CN112555016A - 一种氨气耦合高活性燃料的燃烧室 - Google Patents

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周小虎
刘龙
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Abstract

本发明的目的在于提供一种氨气耦合高活性燃料的燃烧室，包括气缸壁、气缸盖、活塞，气缸盖位于气缸壁上方，活塞安装在气缸壁里，气缸盖里设置第一发动机气门和第二发动机气门，燃烧室的中部的气缸壁开设三个小孔，小孔均安装双通路喷油器，双通路喷油器的喷口交错的分布氨气通路和高活性燃料通路。本发明在燃烧室中部区域的边壁加装三个双通路喷油器，有利于氨气与高活性的燃料混合，提高氨气的点火性能，促进其后续燃烧。三个双通路喷油器的均匀布置，使氨气和高活性燃料在缸内的混合更加均匀，保障了氨气的燃烧环境，使之燃烧的更加充分。集成到一个喷嘴的双通路喷油器的应用，有利于提高氨气燃料发动机的空间利用率。

Description

一种氨气耦合高活性燃料的燃烧室
技术领域
本发明涉及的是一种发动机，具体地说是发动机的燃烧室。
背景技术
目前，内燃机采用的主要是化石燃料。在化石燃料的燃烧的过程中会生成大量的温室气体CO2，也会生成一部分的污染物，如NOx化合物、细小的颗粒物(PM2.5)。氨作为新型的绿色燃料，完全燃烧产物只产生H2O和N2。并且，氨与其它燃料共同燃烧时，会大大减低污染物的排放。另外一方面，作为纯氨燃烧，对内燃机的结构和性能要求较高，目前难以实现。因此，将氨和其它高活性燃料掺混燃烧将是一个有效的改善排放的问题。同时，氨气可以由可再生的清洁能源合成，使用氨作为燃料能够减少对化石燃料的消耗。
目前，氨气耦合高活性燃料在燃烧室内的燃烧形式为压燃式，跟传统的柴油机所采用的方式有所类似。但是，传统柴油机的燃烧室结构是设计为单一燃料与空气混合，进而形成混合气在燃烧室内压燃。而对于氨气而言，由于其点火能力较差，因此需要耦合高活性燃料来进行点火燃烧。但即使耦合高活性燃料成功点火后，由于氨气的火焰传播速度较低，依旧会导致燃料在缸内无法充分燃烧。
发明内容
本发明的目的在于提供可以快速满足低活性的氨气燃料与高活性燃料的混合点火需求的一种氨气耦合高活性燃料的燃烧室。
本发明的目的是这样实现的：
本发明一种氨气耦合高活性燃料的燃烧室，其特征是：包括气缸壁、气缸盖、活塞，气缸盖位于气缸壁上方，活塞安装在气缸壁里，气缸盖里设置第一发动机气门和第二发动机气门，燃烧室的中部的气缸壁开设三个小孔，小孔均安装双通路喷油器，双通路喷油器的喷口交错的分布氨气通路和高活性燃料通路。
本发明还可以包括：
1、相邻小孔之间的夹角为120°，氨气通路和高活性燃料通路均同角度指向气缸内。
2、双通路喷油器的喷射顺序为，氨气通路先喷射，随后高活性燃料通路喷射，后喷射的高活性燃料引燃氨气。
3、发动机处于压缩行程时，气缸盖上的第一发动机气门和第二发动机气门同时关闭，活塞由下止点向上止点运动的过程中，三个双通路喷油器同时先向燃烧室内喷入氨气燃料，在氨气燃料喷射完成后，高活性燃料通过三个双通路喷油器同时喷入缸内，与先喷入缸内的氨气燃料混合，高活性燃料在缸内高温高压的环境条件下，率先燃烧，释放的热量点燃氨气燃料。
本发明的优势在于：首先，该燃烧室中需要在中部区域的边壁加装三个双通路喷油器，有利于氨气与高活性的燃料混合，提高氨气的点火性能，促进其后续燃烧。其次，三个双通路喷油器的均匀布置，使氨气和高活性燃料在缸内的混合更加均匀，保障了氨气的燃烧环境，使之燃烧的更加充分。最后，相较于传统双燃料发动机利用两个喷油器的结构布置而言，集成到一个喷嘴的双通路喷油器的应用，有利于提高氨气燃料发动机的空间利用率，降低发动机附件结构布置的复杂性，具有一定降低发动机成本以及推广应用的潜力。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明的剖面图。
具体实施方式
下面结合附图举例对本发明做更详细地描述：
结合图1-2，本发明一种氨气耦合高活性燃料的燃烧室主要包括的结构有：气缸壁1、双通路喷油器2、3、4、气缸盖5、发动机气门6、7、活塞8。
具体布置为：在对应燃烧室的中部区域的气缸壁边壁处，以120°的夹角在同一平面开有三个相同尺寸的小孔，孔中装有双通路喷油器2、3、4，喷口交错的分布着氨气通路和高活性燃料通路，并且这两种燃料的通路全部同角度指向缸内；经同轴喷油器依次喷入氨气燃料及高活性燃料，后喷入的高活性燃料引燃低活性的氨气燃料，确保氨气燃料的点火；三个同轴双通路喷油器均匀(间隔角120°)布置，确保氨气与高活性燃料在缸内混合均匀，克服氨气燃料较低的火焰传播速度，进而使混合燃料在缸内充分燃烧。
当发动机处于压缩行程时，汽缸盖5上的气门6、7同时关闭。活塞8由下止点向上止点运动的过程中，双通路喷油器2、3、4同时先向燃烧室内喷入氨气燃料。在氨气燃料喷射完成后，紧接着高活性燃料同样通过双通路喷油器2、3、4同时喷入缸内，与先喷入缸内的氨气燃料混合。同时高活性的燃料在缸内高温高压的环境条件下，率先燃烧，释放的热量点燃氨气燃料。
该燃烧室中需要在中部区域的边壁加装三个双通路喷油器，有利于氨气与高活性的燃料混合，提高氨气的点火性能，促进其后续燃烧。三个双通路喷油器的均匀布置，使氨气和高活性燃料在缸内的混合更加均匀，保障了氨气的燃烧环境，使之燃烧的更加充分。相较于传统双燃料发动机利用两个喷油器的结构布置而言，集成到一个喷嘴的双通路喷油器的应用，有利于提高氨气燃料发动机的空间利用率，降低发动机附件结构布置的复杂性。

Claims (4)

1.一种氨气耦合高活性燃料的燃烧室，其特征是：包括气缸壁、气缸盖、活塞，气缸盖位于气缸壁上方，活塞安装在气缸壁里，气缸盖里设置第一发动机气门和第二发动机气门，燃烧室的中部的气缸壁开设三个小孔，小孔均安装双通路喷油器，双通路喷油器的喷口交错的分布氨气通路和高活性燃料通路。
2.根据权利要求1所述的一种氨气耦合高活性燃料的燃烧室，其特征是：相邻小孔之间的夹角为120°，氨气通路和高活性燃料通路均同角度指向气缸内。
3.根据权利要求1所述的一种氨气耦合高活性燃料的燃烧室，其特征是：双通路喷油器的喷射顺序为，氨气通路先喷射，随后高活性燃料通路喷射，后喷射的高活性燃料引燃氨气。
4.根据权利要求1所述的一种氨气耦合高活性燃料的燃烧室，其特征是：发动机处于压缩行程时，气缸盖上的第一发动机气门和第二发动机气门同时关闭，活塞由下止点向上止点运动的过程中，三个双通路喷油器同时先向燃烧室内喷入氨气燃料，在氨气燃料喷射完成后，高活性燃料通过三个双通路喷油器同时喷入缸内，与先喷入缸内的氨气燃料混合，高活性燃料在缸内高温高压的环境条件下，率先燃烧，释放的热量点燃氨气燃料。
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