CN112196663B - 一种二冲程柴油机燃烧系统及包含该系统的柴油机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种二冲程柴油机燃烧系统及包含该系统的柴油机，属于发动机技术领域。包括：进气道、气缸和燃烧室，所述进气道上具有至少一个扫气口，不同的所述扫气口呈不同的倾斜角度连通至所述气缸，以对所述气缸内进行分层旋流扫气。使用本申请提供的二冲程柴油机燃烧系统，采用分层旋流扫气的方式，可以分别完成不同区域的扫气，同时可实现燃烧室内涡流结构，实现良好的燃烧组织，降低二冲程柴油机耗油率。

Description

一种二冲程柴油机燃烧系统及包含该系统的柴油机

技术领域

本发明涉及发动机技术领域，特别是涉及一种二冲程柴油机燃烧系统及包含该系统的柴油机。

背景技术

活塞发动机因其结构简单、体积小、质量轻、技术成熟、维修方便等诸多优势，在无人机等小型飞行器领域占有非常重要的地位。

与传统四冲程活塞发动机相比，二冲程活塞发动机结构更为简单，功重比更高，扭矩随时间变化更为平缓，因而在未来小型飞行器动力领域拥有广阔的应用前景。

传统的二冲程柴油机的换气过程主要采用直流扫气和回流扫气的方式，直流扫气方式具有扫气效率高、涡流较强等优点，但结构稍显复杂；回流扫气方式具有结构简单的优点，但其涡流较弱，不利于燃烧组织。

发明内容

鉴于上述问题，提出了一种二冲程柴油机燃烧系统及包含该系统的柴油机，采用了一种全新的分层旋流扫气方式，以解决回流扫气方式涡流较弱，不利于燃烧组织或直流扫气方式结构复杂的问题。

依据本发明的一个方面，提供了一种二冲程柴油机燃烧系统，包括：进气道、气缸和燃烧室；

所述进气道上具有至少一个扫气口，不同的所述扫气口呈不同的倾斜角度连通至所述气缸，以对所述气缸内进行分层旋流扫气。

可选地，不同所述扫气口与所述气缸的中心轴方向呈不同角度的仰角连通至所述气缸。

可选地，各所述扫气口与所述气缸的半径方向呈预设角度的倾斜角连通至所述气缸。

可选地，所述系统还包括排气道，所述排气道与所述气缸直接连接，用于将所述气缸内的气体排出。

可选地，所述进气道为U型结构，以将所述气缸环绕，所述至少一个扫气口均匀分布在所述进气道环绕所述气缸的一侧上。

依据本发明的第二方面，提供了一种柴油机，包括如本发明第一方面提供的一种二冲程柴油机燃烧系统。

有益效果：

本发明提供的二冲程柴油机燃烧系统以及包含该系统的柴油机，由于扫气口呈不同的倾斜角度连通至所述气缸，使得扫气口可以从不同角度和方位对气缸内不同区域扫气，从而可以在气缸内部进行分层旋流扫气，达到提高扫气效率的效果。

其中，不同扫气口与气缸的中心轴方向呈不同角度的仰角，达到分层旋流扫气，提高扫气的效率；同时通过不同扫气口与气缸的半径方向呈预设角度的倾斜角，以此在气缸内部形成分层旋流的同时，也在每一层形成了旋流，从而提高了分层旋流扫气的强度，其与气缸顶部缩口ω型燃烧室结构配合，更有利于燃烧室内燃烧组织，有效降低了耗油率。

此外，由于采用本申请的二冲程柴油机燃烧系统可以对气缸内进行分层旋流扫气，这样，与传统二冲程直流扫气柴油活塞发动机相比，可以省去气门、配气机构等结构，使得发动机结构简单，重量有效降低；解决了回流扫气方式涡流较弱，不利于燃烧组织或直流扫气方式结构复杂的问题。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1示出了本发明实施例一的一种二冲程柴油机燃烧系统的剖面结构图；

图2示出了本发明实施例一的一种二冲程柴油机燃烧系统的俯视结构图；

图3示出了本发明实施例一的一种二冲程柴油机燃烧系统的立体结构图；

图4示出了本发明实施例一的一种二冲程柴油机燃烧系统的立体剖面系统结构图；

图5示出了本发明实施例一的一种二冲程柴油机燃烧系统扫气口与气缸中心轴方向所呈倾斜角角度示意图。

附图标记说明：1、进气道；2、扫气口；21、第一扫气口；22、第二扫气口；23、第三扫气口；24、第四扫气口；3、气缸；4、燃烧室；5、排气道。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本发明的示例性实施例。虽然附图中显示了本发明的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本发明的范围完整的传达给本领域的技术人员。

实施例一

参照图3，示出了本发明实施例一的一种二冲程柴油机燃烧系统的立体结构图，如图3所示一种二冲程柴油机燃烧系统，包括：进气道1、气缸3和燃烧室4；

所述进气道1上具有至少一个扫气口2，不同的所述扫气口2呈不同的倾斜角度连通至所述气缸3，以对所述气缸3进行分层旋流扫气。

本发明实施方式中，新鲜空气进入进气道1通过扫气口2进入气缸3内，因每个扫气口2与气缸3之间倾斜角度均不同，新鲜空气通过不同扫气口2进入气缸3内不同的层级，从而在气缸3内的不同层都具有空气的进入，由此，可以达到对气缸3内不同层的区域进行分层旋流扫气的目的，以此提高扫气效率；同时在气缸3内形成旋流，有利于燃烧室内燃烧组织，有效降低了耗油率。

二冲程柴油机燃烧系统与传统二冲程直流扫气柴油燃烧系统相比，省去了气门、配气机构等结构，使得本发明二冲程柴油机燃烧系统结构简单，重量有效降低。

基于上述二冲程柴油机燃烧系统，本发明提供以下一些具体可实施方式的示例，在互不抵触的前提下，各个示例之间可任意组合，以形成一种新的二冲程柴油机燃烧系统，应当理解的，对于由任意示例所组合形成的新的一种二冲程柴油机燃烧系统，均应落入本发明的保护范围。

在本发明实施例中，参照图4，示出了本发明实施例一的一种二冲程柴油机燃烧系统的立体剖面系统结构图，如图4所示燃烧室4为缩口ω型结构，倒置在气缸3顶部，采用气缸顶部缩口ω型燃烧室方案，可达到合适的进气涡流比，实现良好的燃烧组织，有效降低二冲程柴油机耗油率。

在本发明实施例中，参照图1，示出了本发明实施例一的一种二冲程柴油机燃烧系统的剖面结构图，如图1所示，不同扫气口2与所述气缸3的中心轴方向呈不同角度的仰角，其中，中心轴方向是指气缸3的竖直方向的中心轴，参照图5，示出了本发明实施例一的一种二冲程柴油机燃烧系统扫气口与气缸中心轴方向所呈倾斜角角度示意图，例如图5中，第一扫气口21、第二扫气口22、第三扫气口23、第四扫气口24与所述气缸3在中心轴方向的倾斜角度均不同，即不同扫气口2对应气缸3内不同的层级，新鲜空气通过不同扫气口2进入气缸内3不同的层级，以此完成不同区域的扫气，提高扫气效率。

在本发明实施例中，参照图2，本发明实施例一的一种二冲程柴油机燃烧系统的俯视结构图，如图2所示，各所述扫气口2与所述气缸3的半径方向呈预设角度的倾斜角，其中，预设角度可以是预先根据实际需求所确定出的角度。在一种示例中，不同扫气口2与气缸3的半径方向可以呈不同角度的倾斜角，当然，不同扫气口2与气缸3的半径方向也可以呈相同角度的倾斜角。可以理解的是：当扫气口2与气缸3的水平切面呈不同角度的倾斜角时，以此在气缸3内形成旋流，新鲜空气由扫气口2进入气缸3，经过旋流到达顶部燃烧室4，推动废气从排气口5排出；同时与气缸顶部缩口ω型燃烧室结构配合，有利于燃烧室4内燃烧组织，有效降低了耗油率。

在本发明实施例中，如图4所示，所述系统还包括排气道5，所述排气道5与所述气缸3直接连接，用于将所述气缸3内的气体排出。

在本发明实施例中，如图2所示，所述进气道1为U型结构，以将所述气缸3环绕，所述至少一个扫气口2均匀分布在所述进气道1环绕所述气缸3的一侧上，不同的扫气口2呈不同的倾斜角度连通至所述气缸3，新鲜空气通过U型结构上不同扫气口2进入气缸3，沿气缸3内壁流动，在气缸3内形成旋转流场的结构，经过旋流到达顶部燃烧室4，推动废气从排气口5排出，以此达到提高扫气效率的效果。

实施例二

一种柴油机，包括如本发明实施例一提供的二冲程柴油机燃烧系统。

通过本发明提供的一种柴油机，通过不同扫气口2与气缸3的中心轴方向呈不同角度的仰角，达到分层旋流扫气，提高扫气效率的效果；同时通过不同扫气口2与气缸3的半径方向呈预设角度的倾斜角，以此在气缸3内部形成旋流，与气缸顶部缩口ω型燃烧室结构配合，有利于燃烧室4内燃烧组织，有效降低了耗油率；该燃烧系统与传统二冲程直流扫气柴油活塞发动机相比，省去了气门、配气机构等结构，使得发动机结构简单，重量有效降低；解决了回流扫气方式涡流较弱，不利于燃烧组织或直流扫气方式结构复杂的问题。

应当理解地，本发明说明书尽管已描述了本发明实施例的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明实施例范围的所有变更和修改。

最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者终端设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者终端设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者终端设备中还存在另外的相同要素。

以上对本发明所提供的一种二冲程柴油机燃烧系统及包含该系统的柴油机，进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (3)

1.一种二冲程柴油机燃烧系统，其特征在于，包含U型结构的进气道(1)、气缸(3)和燃烧室(4)，所述进气道(1)上环绕所述气缸(3)的一侧均匀分布有至少一个扫气口(2)，不同的所述扫气口(2)与所述气缸的竖直方向的中心轴呈不同的仰角连通至所述气缸(3)，新鲜空气通过不同扫气口(2)进入气缸(3)内不同的层级，以在气缸(3)内的不同层都具有空气的进入，以此完成不同区域的扫气；

其中，各所述扫气口(2)还与所述气缸(3)的水平切面呈不同角度的倾斜角连通至所述气缸(3)，向气缸(3)内的不同层都输入空气的同时，在所述气缸的每一层级形成旋流，以在气缸(3)内形成旋转流场的结构，经过旋流到达顶部燃烧室(4)，推动废气从排气口排出，以实现所述气缸(3)内的分层旋流扫气；

所述燃烧室(4)倒置在所述气缸(3)顶部，所述燃烧室(4)为缩口ω型结构。

2.根据权利要求1所述的二冲程柴油机燃烧系统，其特征在于，所述系统还包括排气道(5)，所述排气道(5)与所述气缸(3)直接连接，用于将所述气缸(3)内的气体排出。

3.一种柴油机，其特征在于，设置有如权利要求1至2任一所述的二冲程柴油机燃烧系统。

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