4安装在电热塞5的上方，同时所述第二喷油器4的喷射物能撞击电热塞5。进一步地，所述电热塞5的轴线和第二喷油器4的轴线所形成的夹角在45度到90度之间。本发明通过调节安装位置、喷射压力、喷射时刻和喷射持续期，所述第二喷油器4所喷射的油气混合物或气体可不同程度的撞击电热塞5，从而加快燃油的雾化与蒸发速度。
如图1和图2所示，所述第二喷油器4安装在副燃烧室2内部，向副燃烧室2喷射油气混合物或仅喷射气体，所喷射的油气混合物或气体可增强副燃烧室2的气体流动，提高副燃烧室2的换气效率，解决副燃烧室2换气困难的问题。
所述电热塞5可提高副燃烧室2的温度，从而加快燃油的雾化与蒸发速度。所述电热塞5的面点火效应与重油/煤油的自着火效应可加强发动机的点火稳定性。
图1中所述副燃烧室2设置在气缸盖上；所述通道8设置在副燃烧室2的底部并位于主燃烧室1内；图1起示意作用，通道8不一定设置在底部，也可以设置在其他位置。
进一步地，所述副燃烧室2设置在气缸盖上；所述通道8设置在副燃烧室2的底部并位于主燃烧室1内。所述副燃烧室2产生的火焰通过连通通道8喷入主燃烧室1，引燃主燃烧室1内的可燃混合气。
进一步地，所述副燃烧室2的内壁设置有氧化锆涂层。所述氧化锆涂层的厚度为0.3mm至0.5mm。副燃烧室2设置在气缸盖上，由于直接与冷却水接触，传热损失较大。为了减小传热损失，采用0.3mm到0.5mm的氧化锆涂层对副燃烧室2进行隔热处理。
进一步地，所述发动机还包括控制器6和传感器7；所述控制器6与第一喷油器3、第二喷油器4和电热塞5连接；所述传感器7与控制器6连接。所述传感器7为曲轴转角传感器。控制器6通过采集曲轴转角传感器接收的曲柄转角信号，控制第一喷油器3、第二喷油器4的喷射提前角、喷射持续期及喷射压力。所述曲轴转角传感器用来检测曲轴的转角。
进一步地，所述发动机的工作形式为四冲程或二冲程；气缸的排列方式为直列型、W型、V型或水平对置型。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述发明本和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。

Claims (7)

1.一种带副燃烧室的发动机，其特征在于，包括主燃烧室(1)、副燃烧室(2)、第一喷油器(3)、第二喷油器(4)和电热塞(5)；
所述第一喷油器(3)伸入主燃烧室(1)内或进气口的气道内；
所述第二喷油器(4)和电热塞(5)伸入副燃烧室(2)内；
所述副燃烧室(2)与主燃烧室(1)通过通道(8)连通；
所述第二喷油器(4)安装在电热塞(5)的上方，同时所述第二喷油器(4)的喷射物能撞击电热塞(5)；所述电热塞(5)为射流撞壁电热塞；所述第二喷油器(4)为双流体喷油器；所述第一喷油器(3)为主喷油器。
2.根据权利要求1所述的带副燃烧室的发动机，其特征在于，所述电热塞(5)的轴线和所述第二喷油器(4)的轴线所形成的夹角为45度到90度。
3.根据权利要求1所述的带副燃烧室的发动机，其特征在于，所述副燃烧室(2)的内壁设置有氧化锆涂层。
4.根据权利要求3所述的带副燃烧室的发动机，其特征在于，所述氧化锆涂层的厚度为0.3mm至0.5mm。
5.根据权利要求1所述的带副燃烧室的发动机，其特征在于，还包括控制器(6)和传感器(7)；所述控制器(6)与第一喷油器(3)、第二喷油器(4)和电热塞(5)连接；所述传感器(7)与控制器(6)连接。
6.根据权利要求5所述的带副燃烧室的发动机，其特征在于，所述传感器(7)为曲轴转角传感器。
7.根据权利要求1所述的带副燃烧室的发动机，其特征在于，所述发动机的工作形式为四冲程或二冲程；气缸的排列方式为直列型、W型、V型或水平对置型。
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