CN86104092B - 用浅w型燃烧室组织油膜雾化燃烧 - Google Patents
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Abstract
一种采用多孔喷油器与燃烧室相配合组织油膜雾化燃烧的方式，属于直喷式发动机的燃烧系统，其主要构成为：采用大敞口浅Ｗ形燃烧室和小承压面积比、小压力室多孔喷油器。喷孔的夹角十分接近燃烧室的锥角，以便于把一定数量的燃油喷射到燃烧室壁上，形成油膜，其余燃油仍分布在燃烧室空间，从而实现油膜雾化燃烧。这种燃烧方式，既能降低爆压，又能减少后燃和冒烟，并且，使发动机的经济性得到改善。
Description
一种用多孔喷油器与浅W形燃烧室相配合组织油膜雾化燃烧，属于直接喷射式发动机的燃烧系统。
在现有技术中，公知的直喷式发动机的燃烧系统大都采用空间雾化燃烧，其主要手段是让多孔喷油器的喷注与燃烧室的形状相配合，以利于混合气的形成，但这种燃烧方式也不够完善，主要是混合气形成不够均匀，因为较长的喷油持续期，产生边喷油边燃烧的现象，很难消除火包油的扩散燃烧。由于燃油都分布在燃烧室的空间，缸内燃烧一旦发生，直接参与燃烧的始燃量较多，就很难对爆压、压升率等加以控制。在燃烧中后期，由于对混合气形成不利，易产生不完全燃烧、冒烟等。
本发明的目的在于，从组织油膜雾化燃烧出发，通过在燃烧室壁上形成油膜的方法来减少燃烧室的空间雾化燃油量，从而控制缸内燃烧的始燃量。并且，选用喷油速率较高的喷油器，缩短喷油持续期，把着火点控制在上死点附近，实现降低燃压，减少后燃和冒烟，使发动机的燃烧得到改善。
本发明的技术解决方案是：一种用设置在中速柴油机活塞顶部的浅W形燃烧室与多孔喷油器喷束形状相匹配组织直喷式缸内油膜雾化燃烧的系统，该系统包括：一个设置在活塞顶部的浅W形燃烧室，其主要尺寸关系为：燃烧室直径dk（0.81～0.85）×缸径D，深度h＝（0.074～0.087）×缸径D，圆弧半径R≤深度h，顶部锥角α＝145～150度，顶隙S0＝（0.4～0.6）×深度h;一个多孔喷油器，它具有：8～16个喷孔，喷孔夹角β比燃烧室顶部锥角α小0～10度;该系统组织油膜雾化燃烧是：在缸内着火前，喷油器将70～100%的燃油喷入缸内，以及，其技术特点在于：在活塞位于上死点时，喷油器的喷束在燃烧室锥部上的内落点在直径d1＝（0.3～0.45）dk的位置上。
对上述技术解决方案的说明如下：
直喷式油膜雾化燃烧，在组织混合气形成及燃烧放热方面，它既不同于传统的空间雾化燃烧方式，也不同于M燃烧方式，即其特点为：利用油膜，减少雾化量，控制始燃量。同时，缩短喷油持续期，力求在着火前把燃油喷入缸内，并且，把着火点控制在上死点附近。
上述的燃烧室具有大敞口浅W形的结构，燃烧室的上口一般略带收口，以防燃油从该处冲出去。燃烧室的环部至少由一般圆弧构成，并且与燃烧室的锥部成切向连接。上述的环部究竟采用几段圆弧或多大的圆弧半径，必须满足在该环部均匀地形成油膜的要求，其锥头通常加工成圆弧形并高出活塞顶面，当然锥头也可保留锥尖并低于活塞顶面。
为了在上述的燃烧室的锥部和环部形成均匀的油膜，喷油器喷孔的夹角一般和上述燃烧室锥部的锥角相等或略小。这种喷油器针阀的承压面积比较小，因此，具有较高的喷油率。上述的喷油器喷出的燃油有相当数量涂布在上述燃烧室的下锥部和环部形成油膜，其余燃油仍分布在该燃烧室的空间。这就是组织油膜雾化燃烧的关键所在。
附图说明
附图是一种浅W形燃烧室结构及与油束的配合示意图。
下面是本发明的最佳实施例，通过对该实施例的描述和附图给出本发明的细节。
对于组织直喷式油膜雾化燃烧，试验用发动机之一是：二冲程回流扫气中速单缸柴油机，缸径D＝150毫米，行程S＝225毫米，转速n＝750转/分，持续功率Nc＝35.25马力，压缩比ε＝15。如图所示，部件〔1〕是活塞，浅W燃烧室就设置在活塞顶部，并对其中心成对称布置，图中的活塞〔1〕处于上死点位置。部件〔2〕是喷油器，部件〔3〕是气缸盖喷油器〔2〕就安装在气缸盖〔3〕上，并位于浅W燃烧室中心的正上方，部件〔4〕是气缸。
该实施例的主要构成之一是浅W形燃烧室，其形状和主要尺寸应有利于在其锥部〔1c〕的下部和环部〔1b〕形成既薄、面积又大的油膜。燃烧室的上口是略带收口的，直径dk＝0.84D，一般为（0.81～0.85）D，锥部〔1c〕的锥角α＝150度，一般为145～150度，h是燃烧室的深度。S0是活塞位于上死点时的顶隙，一般h/D＝0.074～0.087，So/h＝0.4～0.6。油束在锥部〔1c〕上内落点的直径d1＝（0.30～0.45）dk，环部〔1b〕的圆弧半径R＝8毫米，一般，R≤h。该圆弧的圆心直径d2＝112毫米。图中，示出喷油器油束中心线的夹角β＝145度，一般：β＝α～〔α-（5～10°）〕。
该实施例的主要构成之二是喷油器，其型号为DG145S825，即喷孔数×喷孔直径×喷孔夹角＝8×0.25×145°，启喷压力P＝300kgf/cm2。上述的喷油器具有粗针、小压力室的结构，即针阀的承压面积比较小，在弹簧受力不变的情况下，启喷压力提高到300kgf/cm2，使喷油持续期缩短，但针阀的落座接触应力较小，喷油器的寿命还能提高。此外，喷油泵的型号为BH3Ⅲ型，柱塞直径dp＝12毫米，柱塞行程Sp＝10毫米，燃油量Q＝38毫升/200次。供油提前角θ＝14～15度曲柄转角。
本发明的效果是，上述的油膜雾化燃烧主要靠多孔喷油器把一定量的燃油喷射到燃烧室壁上形成油膜，来减少空间雾化的燃油量，以控制始燃量。由于缩短了喷油持续期，在着火前把大部分燃油喷入缸内，又把着火点控制在上死点附近，在主燃期内，使油气混合速率和燃烧速率相匹配，从而使整个燃烧过程得到改善，这种燃烧具有爆压低，油耗低，烟度低，空气利用率高的明显效果。
Claims (12)
1、一种用设置在中速柴油机活塞顶部的浅W形燃烧室与多孔喷油器喷束形状相匹配组织直喷式缸内油膜雾化燃烧的系统，该系统包括：
（1）一个设置在活塞顶部的浅W形燃烧室，其主要尺寸关系为：
（1.1）燃烧室直径dk＝（0.81～0.85）×缸径D
（1.2）深度h＝（0.074～0.087）×缸径D
（1.3）圆弧半径R≤深度h
（1.4）顶部锥角α＝145～150度
（1.5）顶隙S0＝（0.4～0.6）×深度h
（2）一个多孔喷油器，它具有：
（2.1）8～16个喷孔
（2.2）喷孔夹角β比燃烧室顶部锥角α小0～10度，该系统组织油膜雾化燃烧是：
-在缸内着火前，喷油器将70～100%的燃油喷入缸内，以及，其特征在于：
-在活塞位于上死点时，喷油器的喷束在燃烧室锥部上的内落点在直径d1＝（0.3～0.45）dk的位置上。
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