CN112177807A - 一种实现内燃机稀薄燃烧的方法 - Google Patents

一种实现内燃机稀薄燃烧的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN112177807A
CN112177807A CN202010971977.3A CN202010971977A CN112177807A CN 112177807 A CN112177807 A CN 112177807A CN 202010971977 A CN202010971977 A CN 202010971977A CN 112177807 A CN112177807 A CN 112177807A
Authority
CN
China
Prior art keywords
combustion
spark plug
combustion engine
concentration
combustion chamber
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202010971977.3A
Other languages
English (en)
Inventor
庄远
万举晔
钱立军
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hefei University of Technology
Original Assignee
Hefei University of Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hefei University of Technology filed Critical Hefei University of Technology
Priority to CN202010971977.3A priority Critical patent/CN112177807A/zh
Publication of CN112177807A publication Critical patent/CN112177807A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • 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
    • F02M21/00—Apparatus for supplying engines with non-liquid fuels, e.g. gaseous fuels stored in liquid form
    • F02M21/02—Apparatus for supplying engines with non-liquid fuels, e.g. gaseous fuels stored in liquid form for gaseous fuels
    • F02M21/0203—Apparatus for supplying engines with non-liquid fuels, e.g. gaseous fuels stored in liquid form for gaseous fuels characterised by the type of gaseous fuel
    • F02M21/0206—Non-hydrocarbon fuels, e.g. hydrogen, ammonia or carbon monoxide
    • 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
    • F02M21/00—Apparatus for supplying engines with non-liquid fuels, e.g. gaseous fuels stored in liquid form
    • F02M21/02—Apparatus for supplying engines with non-liquid fuels, e.g. gaseous fuels stored in liquid form for gaseous fuels
    • F02M21/0203—Apparatus for supplying engines with non-liquid fuels, e.g. gaseous fuels stored in liquid form for gaseous fuels characterised by the type of gaseous fuel
    • F02M21/0215—Mixtures of gaseous fuels; Natural gas; Biogas; Mine gas; Landfill gas
    • 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
    • F02M21/00—Apparatus for supplying engines with non-liquid fuels, e.g. gaseous fuels stored in liquid form
    • F02M21/02—Apparatus for supplying engines with non-liquid fuels, e.g. gaseous fuels stored in liquid form for gaseous fuels
    • F02M21/0218—Details on the gaseous fuel supply system, e.g. tanks, valves, pipes, pumps, rails, injectors or mixers
    • 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
    • F02M21/00—Apparatus for supplying engines with non-liquid fuels, e.g. gaseous fuels stored in liquid form
    • F02M21/02—Apparatus for supplying engines with non-liquid fuels, e.g. gaseous fuels stored in liquid form for gaseous fuels
    • F02M21/0218—Details on the gaseous fuel supply system, e.g. tanks, valves, pipes, pumps, rails, injectors or mixers
    • F02M21/0227—Means to treat or clean gaseous fuels or fuel systems, e.g. removal of tar, cracking, reforming or enriching
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/30—Use of alternative fuels, e.g. biofuels

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)

Abstract

本发明涉及机械设备的技术领域，本发明提供了一种实现内燃机稀薄燃烧的方法，内燃机的火花塞的头部设置预燃烧室，并在点火时，在预燃烧室内注入浓度大于内燃机的主燃烧室内的燃料浓度的点燃燃料，现有的火花塞功能单一，无法控制燃料的浓度，只能单点点燃可燃混合气，其稀薄燃烧极限无法被突破。本发明将传统火花塞与预燃烧室集成为一体，针对气体燃料如氢气、天然气等的燃烧，可以实现火花塞周围的预燃烧室内局部较高浓度，主燃烧室较低浓度的浓度分层，以此实现更为稀薄的燃烧。同时，预燃烧室内的高浓度可燃混合气传播火焰速度较快，更有利于突破整体的稀薄燃烧极限，实现更高的燃烧效率和更低的燃油消耗量。

Description

一种实现内燃机稀薄燃烧的方法
技术领域
本发明涉及发动机的技术领域，具体涉及一种实现内燃机稀薄燃烧的方法。
背景技术
为提升燃烧效率，近十几年来内燃机大多朝着一个方向发展，即稀薄燃烧，未来是超稀薄燃烧。然而，现有的缸内直喷稀燃技术很难突破可燃混合气的燃烧极限，即当燃料浓度低到一定程度，过于稀薄的燃料将很难被火花塞点燃。大众公司采用了缸内直喷可燃混合气分层燃烧技术，本质上还是希望把燃料液滴喷射地更细一些，通过浓度分层来更好地传播火焰。然而，针对火花点火式内燃机而言，火花塞的功能一直较为单一，只有点燃可燃混合气的功能，无法对稀薄燃烧有所贡献。
现有的火花塞功能单一，无法控制燃料的浓度，只能单点点燃可燃混合气，其稀薄燃烧极限无法被突破。
发明内容
针对上述现有技术中存在的缺陷，本发提供一种新型串列双转速离心式增压器，将传统火花塞与预燃烧室集成为一体，针对气体燃料如氢气、天然气等的燃烧，可以实现火花塞周围的预燃烧室内局部较高浓度，主燃烧室较低浓度的浓度分层，以此实现更为稀薄的燃烧。同时，预燃烧室内的高浓度可燃混合气传播火焰速度较快，更有利于突破整体的稀薄燃烧极限，实现更高的燃烧效率和更低的燃油消耗量。
为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：
一种实现内燃机稀薄燃烧的方法，内燃机的火花塞的头部设置预燃烧室，并在点火时，在预燃烧室内注入浓度大于内燃机的主燃烧室内的燃料浓度的点燃燃料。
进一步的，所述的点燃燃料为氢气或天然气。
进一步的，所述的预燃烧室与外界连通，火花塞的尾部金属细管还连通有氢气源，在需要点火时，通过火花塞头部附件的喷管中射出定量的氢气。
进一步的，所述的预燃烧室为固定设置在火花塞头部的柱形护罩，在该柱形护罩的侧面上开设有多个通气孔，所述的通气孔均匀的布置成多个纵列。
有益效果：
现有的火花塞功能单一，无法控制燃料的浓度，只能单点点燃可燃混合气，其稀薄燃烧极限无法被突破。本发明将传统火花塞与预燃烧室集成为一体，针对气体燃料如氢气、天然气等的燃烧，可以实现火花塞周围的预燃烧室内局部较高浓度，主燃烧室较低浓度的浓度分层，以此实现更为稀薄的燃烧。同时，预燃烧室内的高浓度可燃混合气传播火焰速度较快，更有利于突破整体的稀薄燃烧极限，实现更高的燃烧效率和更低的燃油消耗量。
附图说明
图1为本发明结构示意图；
图2为本发明的局部放大图；
图3为本发明的剖视图；
图4为本发明的部分剖视图之一；
图5为本发明的部分剖视图之二。
图中标号：火花塞-1、预燃烧室-2、金属细管-3、喷管-4、通气孔-5。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步说明：
请参考附图，一种实现内燃机稀薄燃烧的方法，内燃机的火花塞1的头部设置预燃烧室2，并在点火时，在预燃烧室2内注入浓度大于内燃机的主燃烧室内的燃料浓度的点燃燃料。所述的点燃燃料为氢气或天然气，所述的预燃烧室2与外界连通，火花塞1的尾部金属细管3还连通有氢气源，在需要点火时，通过火花塞头部附件的喷管4中射出定量的氢气，所述的预燃烧室2为固定设置在火花塞头部的柱形护罩，在该柱形护罩的侧面上开设有多个通气孔5，所述的通气孔3均匀的布置成多个纵列。
值得指出的是，本申请在通过设置多个纵列的通孔5与主燃烧室相通是经过大量实验后确定的，相比较开设的长槽或其他尺寸更大的通气结构，通气孔5可以实现预燃烧室2内的浓度更大的目的，并且贯通效果更好。
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作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)

1.一种实现内燃机稀薄燃烧的方法，其特征在于，内燃机的火花塞的头部设置预燃烧室，并在点火时，在预燃烧室内注入浓度大于内燃机的主燃烧室内的燃料浓度的点燃燃料。
2.根据权利要求书1所述的一种实现内燃机稀薄燃烧的方法，其特征在于：所述的点燃燃料为氢气或天然气。
3.根据权利要求书2所述的一种实现内燃机稀薄燃烧的方法，其特征在于：所述的预燃烧室与外界连通，火花塞的尾部金属细管还连通有氢气源，在需要点火时，通过火花塞头部附件的喷管中射出定量的氢气。
4.根据权力要求书3所述的一种实现内燃机稀薄燃烧的方法，其特征在于：所述的预燃烧室为固定设置在火花塞头部的柱形护罩，在该柱形护罩的侧面上开设有多个通气孔，所述的通气孔均匀的布置成多个纵列。
CN202010971977.3A 2020-09-16 2020-09-16 一种实现内燃机稀薄燃烧的方法 Pending CN112177807A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010971977.3A CN112177807A (zh) 2020-09-16 2020-09-16 一种实现内燃机稀薄燃烧的方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010971977.3A CN112177807A (zh) 2020-09-16 2020-09-16 一种实现内燃机稀薄燃烧的方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN112177807A true CN112177807A (zh) 2021-01-05

Family

ID=73921549

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010971977.3A Pending CN112177807A (zh) 2020-09-16 2020-09-16 一种实现内燃机稀薄燃烧的方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN112177807A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113202622A (zh) * 2021-05-25 2021-08-03 清华大学 一种氢气内燃机燃烧系统及燃烧控制方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20110146618A1 (en) * 2009-12-22 2011-06-23 Lapointe Leon A Pre-combustion device for an internal combustion engine
CN106014694A (zh) * 2016-05-06 2016-10-12 山东大学 空气辅助燃气喷射器、大缸径气体机预燃室燃烧系统及方法
CN110067637A (zh) * 2019-05-31 2019-07-30 山东中拓新能源有限公司 燃气发动机预燃组件、含该组件的气缸及气缸的供气系统
CN110318860A (zh) * 2019-06-26 2019-10-11 哈尔滨工程大学 一种多级燃气喷射的船用大缸径天然气发动机燃烧系统
CN210509408U (zh) * 2019-09-18 2020-05-12 山东安特能源设备有限公司 带有预燃室的大缸径天然气发动机气缸装置

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20110146618A1 (en) * 2009-12-22 2011-06-23 Lapointe Leon A Pre-combustion device for an internal combustion engine
CN106014694A (zh) * 2016-05-06 2016-10-12 山东大学 空气辅助燃气喷射器、大缸径气体机预燃室燃烧系统及方法
CN110067637A (zh) * 2019-05-31 2019-07-30 山东中拓新能源有限公司 燃气发动机预燃组件、含该组件的气缸及气缸的供气系统
CN110318860A (zh) * 2019-06-26 2019-10-11 哈尔滨工程大学 一种多级燃气喷射的船用大缸径天然气发动机燃烧系统
CN210509408U (zh) * 2019-09-18 2020-05-12 山东安特能源设备有限公司 带有预燃室的大缸径天然气发动机气缸装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113202622A (zh) * 2021-05-25 2021-08-03 清华大学 一种氢气内燃机燃烧系统及燃烧控制方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108350833B (zh) 气态燃料燃烧
CN114320572B (zh) 多燃烧模式氨燃料发动机及其控制方法
US10886706B2 (en) Flame-ejecting spark plug, and internal combustion engine and automobile having same
CN112796870A (zh) 用于点燃式发动机的双喷射式湍流射流点火预燃室装置
CN210239841U (zh) 活塞式航空重油发动机的预燃室射流火焰点火燃烧系统
EP2998539B1 (en) Ignition system for internal combustion engines
JP2016070270A (ja) 火花点火エンジンのための乱流噴流点火予燃室の燃焼システム
CN114278426A (zh) 一种基于火焰射流控制的高燃点燃料压燃及燃烧调控装置
CN102322332A (zh) 一种cng发动机燃烧室结构及其燃料喷射方法
US20050092285A1 (en) System and method for improving ignitability of dilute combustion mixtures
EP1026800A3 (en) Directed jet spark plug
CN114412648A (zh) 一种抑制汽油机爆震的燃烧组织方法及系统
CN112177807A (zh) 一种实现内燃机稀薄燃烧的方法
CN104405496A (zh) 一种天然气发动机预燃室式供气装置
CN113775406A (zh) 一种双排喷孔式预燃室
CN109184926B (zh) 一种基于双针阀喷油器的双燃料发动机燃烧装置及方法
CN217421343U (zh) 一种氢气射流点火装置
CN204283600U (zh) 一种天然气发动机预燃室式供气装置
CN201180580Y (zh) 预燃室
CN212508530U (zh) 一种双预燃室燃烧系统
CN217735605U (zh) 长通道预燃室湍流射流点火装置
JP3150481B2 (ja) 火花点火ガス内燃機関
CN220452027U (zh) 一种提高氢内燃机预燃室混合气均匀性的射流点火装置
CN1554862A (zh) 火花塞点火室燃烧系统
EP3037646B1 (en) Method for operating internal combustion engines

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20210105