CN110131065A - 一种基于旋流辅助喷射的新型切向组合式内燃机气缸 - Google Patents

一种基于旋流辅助喷射的新型切向组合式内燃机气缸 Download PDF

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王华山
王跃康
张歆悦
张天航
张鼎喆
吴士宾
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02F—CYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
    • F02F1/00—Cylinders; Cylinder heads 
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M29/00—Apparatus for re-atomising condensed fuel or homogenising fuel-air mixture

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
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Abstract

本发明公开了一种基于旋流辅助喷射的新型切向组合式内燃机气缸，涉及内燃机燃烧技术领域。本发明中喷油器包括旋流辅助喷射器和喷油嘴，旋流辅助喷射器为回转体，其径向截面为两个同轴设置的环状体，喷油嘴嵌套连接在旋流辅助喷射器内部内，且与旋流辅助喷射器同轴安装；喷油器从气缸侧面斜向切入气缸；两个环状体之间为新鲜空气气流流道，新鲜空气气流流道连接在化油器或节气门体之后的进气管路中。本发明中喷油器喷出圆锥体雾状油气时，从新鲜空气气流流道中冲出的旋转气流可以与油雾进行强烈的掺混运动，使油气与空气混合更加充分均匀。从而实现油气混合均匀充分，使内燃机的出力更多，积碳更少，有效减少污染物的排放。

Description

一种基于旋流辅助喷射的新型切向组合式内燃机气缸
技术领域
本发明涉及内燃机燃烧技术领域，尤其是一种缸内直喷式内燃机，具体为一种基于旋流辅助喷射的新型切向组合式内燃机气缸。
背景技术
作为当今热效率最高的热力发动机，内燃机以其结构简单、功率范围广、便于移动等优点，被广泛应用于工程机械、农业机械和交通运输等领域，成为目前世界上应用最为广泛的一种热力机械。世界经济的高速发展促进了内燃机保有量的迅速增加，但所带来的能源消耗和环境污染问题也日趋严重，尤其是近几年来，全国范围内大面积出现了雾霾天气，这就对内燃机提出了更高的技术要求。因此，提高内燃机的燃油经济性并降低有害物的排放成为重中之重。
内燃机对能源的消耗较大，对环境污染的问题不能忽视，对内燃机机的技术要求更多地考虑排放限制值、燃油耗、噪声和成本，并且正在不断提高对驱动性、使用寿命、输出功率、技术维修服务、故障诊断等要求。随着车用内燃机对排放、动力的需求，提高内燃机的燃烧效率势在必行。目前车用内燃机中最常用的技术为多点电喷技术。
多点电喷的缺点，虽然改善了单点电喷混合气分配不均匀的问题，但是在燃油雾化和油气混合方面依然没有做到更加完美。
发明内容
本发明的目的在于提出一种结构简单、油气混合均匀、高效率、低排放的缸内直喷式内燃机气缸。
为实现上述目的，采用了以下技术方案：一种基于旋流辅助喷射的新型切向组合式内燃机气缸，包括气缸、喷油器和进气管，其特征在于，所述喷油器包括旋流辅助喷射器和喷油嘴，所述旋流辅助喷射器为回转体，其径向截面为两个同轴设置的环状体，所述喷油嘴嵌套连接在旋流辅助喷射器内部内，且与旋流辅助喷射器同轴安装；所述喷射嘴从气缸侧面斜向切入气缸；两个所述环状体之间为新鲜空气气流流道，所述新鲜空气气流流道连接在化油器或节气门体之后的进气管路中。
进一步的技术方案在于，所述新鲜空气气流流道的截面为环形，其环形截面设置一圈旋流叶片。
进一步的技术方案在于，所述旋流辅助器整体为两个空心圆柱体嵌套组成，外围空心圆柱体A与内层空心圆柱体B之间的间隙为新鲜空气气流流道F，顶端圆柱直径扩大并且在边缘部位设有新鲜空气气流入口和一圈旋流叶片D。
进一步的技术方案在于，在气缸中，喷油器侧置，火花塞顶置。
与现有技术相比，本发明具有如下优点：喷油器直接安装于气缸内，将燃油直接喷入燃烧室，产生的油雾由活塞头部壁面引导，产生的滚流强化油气混合，使进气流在燃烧室内形成最佳的涡流形态，并集中在位于燃烧室中央的火花塞周围，提高燃烧热效率。
当喷油器喷出圆锥体雾状油气时，从新鲜空气气流流道中冲出的旋转气流可以与油雾进行强烈的掺混运动，使油气与空气混合更加充分均匀。从而实现油气混合均匀充分，使内燃机的出力更多，积碳更少，有效减少污染物的排放。
附图说明
图1是本发明的结构简图。
图2是本发明的俯视剖面图。
图3是喷油器的俯视剖面图。
图4是旋流辅助器旋流叶片剖面图。
附图标号：1-进气管、2-喷油器、3-节气门、4-火花塞、5-节气门、6-排气管、7-活塞头、8-气缸壁、A-外围空心圆柱体、B-内层空心圆柱体、C-喷油嘴、D-旋流叶片、E-导管、F-新鲜空气气流流道。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步说明：
如图1所示，本发明主要包括进气管1、喷油器2、节气门3、火花塞4、节气门5、排气管6、活塞头7、气缸壁8，其中，进气管1、节气门3、节气门5、排气管6、活塞头7、气缸壁8均采用现有技术进行设计，另外在气缸中，喷油器2侧置,火花塞4顶置，喷油器2从气缸壁8侧面斜向切入气缸。
如图2所示，喷油器2从气缸壁侧面斜向切入气缸，将燃油直接喷入燃烧室，产生的油雾由活塞头7头部浅坑壁面引导，产生的滚流强化油气混合，使进气流在燃烧室内形成最佳的涡流形态，并使混合气体集中在位于燃烧室中央的火花塞周围，提高了燃烧的热效率。
如图3所示，喷油器2由喷油嘴C与旋流喷射辅助器嵌套连接组成，旋流喷射辅助器可以产生旋转气流，使油雾雾化更加充分。旋流辅助器整体为两个空心圆柱体嵌套组成，外围空心圆柱体A与内层空心圆柱体B之间的间隙为新鲜空气气流流道F，顶端圆柱直径扩大并且在边缘部位设有新鲜空气气流入口和一圈旋流叶片D。
如图4所示，旋流叶片D可以使进入的新鲜空气产生旋转气流。
当喷油嘴C在工作时，以极高的油压将燃油雾化喷出，与此同时，导管E连接在化油器或节气门体之后的进气管路中，将一部分新鲜的空气充量源源不断的导入至空气流道F中，新鲜的空气充量经过旋流叶片D，变为旋转气流，从空气流道F的尾端喷出，可以将从喷油嘴C中喷出的油雾打散，使得空气与油雾进行更加充分的混合。
以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (4)

1.一种基于旋流辅助喷射的新型切向组合式内燃机气缸，包括气缸壁、喷油器、进气管和火花塞，其特征在于，所述喷油器包括旋流辅助喷射器和喷油嘴，所述旋流辅助喷射器为回转体，其径向截面为两个同轴设置的环状体，所述喷油嘴嵌套连接在旋流辅助喷射器内部内，且与旋流辅助喷射器同轴安装；所述喷油器从气缸壁侧面斜向切入气缸；两个所述环状体之间为新鲜空气气流流道，所述新鲜空气气流流道连接在化油器或节气门体之后的进气管路中。
2.根据权利要求1所述的一种基于旋流辅助喷射的新型切向组合式内燃机气缸，其特征在于，所述新鲜空气气流流道的截面为环形，其环形截面设置一圈旋流叶片。
3.根据权利要求1所述的一种基于旋流辅助喷射的新型切向组合式内燃机气缸，其特征在于，所述旋流辅助器整体为两个空心圆柱体嵌套组成，外围空心圆柱体A与内层空心圆柱体B之间的间隙为新鲜空气气流流道F，顶端圆柱直径扩大并且在边缘部位设有新鲜空气气流入口和一圈旋流叶片D。
4.根据权利要求1所述的一种基于旋流辅助喷射的新型切向组合式内燃机气缸，其特征在于，在气缸中，喷油器侧置，火花塞顶置。
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