CN118242193A - 一种喷雾撞壁反射泼洒的缸盖结构 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种喷雾撞壁反射泼洒的缸盖结构，包括反射组合实体，反射组合实体整体呈环形，通过连接面与缸盖连接，与喷油器安装孔同轴、与喷油器各喷孔对应环绕在喷油器安装孔周围。该种喷雾撞壁反射泼洒的缸盖结构，通过撞壁泼洒的形式将雾注内部高密度燃油部分扩散到外部，从而促进油气混合，进而改善了发动机的经济性；同时可以在完成预定功能的同时，借助发动机的扫气过程自然冷却，具有结构简单、使用和冷却方便、适应性强的特点，提高了发动机的整体性能。
Description
技术领域
本发明属于发动机技术领域，具体涉及一种喷雾撞壁反射泼洒的缸盖结构。
背景技术
柴油机高转速高负荷条件下，缸内滞燃期短，着火时喷雾前锋贯穿距离很短，距离燃烧室壁面依然有一段距离。此时发生燃烧，会在雾注外围形成火焰面，包围内部高密度的燃油部分，出现“火包油”的现象，阻碍雾注内部燃油与空气的接触混合，从而使燃烧过程恶化。因此希望能在雾注着火之前，使雾注内部高密度的燃油部分扩散到外部，从而促进雾注各部分燃油与空气的有效混合，从而改善燃烧过程。
发明内容
本发明提供一种喷雾撞壁反射泼洒的缸盖结构，要解决的技术问题是：解决柴油机缸内雾注内部燃油与空气的接触难、混合差，从而使燃烧过程恶化等问题。
为了解决以上技术问题，本发明提供了一种喷雾撞壁反射泼洒的缸盖结构，其特征在于，包括反射组合实体1，反射组合实体1整体呈环形，通过连接面11与缸盖3连接，与喷油器安装孔31同轴，反射组合实体的反射单体与喷油器各喷孔对应环绕在喷油器安装孔31周围。
进一步地，所述反射组合实体1由N个反射单体2环绕组成，其中N为喷油器的喷孔数。
进一步地，反射组合实体的连接面11由N个反射单体的连接面21组合而成。
进一步地，所述反射单体2由一个连接面21、两个冷却面24、一个反射面22和一个支撑面23包围而成。
进一步地，所述连接面21、反射面22和支撑面23由一三角形截面25绕喷油器安装孔轴线32旋转得到。
进一步地，旋转角为360/N度。
进一步地，反射面夹角小于90度；连接长径垂直于喷油器安装孔轴线32，长度由喷油器喷雾夹角61决定；支撑角251大于90度。
进一步地，连接面21为一夹角360/N度的与喷油器安装孔轴线32垂直的局部圆环面；反射面22和支撑面23均为与喷油器安装孔轴线32同轴的局部圆锥面。
进一步地，所述两个冷却面24关于反射单体的对称面27对称。
进一步地，所述冷却面24由支撑面上一内收的弧线231与喷油器安装孔轴线上某一线段321混合渐进得到。
有益效果：本发明通过撞壁泼洒的形式将雾注内部高密度燃油部分扩散到外部，从而促进油气混合，进而改善了发动机的经济性。
该种喷雾撞壁反射泼洒的缸盖结构，可以在完成预定功能的同时，借助发动机的扫气过程自然冷却，具有结构简单、使用和冷却方便、适应性强的特点，提高了发动机的整体性能。
附图说明
图1为本发明所述的一种喷雾撞壁反射泼洒的缸盖结构的液滴撞壁形式原理示意图；
图2为本发明所述的一种喷雾撞壁反射泼洒的缸盖结构整体结构示意图；
图3为本发明所述的一种喷雾撞壁反射泼洒的缸盖结构的反射组合实体的下斜视图；
图4为本发明所述的一种喷雾撞壁反射泼洒的缸盖结构的反射组合实体的上斜视图；
图5为本发明所述的一种喷雾撞壁反射泼洒的缸盖结构的反射单体上斜视图；
图6为本发明所述的一种喷雾撞壁反射泼洒的缸盖结构的反射单体后斜视图；
图7为本发明所述的一种喷雾撞壁反射泼洒的缸盖结构的反射单体三角形截面图；
图8为本发明所述的一种喷雾撞壁反射泼洒的缸盖结构的反射单体连接面图；
图9为本发明所述的一种喷雾撞壁反射泼洒的缸盖结构的反射单体整体结构示意图；
图10为本发明所述的一种喷雾撞壁反射泼洒的缸盖结构的冷却方式原理图；
图11为本发明所述的一种喷雾撞壁反射泼洒的缸盖结构的工作过程原理图(带喷油雾注)；
附图标记说明：
1-反射组合实体；11-反射组合实体连接面；2-反射单体；21-反射单体连接面；22-反射面；23-支撑面；24-冷却面；25-反射单体三角形截面；26-旋转角；27-反射单体对称面；231-支撑面上内收弧线；241-冷却通道；251-支撑角；252-反射面夹角；253-连接长径；3-缸盖；31-喷油器安装孔；32-喷油器安装孔轴线；321-喷油器安装孔轴线线段；4-进气门；5-排气门；6-喷油雾注；61-喷油器喷雾夹角；62-反射泼洒范围。
具体实施方式
为使本发明的目的、内容和优点更加清楚，下面对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。
本发明提出的一种喷雾撞壁反射泼洒的缸盖结构，包括反射组合实体1，反射组合实体1整体呈环形，通过连接面11与缸盖3连接，与喷油器安装孔31同轴、与喷油器各喷孔对应环绕在喷油器安装孔31周围。
将反射组合实体1环绕在喷油器安装孔31周围设置，是为了使喷油器喷出的雾注6经过最短的距离就能与壁面碰撞，从而发生泼洒，这样即使在高转速高负荷下也能充分利用雾注各部分的燃油进行燃烧。
如图3所示，所述反射组合实体1整体由N个反射单体2环绕组成，其中N为喷油器的喷孔数。如图4所示，反射组合实体的连接面11由N个反射单体的连接面21组合而成。反射组合实体1由N(喷油器的喷孔数)个相同的反射单体2环绕喷油器安装孔轴线32组合而成，目的是为了使喷油器喷出的各个雾注6能得到相同、均匀的泼洒效果，从而最大程度地降低柴油机工作的循环变动。
如图5和图6所示，所述反射单体2由一个连接面21、两个冷却面24、一个反射面22和一个支撑面23包围而成。
如图7所示，所述连接面21、反射面22和支撑面23由一三角形截面25绕喷油器安装孔轴线32旋转得到，旋转角26为(360/N)度。其中，根据工况特征和性能要求，与燃烧室匹配设计燃油雾注6的反射泼洒范围62，从而设计反射面夹角252，反射面夹角252一般小于90度，由泼洒范围决定；为了良好地与缸盖3底面连接，连接长径253垂直于喷油器安装孔轴线32，同时为了使雾注6确定能喷射到反射面22上，连接长径253长度由喷油器喷雾夹角61决定；为了避免在结构中出现热力集中的点，要使支撑角251大于90度。如图8所示，得到的连接面21为一夹角(旋转角26)(360/N)度的与喷油器安装孔轴线32垂直的局部圆环面；反射面22和支撑面23均为与喷油器安装孔轴线32同轴的局部圆锥面。
如图9所示，所述冷却面24由支撑面23上一内收的弧线231与喷油器安装孔轴线32上某一线段321混合渐进得到，这样设计可以在如图10不同反射单体2的相对的冷却面24之间形成冷却通道241，在发动机的扫气阶段通过由进气门4流向排气门5的低温空气对反射组合实体1进行冷却。所述两个冷却面24关于反射单体2的对称面27对称，从而可以对反射单体2进行均匀的冷却，避免在反射单体2上出现局部的热力集中点。
本发明的一种喷雾撞壁反射泼洒的缸盖结构设计安装方法如下：
本发明通过三维建模软件完成设计。
首先，如图11所示，根据喷油雾注6形成的喷雾夹角61和与燃烧系统匹配所需要的反射泼洒范围62确定反射单体三角形截面25的反射面夹角252；为了使雾注6确定能喷射到反射组合实体1上，确定适当长度的连接长径253；最后确定适当大小的支撑角251，使支撑角251大于90度。
使反射单体三角形截面25绕着喷油器安装孔轴线32旋转(360/N)度；
在支撑面23上设计一内收弧线231，使之与喷油器安装孔轴线32上一线段321混合渐进，得到冷却面24，两个冷却面24关于反射单体对称面27对称；至此反射单体2设计完成。
之后将N(喷油器的喷孔数)个反射单体2以冷却面24相对、反射面22朝向喷油器安装孔轴线32、支撑面23背向喷油器安装孔轴线32的方式环绕在喷油器安装孔31周围，与喷油器安装孔轴线32等距，各个反射单体2的反射面22和支撑面23正对喷油器的各个喷孔，连接成反射组合实体1；
最后反射单体2连接面21(反射组合实体连接面11)与缸盖3连接，至此完成喷雾撞壁反射泼洒的缸盖结构的设计和安装。
本发明的一种喷雾撞壁反射泼洒的缸盖结构功能实现过程如下：
喷油时，雾注6以预先确定的喷雾夹角61与反射组合实体1碰撞，并以特定的反射泼洒范围62离开反射组合实体1的壁面，进入燃烧室中与空气充分混合燃烧。
扫气时，从进气门4流向排气门5的低温空气会流经冷却通道241，从而对反射组合实体1进行冷却。至此完成对喷雾撞壁反射泼洒的缸盖结构功能实现过程的描述。
柴油机高转速高负荷条件下，缸内滞燃期短，着火时喷雾前锋贯穿距离很短，距离燃烧室壁面依然有一段距离。此时发生燃烧，会在雾注外围形成火焰面，包围内部高密度的燃油部分，出现“火包油”的现象，阻碍雾注内部燃油与空气的接触混合，从而使燃烧过程恶化。因此希望能在雾注着火之前，使雾注内部高密度的燃油部分扩散到外部，从而促进雾注各部分燃油与空气的有效混合，从而改善燃烧过程。
在液滴撞击固体壁面的研究中，不同撞壁形式的判断标准是韦伯数We。韦伯数是表征液滴惯性力与表面张力比值的无量纲参数，与液滴密度、撞击速度、液滴直径和液滴表面张力有关。如图1所示，随着韦伯数We的增长，撞壁形式逐渐从粘贴、反弹、扩散向着泼洒的形式发展。当下的柴油机领域，随着高压共轨技术的发展，100MPa以上的喷油压力已经成为常态，喷油液滴的韦伯数We也保持在很高的数值，此种工况下的液滴撞壁时呈现的均为泼洒的形式。由图1可知，泼洒的撞壁形式下，液滴直径减小、分布范围增大，可以有效地促进空气进入液滴之间的缝隙中，促进空气与燃油的混合。因此希望通过撞壁泼洒的形式将雾注内部高密度燃油部分扩散到外部，从而促进油气混合。
本发明通过撞壁泼洒的形式将雾注内部高密度燃油部分扩散到外部，从而促进油气混合，进而改善了发动机的经济性；同时可以在完成预定功能的同时，借助发动机的扫气过程自然冷却，具有结构简单、使用和冷却方便、适应性强的特点，提高了发动机的整体性能。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种喷雾撞壁反射泼洒的缸盖结构，其特征在于，包括反射组合实体1，反射组合实体1整体呈环形，通过连接面11与缸盖3连接，与喷油器安装孔31同轴，反射组合实体的反射单体与喷油器各喷孔对应环绕在喷油器安装孔31周围。
2.根据权利要求1所述的一种喷雾撞壁反射泼洒的缸盖结构，其特征在于：所述反射组合实体1由N个反射单体2环绕组成，其中N为喷油器的喷孔数。
3.根据权利要求2所述的一种喷雾撞壁反射泼洒的缸盖结构，其特征在于：反射组合实体的连接面11由N个反射单体的连接面21组合而成。
4.根据权利要求2所述的一种喷雾撞壁反射泼洒的缸盖结构，其特征在于：所述反射单体2由一个连接面21、两个冷却面24、一个反射面22和一个支撑面23包围而成。
5.根据权利要求4所述的一种喷雾撞壁反射泼洒的缸盖结构，其特征在于：所述连接面21、反射面22和支撑面23由一三角形截面25绕喷油器安装孔轴线32旋转得到。
6.根据权利要求5所述的一种喷雾撞壁反射泼洒的缸盖结构，其特征在于：旋转角为360/N度。
7.根据权利要求5所述的一种喷雾撞壁反射泼洒的缸盖结构，其特征在于：反射面夹角小于90度；连接长径垂直于喷油器安装孔轴线32，长度由喷油器喷雾夹角61决定；支撑角251大于90度。
8.根据权利要求5所述的一种喷雾撞壁反射泼洒的缸盖结构，其特征在于：连接面21为一夹角360/N度的与喷油器安装孔轴线32垂直的局部圆环面；反射面22和支撑面23均为与喷油器安装孔轴线32同轴的局部圆锥面。
9.根据权利要求5所述的一种喷雾撞壁反射泼洒的缸盖结构，其特征在于：所述两个冷却面24关于反射单体的对称面27对称。
10.根据权利要求9所述的一种喷雾撞壁反射泼洒的缸盖结构，其特征在于：所述冷却面24由支撑面上一内收的弧线231与喷油器安装孔轴线上某一线段321混合渐进得到。
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