CN116988868B - 燃烧结构、组织燃烧的方法、计算机可读介质、内燃机 - Google Patents

Abstract

本发明提供组织燃烧的方法、计算机可读介质、燃烧结构、以及内燃机。其中，所述燃烧结构包括活塞，所述活塞的顶部包括从所述活塞顶部凹陷的活塞型线，所述活塞型线具有从径向外部至内部连接的活塞型线边缘部、活塞碗以及中心部；燃料喷射器，能够喷射燃料，并形成至少一束的燃料喷雾的喷束；缸套；缸盖；其中，所述活塞的顶部、所述缸套、所述缸盖限定燃烧室，所述活塞能够沿着缸套在上止点与下止点之间往复移动；所述方法包括：分配燃烧过程总放热量的50%以上被所述活塞承受，分配缸套燃烧过程总放热量的20%以下被所述缸套承受。

Description

燃烧结构、组织燃烧的方法、计算机可读介质、内燃机

技术领域

本发明涉及燃烧领域，具体涉及燃烧结构、组织燃烧的方法、计算机可读介质、内燃机。

背景技术

目前，对于内燃机的运行性能以及对应环境适应性的要求越来越高，例如新一代船用柴油机不但具有较高的功率密度，且能在45℃环境温度下长期工作。新一代的船用柴油机，其不但要求单位容积燃料放热量增加了30%以上，且由于进气温度升高，会进一步加剧缸内燃烧温度升高，高温燃气向活塞、缸盖、缸套等受热零部件传热量急剧增大，受热零部件热负荷大幅升高。

对于以上问题，一种技术路线可以通过强化活塞、缸盖和缸套等受热零部件冷却设计来控制零部件热负荷状态，但是由于缸套和活塞环属于在高温条件下的运动摩擦副，如果滑油受到高温燃气烘烤，那么会产生结焦现象，同时如果缸套和活塞环匹配表面长时间经受高温，会导致零部件变形，匹配间隙不合适，出现拉缸等故障。

发明内容

鉴于背景技术中存在的问题，本申请的目的在于提供一种燃烧结构、组织燃烧的方法、计算机可读介质、内燃机，通过对燃料放热量进行分配，组织降低缸套热负荷的燃烧过程，使燃烧室零部件的热负荷分布更加合理，并与各自的承受能力相匹配，以整体提高燃烧室零部件承受热负荷的能力，提高船用柴油机在高温环境下的可靠运行能力。

第一方面，本申请提供一种燃烧结构，包括活塞，所述活塞的顶部包括从所述活塞顶部凹陷的活塞型线，所述活塞型线具有从径向外部至内部连接的活塞型线边缘部、活塞碗以及中心部；燃料喷射器，能够喷射燃料，并形成至少一束的燃料喷雾的喷束；缸套；缸盖；其中，所述活塞的顶部、所述缸套、所述缸盖限定燃烧室，所述活塞能够沿着缸套在上止点与下止点之间往复移动，在上止点至下止点的移动行程中，所述燃烧结构被配置为：当燃烧处于燃烧始点时，喷束的范围被全部包络至活塞碗和/或中心部；当燃烧处于燃烧重心时，喷束的中心被包络至所述活塞碗，并且喷束在径向一侧的边缘脱离所述活塞碗而被包络至所述活塞型线的边缘部；当燃烧处于燃烧终点时，喷束脱离所述活塞碗，并且所述喷束在径向另一侧的边缘脱离所述活塞碗而被包络至所述活塞型线的边缘部，并且所述喷束在径向一侧的边缘脱离所述活塞型线而被包络至所述缸套。

本申请实施例的技术方案中，通过对燃料喷射器的喷束与活塞型线合理匹配，对燃料放热量进行分配，降低缸套热负荷，实现热负荷的合理分配与燃烧过程的合理组织，提高缸套与活塞环摩擦副之间的运行可靠性。

在一些实施例中，所述燃料喷射器为柴油喷射器，所述喷束为柴油喷束。

在一些实施例中，每束燃料喷雾的喷束的贯穿距为：

；

其中：ΔP是燃料喷射器压力室压力与环境气体压力的差值；ρ_g为环境气体等效密度；d为喷孔有效直径；t为喷射时间。

在一些实施例中，所述中心部为凸台结构；所述凸台结构与所述活塞碗的连接位置为两者相切地连接。

在一些实施例中，所述活塞碗与所述活塞型线边缘部之间的连接位置构成的活塞开口角为钝角或直角。

在一些实施例中，所述活塞在上止点时所述活塞型线边缘部与所述缸盖的距离为余隙高度，与抗磨环火力面的内径构成余隙容积；所述活塞的活塞碗以及中心部构成活塞型线容积，所述活塞型线容积大于或小于所述余隙容积。

第二方面，本申请提供一种内燃机，包括如第一方面所述的燃烧结构，以及控制单元，所述控制单元包括：存储器，用于存储可由处理器执行的指令；处理器，用于执行所述指令以实现以下步骤：当燃烧处于燃烧始点时，喷束的范围被全部包络至活塞碗和/或中心部；当燃烧处于燃烧重心时，喷束的中心被包络至所述活塞碗，并且喷束在径向一侧的边缘脱离所述活塞碗而被包络至所述活塞型线的边缘部；当燃烧处于燃烧终点时，喷束脱离所述活塞碗，并且所述喷束在径向另一侧的边缘脱离所述活塞碗而被包络至所述活塞型线的边缘部，并且所述喷束在径向一侧的边缘脱离所述活塞型线而被包络至所述缸套。

第三方面，本申请提供一种用于燃烧结构的组织燃烧的方法，所述燃烧结构包括活塞，所述活塞的顶部包括从所述活塞顶部凹陷的活塞型线，所述活塞型线具有从径向外部至内部连接的活塞型线边缘部、活塞碗以及中心部；燃料喷射器，能够喷射燃料，并形成至少一束的燃料喷雾的喷束；缸套；缸盖；其中，所述活塞的顶部、所述缸套、所述缸盖限定燃烧室，所述活塞能够沿着缸套在上止点与下止点之间往复移动；所述方法包括：当燃烧处于燃烧始点时，燃料喷雾的理论喷束范围被全部包络至活塞型线的火力面；当燃烧处于燃烧重心时，燃料喷雾的中心贯穿距位于活塞碗，并且所述燃料喷雾的理论喷束范围在一侧脱离所述活塞碗而被包络至所述活塞型线的边缘部；当燃烧处于燃烧终点时，燃料喷雾的理论喷束范围被配置为脱离所述活塞碗，并且所述喷束范围在另一侧脱离所述活塞碗而被包络至所述活塞型线的边缘部。

第四方面，本申请提供一种用于燃烧结构的组织燃烧的方法，所述燃烧结构包括活塞，所述活塞的顶部包括从所述活塞顶部凹陷的活塞型线，所述活塞型线具有从径向外部至内部连接的活塞型线边缘部、活塞碗以及中心部；燃料喷射器，能够喷射燃料，并形成至少一束的燃料喷雾的喷束；缸套；缸盖；其中，所述活塞的顶部、所述缸套、所述缸盖限定燃烧室，所述活塞能够沿着缸套在上止点与下止点之间往复移动；所述方法包括：分配燃烧过程总放热量的50%以上被所述活塞承受，分配缸套燃烧过程总放热量的20%以下被所述缸套承受。

第五方面，本申请提供一种计算机可读介质，具有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如下的步骤：当燃烧处于燃烧始点时，喷束的范围被全部包络至活塞碗和/或中心部；当燃烧处于燃烧重心时，喷束的中心被包络至所述活塞碗，并且喷束在径向一侧的边缘脱离所述活塞碗而被包络至所述活塞型线的边缘部；当燃烧处于燃烧终点时，喷束脱离所述活塞碗，并且所述喷束在径向另一侧的边缘脱离所述活塞碗而被包络至所述活塞型线的边缘部，并且所述喷束在径向一侧的边缘脱离所述活塞型线而被包络至所述缸套。

附图说明

本发明上述的以及其他的特征、性质和优势将通过下面结合附图和实施方式的描述而变得更加明显，在附图中相同的附图标记始终表示相同的特征，需要注意的是，这些附图均仅作为示例，其并非是按照等比例的条件绘制的，并且不应以此对本发明实际要求的保护范围构成限制。

图1为一实施例的燃烧结构的示意图。

图2为一实施例的燃烧结构的活塞以及燃料喷射器的结构的示意图。

图3为一实施例的内燃机的示意框图。

附图标记：

1000-内燃机；

100-燃烧结构，101-燃烧室；

1-活塞，11-活塞型线，111-活塞型线边缘部，112-活塞碗，113-中心部，114-凸台结构，115-活塞开口角，116-活塞型线中心夹角，117-活塞型线深度，118-活塞碗半径，119-余隙高度，12-活塞第一道环，13-活塞与气缸套间隙，110-活塞型线火力面，120-抗磨环火力面；

2-燃料喷射器，20-喷束，201-喷束的中心，202-喷束在径向一侧的边缘，203-喷束在径向另一侧的边缘，204-雾化锥角，211-喷射器喷孔锥顶点与缸盖火力面距离，212-喷射器喷孔喷射夹角；

3-缸套，30-缸套火力面；

4-缸盖，41-缸盖火力面；

300-控制单元，301-存储器，302-处理器。

具体实施方式

现在将详细地参考本发明的各个实施方案，这些实施方案的实例被显示在附图中并描述如下。尽管本发明将与示例性实施方案相结合进行描述，但是应当意识到，本说明书并非旨在将本发明限制为那些示例性实施方案。相反，本发明旨在不但覆盖这些示例性实施方案，而且覆盖由所附权利要求所限定的本发明的精神和范围之内的各种选择形式、修改形式、等效形式及其它实施方案。

同时，本申请使用了特定词语来描述本申请的实施例。如“一些实施例”意指与本申请至少一个实施例相关的某一特征、结构或特点。因此，应强调并注意的是，本说明书中在不同位置两次或多次提及的“一些实施例”并不一定是指同一实施例。此外，本申请的一些实施例的某些特征、结构或特点可以进行适当的组合。

虽然本申请实施例公开的燃烧结构、组织燃烧的方法、计算机可读介质、内燃机适用的场景以船用柴油机为例，但不以此为限制，例如可以是其它的柴油机，例如固定式的发电柴油机、列车用柴油机等等，只要需要通过对燃料放热量进行分配，组织降低缸套热负荷的方案，均可以适用本申请的方案。

参考图1以及图2所示的，在一些实施例中，用于内燃机，例如船用柴油机的燃烧结构100包括活塞1、燃料喷射器2、缸套3以及缸盖4。

如图2所示的，活塞1的顶部包括从活塞顶部凹陷的活塞型线11，活塞型线11具有从径向外部至内部连接的活塞型线边缘部111、活塞碗112以及中心部113。如图1以及图2所示的，活塞型线边缘部111的轮廓一般是平直线，活塞碗112的轮廓为圆弧线。优选地，中心部113为凸台结构114，即从活塞碗112的位置向上凸起，凸台结构114与所述活塞碗112的连接位置为两者相切地连接。即活塞顶部一般为对称结构，在对称中心即中心线上设置燃料喷射器2，分别向两侧的活塞顶部区域喷射燃料。从中心至外围分别为凸台结构114、活塞碗112、活塞型线边缘部111。继续参考图2的，燃烧结构100的结构以及特征参数可以包括燃料喷射器2，缸盖火力面41、活塞型线火力面110、抗磨环火力面120、缸套火力面30、喷射器喷孔锥顶点与缸盖火力面距离211、喷射器喷孔喷射夹角212、雾化锥角204、喷束的中心201、活塞型线中心夹角116、活塞型线深度117、活塞碗半径118、活塞开口角115、余隙高度119（活塞型线运行至上止点时与缸盖火力面的距离）、活塞第一道环12、活塞与气缸套间隙13。

喷射器喷孔锥顶点的含义为对于喷射到活塞多个喷油孔相交的顶点。活塞碗半径的含义为构成活塞碗112的弧形轮廓的半径，活塞型线深度117的含义为活塞碗112与凸台结构114相切位置与缸盖火力面41的距离，活塞开口角115为活塞碗112与所述活塞型线边缘部111之间的连接位置对应的活塞碗112的切线与活塞型线边缘部111的夹角。

燃料喷射器2喷射的燃料一般为柴油，采用缸内直喷的方式喷射至气缸。燃料喷射器2能够喷射燃料，并形成至少一束的燃料喷雾的喷束20，对应柴油喷射器的情况，喷束20为柴油喷束，柴油经过高压作用从燃料喷射器2后形成充分雾化的喷雾的喷束20。

活塞1的顶部、缸套3、缸盖4限定燃烧室101，活塞1能够沿着缸套3在上止点与下止点之间往复移动。

如图1所示的，在上止点至下止点的移动行程中，燃烧结构100被配置为：

当燃烧处于燃烧始点时，喷束20的范围被全部包络至活塞碗112和/或中心部113；

当燃烧处于燃烧重心时，喷束的中心201被包络至活塞碗112，并且喷束在径向一侧的边缘202脱离活塞碗112而被包络至活塞型线11的边缘部111；

当燃烧处于燃烧终点时，喷束20脱离活塞碗112，并且喷束在径向另一侧的边缘203脱离活塞碗112而被包络至活塞型线11的边缘部111，并且喷束20在径向一侧的边缘202脱离活塞型线11而被包络至缸套3。

以上燃烧始点、燃烧重心、燃烧终点的含义，与本领域的通常含义类似，即燃烧始点为累积发热量大致为5%对应的曲轴转角位置，燃烧重心为累积发热量大致为50%对应的曲轴转角位置，燃烧终点为累积发热量大致为90%对应的曲轴转角位置。

喷束20的中心201、径向一侧的边缘202、径向另一侧的边缘203的位置，可以通过仿真或者实验的方法得到。例如对于喷束20的喷束的中心201的中心贯穿距，可以根据船用柴油机大流量大孔径喷射器测得的喷雾试验数据拟合出的喷雾贯穿距经验公式如下：

;

其中：ΔP是喷射器压力室压力与环境气体压力的差值；ρ_g为环境气体等效密度；d为喷油有效直径；t为喷射时间。

利用以上公式计算得到船用柴油机不同运行条件下的喷束中心贯穿距。再通过发动机转速、活塞型线结构和活塞运动公式，计算得到活塞型线火力面在不同时刻下的位置，同时结合试验测得的喷束的雾化锥角204范围快速标出柴油喷雾在缸内的形态分布。

采用以上实施例的有益效果在于，通过对燃料喷射器的喷束与活塞型线合理匹配，对燃料放热量进行分配，降低缸套热负荷，实现热负荷的合理分配与燃烧过程的合理组织，提高缸套与活塞环摩擦副之间的运行可靠性。

其原理在于，发明人发现，新一代船用柴油机不但具有较高的功率密度，且能在45℃环境温度下长期工作。新一代的船用柴油机，其不但要求单位容积燃料放热量增加了30%以上，且由于进气温度升高，会进一步加剧缸内燃烧温度升高，高温燃气向活塞、缸盖、缸套等受热零部件传热量急剧增大，受热零部件热负荷大幅升高。在经过长期大量的实验后，发明人发现，将燃烧结构的各部件的热负荷设分配为：分配燃烧过程总放热量的50%以上被所述活塞1承受，分配缸套3燃烧过程总放热量的20%以下被所述缸套3承受，剩余热负荷由缸盖4承受。当然，可以理解到，活塞1的热负荷分配不能无限制的增大，缸套3的热负荷分配不能无限制的减小，可以根据不同的要求调整，满足各部件的可靠性即可。如此可以保证各部件满足热负荷要求，而无需对冷却设计进行较大改动；并且，通过以上不同时刻对于燃料喷射器的喷束与活塞型线合理匹配，可以实现对于缸套3的热负荷的较低分配，而对活塞1的热负荷的较高分配，从而达到分配燃烧过程总放热量的50%以上被所述活塞1承受，分配缸套3燃烧过程总放热量的20%以下被所述缸套3承受，剩余热负荷由缸盖4承受的效果，新一代船用柴油机对于功率密度以及高温环境下长期工作的要求。

在研发设计阶段，得到以上实施例介绍的燃烧结构100的方式可以是：

（1）利用造型软件建立燃烧室几何结构简化模型，定义船用柴油机燃烧系统特征参数；

（2）根据受热零部件热负荷承受能力，通过调整燃烧系统特征参数，改变受热零部件热负荷分配比例；

（3）根据船用柴油机喷雾试验数据拟合适用于大流量大孔径喷孔的喷雾贯穿距经验公式，计算得到船用柴油机不同运行条件下的喷束的中心贯穿距；

（4)根据发动机转速和活塞型线，计算0~720°CA时刻活塞运动位置；与柴油喷雾不同喷射夹角和贯穿距的喷雾形态进行匹配，结合柴油喷雾蒸发燃烧特征位置，例如燃烧始点、燃烧重心和燃烧终点，利用活塞型线结构减小燃油喷雾撞击缸套表面或窜入活塞与缸套间隙的概率，引导高温燃气流向燃烧室中部，以此确定燃油喷雾喷射夹角，降低缸套零部件的热负荷，实现热负荷的合理分配与燃烧过程的合理组织，提高缸套与活塞环摩擦副之间的运行可靠性。

继续参考图1以及图2所示的，在一些实施例中，活塞碗112与活塞型线边缘部111之间的连接位置构成的活塞开口角115为钝角或直角，如此可以进一步降低缸套3的热负荷分配。其原理在于，在喷射器喷孔喷射夹角212不变时，活塞开口角115为锐角时，高温燃气经活塞碗112的导流作用，高温燃气流向抗磨环火力面120和缸套火力面30，缸套3分配的热负荷比例增加，活塞1和缸盖4分配的热负荷比例降低；活塞开口角115为直角时，高温燃气受活塞开口角度导流流向缸盖4和燃烧室中部，缸套3分配的热负荷比例降低，缸盖4分配的热负荷比例增加；活塞开口角115为钝角时，高温燃气受活塞开口角度导流流向缸盖和活塞型线中部，缸套3分配的热负荷比例降低，缸盖4和活塞1分配的热负荷比例增加。因此开口角115为钝角或者直角时均可以降低缸套3的热负荷，从而实现分配燃烧过程总放热量的50%以上被所述活塞1承受，分配缸套3燃烧过程总放热量的20%以下被所述缸套3承受。可以理解到，若缸套3的热负荷分配过低，而活塞1的热负荷分配过高，那么此时也可以将开口角设置为锐角，以适当增大缸套3的热负荷分配，减小活塞1的热负荷分配。

继续参考图1以及图2所示的，在一些实施例中，活塞1在上止点时活塞型线边缘部111与缸盖4的距离为余隙高度，与抗磨环火力面120的内径构成余隙容积；活塞1的活塞碗112以及中心部113构成活塞型线容积，活塞型线容积大于余隙容积。如此的有益效果在于，进一步降低缸套3的热负荷分配。但不以此为限制，可以理解到，活塞型线容积也可以小于余隙容积。

其原理在于，如图1所示的，余隙高度119形成的圆柱形容积为余隙容积，活塞型线火力面110包络的容积为活塞型线容积，余隙容积与活塞型线容积的容积和为燃烧室容积。在相同压缩比下，通过调整活塞型线容积和余隙容积控制缸内燃料总放热量的分配，当活塞型线容积小于余隙容积时，高温燃气运动主要集中在燃烧室中上部，缸盖4热负荷分配比例增大，活塞1热负荷分配比例减小；当活塞型线容积大于余隙容积时，高温燃气运动主要集中在活塞型线内部，活塞1热负荷分配比例增大，缸盖4和缸套3的热负荷分配比例减小。可以理解到，若缸套3和/或缸盖4的热负荷分配过低，而活塞1的热负荷分配过高，那么此时也可以将活塞型线容积设置为小于余隙容积，以适当增大缸套3的热负荷分配，减小活塞1的热负荷分配。

另外，活塞型线深度117和活塞碗半径118增大，可以使得活塞型线包络更多的高温燃气运动，活塞1被分配的热负荷比例增加。

承上所介绍的，在一些实施例中，本申请还提供一种组织燃烧方法，方法包括：分配燃烧过程总放热量的50%以上被活塞1承受，分配缸套3燃烧过程总放热量的20%以下被缸套3承受。具体的步骤可以是以上实施例介绍的，在上止点至下止点的移动行程中：当燃烧处于燃烧始点时，喷束20的范围被全部包络至活塞碗112和/或中心部113；当燃烧处于燃烧重心时，喷束20的中心201被包络至活塞碗112，并且喷束20在径向一侧的边缘202脱离活塞碗112而被包络至活塞型线11的边缘部111；当燃烧处于燃烧终点时，喷束20脱离活塞碗112，并且喷束在径向另一侧的边缘203脱离活塞碗112而被包络至活塞型线11的边缘部111，并且喷束20在径向一侧的边缘202脱离活塞型线11而被包络至缸套3。

本发明的另一方面还提供了一种内燃机1000，请参考图3所示的，内燃机1000包括以上实施例介绍的燃烧结构100以及控制单元300，控制单元300包括存储器301以及与存储器301相连接的处理器302，其中处理器302在执行存储在存储器上的计算机程序时实现如上任意一种实施例所描述的组织燃烧的方法的步骤，具体请详见上文的描述，在此不再赘述。

需要注意的是，上述的存储器301和处理器302并不局限于特定的某一个存储器或处理器。在一些情况下，存储器301和处理器302都可以具有分布式的结构，例如，可以包括分别位于内燃机端和后台云端的存储器和处理器，由内燃机端和后台云端共同实现上述的组织燃烧的方法。更进一步的，在采用分布式结构的实施例中，各个步骤可以根据实际情况调整具体的执行终端，各个步骤在特定终端实现的具体方案不应限制本发明的保护范围。

本发明的另一方面还提供了一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现如以上实施例描述的组织燃烧的方法的步骤，具体请详见上文的描述，在此不再赘述。

另外，可以理解的是，上述的计算机可读存储介质亦可以是系统形式，即包括有多个计算机可读存储子介质，以通过多个计算机可读存储介质共同实现上文所描述的组织燃烧的方法的步骤。

结合本文所公开的实施例描述的各种解说性逻辑模块、和电路可用通用处理器、数字信号处理器（DSP）、专用集成电路（ASIC）、现场可编程门阵列（FPGA）或其它可编程逻辑器件、分立的门或晶体管逻辑、分立的硬件组件、或其设计成执行本文所描述功能的任何组合来实现或执行。通用处理器可以是微处理器，但在替换方案中，该处理器可以是任何常规的处理器、控制器、微控制器、或状态机。处理器还可以被实现为计算设备的组合，例如DSP与微处理器的组合、多个微处理器、与DSP核心协作的一个或多个微处理器、或任何其他此类配置。

结合本文中公开的实施例描述的方法或算法的步骤可直接在硬件中、在由处理器执行的软件模块中、或在这两者的组合中体现。软件模块可驻留在RAM存储器、闪存、ROM存储器、EPROM存储器、EEPROM存储器、寄存器、硬盘、可移动盘、CD-ROM、或本领域中所知的任何其他形式的存储介质中。示例性存储介质耦合到处理器以使得该处理器能从/向该存储介质读取和写入信息。在替换方案中，存储介质可以被整合到处理器。处理器和存储介质可驻留在ASIC中。ASIC可驻留在用户终端中。在替换方案中，处理器和存储介质可作为分立组件驻留在用户终端中。

在一个或多个示例性实施例中，所描述的功能可在硬件、软件、固件或其任何组合中实现。如果在软件中实现为计算机程序产品，则各功能可以作为一条或更多条指令或代码存储在计算机可读介质上或借其进行传送。计算机可读介质包括计算机存储介质和通讯介质两者，其包括促成计算机程序从一地向另一地转移的任何介质。存储介质可以是能被计算机访问的任何可用介质。作为示例而非限定，这样的计算机可读介质可包括RAM、ROM、EEPROM、CD-ROM或其它光盘存储、磁盘存储或其它磁存储设备、或能被用来携带或存储指令或数据结构形式的合意程序代码且能被计算机访问的任何其它介质。任何连接也被正当地称为计算机可读介质。例如，如果软件是使用同轴电缆、光纤电缆、双绞线、数字订户线（DSL）、或诸如红外、无线电、以及微波之类的无线技术从web网站、服务器、或其它远程源传送而来，则该同轴电缆、光纤电缆、双绞线、DSL、或诸如红外、无线电、以及微波之类的无线技术就被包括在介质的定义之中。如本文中所使用的盘（disk）和碟（disc）包括压缩碟（CD）、激光碟、光碟、数字多用碟（DVD）、软盘和蓝光碟，其中盘（disk）往往以磁的方式再现数据，而碟（disc）用激光以光学方式再现数据。上述的组合也应被包括在计算机可读介质的范围内。

本发明虽然以较佳实施方式公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以做出可能的变动和修改。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施方式所作的任何修改、等同变化及修饰，均落入本发明权利要求所界定的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种燃烧结构（100），用于内燃机，其特征在于，包括：

活塞（1），所述活塞（1）的顶部包括从所述活塞顶部凹陷的活塞型线（11），所述活塞型线（11）具有从径向外部至内部连接的活塞型线边缘部（111）、活塞碗（112）以及中心部（113）；

燃料喷射器（2），能够喷射燃料，并形成至少一束的燃料喷雾的喷束（20）；

缸套（3）；

缸盖（4）；

其中，所述活塞（1）的顶部、所述缸套（3）、所述缸盖（4）限定燃烧室（101），所述活塞（1）能够沿着缸套（3）在上止点与下止点之间往复移动，在上止点至下止点的移动行程中，所述燃烧结构（100）被配置为：

分配燃烧过程总放热量的50%以上被所述活塞（1）承受，分配燃烧过程总放热量的20%以下被所述缸套（3）承受；

当燃烧处于燃烧始点时，喷束（20）的范围被全部包络至活塞碗（112）和/或中心部（113）；

当燃烧处于燃烧重心时，喷束（20）的中心（201）被包络至所述活塞碗（112），并且喷束（20）在径向一侧的边缘（202）脱离所述活塞碗（112）而被包络至所述活塞型线（11）的边缘部（111）；

当燃烧处于燃烧终点时，喷束（20）脱离所述活塞碗（112），并且所述喷束在径向另一侧的边缘（203）脱离所述活塞碗（112）而被包络至所述活塞型线（11）的边缘部（111），并且所述喷束（20）在径向一侧的边缘（202）脱离所述活塞型线（11）而被包络至所述缸套（3）；

其中，所述燃烧始点为累积发热量大致为5%对应的曲轴转角位置，燃烧重心为累积发热量大致为50%对应的曲轴转角位置，燃烧终点为累积发热量大致为90%对应的曲轴转角位置。

2.如权利要求1所述的燃烧结构（100），其特征在于，所述燃料喷射器（2）为柴油喷射器，所述喷束（20）为柴油喷束。

3.如权利要求2所述的燃烧结构（100），其特征在于，每束燃料喷雾的喷束（20）的贯穿距为：

；

其中：ΔP是燃料喷射器压力室压力与环境气体压力的差值；ρ_g为环境气体等效密度；d为喷孔有效直径；t为喷射时间。

4.如权利要求1所述的燃烧结构（100），其特征在于，所述中心部（113）为凸台结构（114）；所述凸台结构（114）与所述活塞碗（112）的连接位置为两者相切地连接。

5.如权利要求1所述的燃烧结构（100），其特征在于，所述活塞碗（112）与所述活塞型线边缘部（111）之间的连接位置构成的活塞开口角（115）为钝角或直角。

6.如权利要求1所述的燃烧结构（100），其特征在于，所述活塞（1）在上止点时所述活塞型线边缘部（111）与所述缸盖（4）的距离为余隙高度（119），与抗磨环火力面（120）的内径构成余隙容积；所述活塞（1）的活塞碗（112）以及中心部（113）构成活塞型线容积，所述活塞型线容积大于或小于所述余隙容积。

7.一种内燃机（1000），其特征在于，包括如权利要求1-6任意一项所述的燃烧结构（100），以及控制单元（300），所述控制单元（300）包括：

存储器（301），用于存储可由处理器执行的指令；

处理器（302），用于执行所述指令以实现以下步骤：

分配燃烧过程总放热量的50%以上被所述活塞（1）承受，分配燃烧过程总放热量的20%以下被所述缸套（3）承受；

当燃烧处于燃烧始点时，喷束（20）的范围被全部包络至活塞碗（112）和/或中心部（113）；

当燃烧处于燃烧重心时，喷束（20）的中心（201）被包络至所述活塞碗（112），并且喷束（20）在径向一侧的边缘（202）脱离所述活塞碗（112）而被包络至所述活塞型线（11）的边缘部（111）；

当燃烧处于燃烧终点时，喷束（20）脱离所述活塞碗（112），并且所述喷束在径向另一侧的边缘（203）脱离所述活塞碗（112）而被包络至所述活塞型线（11）的边缘部（111），并且所述喷束（20）在径向一侧的边缘（202）脱离所述活塞型线（11）而被包络至所述缸套（3）；

其中，所述燃烧始点为累积发热量大致为5%对应的曲轴转角位置，燃烧重心为累积发热量大致为50%对应的曲轴转角位置，燃烧终点为累积发热量大致为90%对应的曲轴转角位置。

8.一种用于燃烧结构的组织燃烧的方法，其特征在于，所述燃烧结构（100）包括活塞（1），所述活塞（1）的顶部包括从所述活塞顶部凹陷的活塞型线（11），所述活塞型线（11）具有从径向外部至内部连接的活塞型线边缘部（111）、活塞碗（112）以及中心部（113）；燃料喷射器（2），能够喷射燃料，并形成至少一束的燃料喷雾的喷束（20）；缸套（3）；缸盖（4）；其中，所述活塞（1）的顶部、所述缸套（3）、所述缸盖（4）限定燃烧室（101），所述活塞（1）能够沿着缸套（3）在上止点与下止点之间往复移动；所述方法包括：

分配燃烧过程总放热量的50%以上被所述活塞（1）承受，分配燃烧过程总放热量的20%以下被所述缸套（3）承受；

当燃烧处于燃烧始点时，喷束（20）的范围被全部包络至活塞碗（112）和/或中心部（113）；

当燃烧处于燃烧重心时，燃料喷雾的中心贯穿距位于活塞碗（112），并且所述燃料喷雾的理论喷束范围在一侧脱离所述活塞碗（112）而被包络至所述活塞型线（11）的边缘部（111）；

当燃烧处于燃烧终点时，喷束（20）脱离所述活塞碗（112），并且所述喷束在径向另一侧的边缘（203）脱离所述活塞碗（112）而被包络至所述活塞型线（11）的边缘部（111），并且所述喷束（20）在径向一侧的边缘（202）脱离所述活塞型线（11）而被包络至所述缸套（3）；

其中，所述燃烧始点为累积发热量大致为5%对应的曲轴转角位置，燃烧重心为累积发热量大致为50%对应的曲轴转角位置，燃烧终点为累积发热量大致为90%对应的曲轴转角位置。

9.一种可读介质，其上具有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行实现如权利要求8所述的组织燃烧的方法能够被计算机执行的步骤。