一种用于降低火焰传播距离的大缸径预燃室式氨燃料内燃机燃烧系统
本发明的目的在于提供一种用于降低火焰传播距离的大缸径预燃室式氨燃料内燃机燃烧系统，包括气缸盖、气缸壁、活塞、氨燃料喷射器、氨燃料直喷喷射器、氨燃料低压喷射器，气缸盖安装在气缸壁上，活塞安装在气缸壁里，气缸盖、气缸壁和活塞形成主燃室，气缸盖里分别设置进气道、排气道、预燃室、氨燃料直喷喷射器，进气道里设置氨燃料低压喷射器，预燃室里设置火花塞和氨燃料喷射器，主燃室与预燃室连通。本发明可以降低可燃混合气在主燃室内的火焰传播距离，进而加快主燃室内混合气的燃烧速率，提高燃烧稳定性，实现预燃室式氨燃料内燃机高效燃烧过程。
发明专利
CN202311350551.6
2023-10-18
CN117588325A
2024-02-23
F02F1/24(2006.01)
哈尔滨工程大学
礼博;吴岳霖;范立云;张瀚文;王广泽;李晶雪;陈晨
150001 黑龙江省哈尔滨市南岗区南通大街145号
黑龙江;23
1.一种用于降低火焰传播距离的大缸径预燃室式氨燃料内燃机燃烧系统，其特征是：包括气缸盖(1)、气缸壁(2)、活塞(3)、氨燃料喷射器(6)、氨燃料直喷喷射器(8)、氨燃料低压喷射器(10)，气缸盖(1)安装在气缸壁(2)上，活塞(3)安装在气缸壁(2)里，气缸盖(1)、气缸壁(2)和活塞(3)形成主燃室(4)，气缸盖(1)里分别设置进气道(9)、排气道(11)、预燃室(5)、氨燃料直喷喷射器(8)，进气道(9)里设置氨燃料低压喷射器(10)，预燃室(5)里设置火花塞(7)和氨燃料喷射器(6)，主燃室(4)与预燃室(5)连通。 2.根据权利要求1所述的一种用于降低火焰传播距离的大缸径预燃室式氨燃料内燃机燃烧系统，其特征是：活塞(3)的中心为凸起的挤流台(3-1)，活塞(3)与气缸壁(2)相邻的端部设置活塞外边缘凹形回流结构(3-2)，活塞外边缘凹形回流结构(3-2)与挤流台(3-1)之间形成活塞外围特定分区(3-3)，活塞外围特定分区(3-3)与挤流台(3-1)之间为挤流导向面(3-4)。 3.根据权利要求1所述的一种用于降低火焰传播距离的大缸径预燃室式氨燃料内燃机燃烧系统，其特征是：主燃室(4)与预燃室(5)的连通方式为小孔连通，小孔采用渐缩孔、圆柱孔或螺旋孔，其倾斜角度保持指向活塞外围特定分区(3-3)。 4.根据权利要求1所述的一种用于降低火焰传播距离的大缸径预燃室式氨燃料内燃机燃烧系统，其特征是：主燃室(4)与预燃室(5)的连通方式为环形通道连通，环形通道采用固定间隙或采用可变间隙。 5.根据权利要求1所述的一种用于降低火焰传播距离的大缸径预燃室式氨燃料内燃机燃烧系统，其特征是：主燃室(4)与预燃室(5)连通处呈120°～155°夹角。 6.根据权利要求1所述的一种用于降低火焰传播距离的大缸径预燃室式氨燃料内燃机燃烧系统，其特征是：主燃室(4)与预燃室(5)的连接处包括中心孔，中心孔对应的活塞(4)区域设置燃料与空气混合气的独立分区。 7.根据权利要求1所述的一种用于降低火焰传播距离的大缸径预燃室式氨燃料内燃机燃烧系统，其特征是：在进气冲程，通过进气道(9)上的氨燃料低压喷射器(10)向进气道(9)内喷射氨燃料，与空气混合后进入主燃室(4)内，进而形成预混合可燃混合气氛围。 8.根据权利要求1所述的一种用于降低火焰传播距离的大缸径预燃室式氨燃料内燃机燃烧系统，其特征是：在压缩冲程，通过气缸盖(1)上的直喷喷射器(8)向主燃室(4)内喷射氨燃料，直喷喷射器(8)可实现氨燃料的多次喷射，形成具有当量比梯度的可燃混合气，随着压缩冲程活塞(3)上行，通过活塞(3)中心凸起的挤流台(3-1)形成的强挤流作用，使主燃室(4)内的可燃混合气沿挤流导向面(3-4)分布于活塞外围特定分区(3-3)内，且利用外围的气流作用，促进直喷氨燃料与空气的混合，通过活塞(3)外边缘凹形回流结构(3-2)，在气流运动过程中减少燃料与空气的混合气泄漏出主燃室(4)。 9.根据权利要求1所述的一种用于降低火焰传播距离的大缸径预燃室式氨燃料内燃机燃烧系统，其特征是：在压缩冲程，通过安装在预燃室(5)上的氨燃料喷射器(6)向预燃室(5)内喷射氨燃料，在预燃室(5)内形成适合点燃的可燃混合气，在压缩冲程末期，通过安装在预燃室(5)内的火花塞(7)点燃预燃室(5)内的可燃混合气，形成高温高压射流(5-1)，高温高压射流(5-1)经过连通通道进入活塞外围特定分区(3-3)内，引燃主燃室(4)内的可燃混合气，主燃室(4)内的可燃混合气在活塞外围特定分区(3-3)内进行大范围燃烧。