本發(fā)明涉及內(nèi)燃機(jī)，特別是涉及一種射流火焰點燃式燃燒系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、內(nèi)燃機(jī)是交通運輸領(lǐng)域主要的動力源，傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)以化石能源為燃料經(jīng)過燃燒產(chǎn)生熱，再經(jīng)過熱功轉(zhuǎn)換對外做功?；茉磳儆谔?xì)淙剂?，在?nèi)燃機(jī)上應(yīng)用不可避免地產(chǎn)生nox、pm、hc、co、co2等排放污染物，而co2是溫室氣體，是全球變暖的元兇，為了控制全球變暖，作為內(nèi)燃機(jī)也興起了使用低碳/無碳的碳中和燃料；碳中和燃料指采用綠電(光伏發(fā)電、風(fēng)電)制備的燃料，如氫、氨、甲醇等燃料，這類燃料要在現(xiàn)有內(nèi)燃機(jī)上應(yīng)用面臨例如摩擦磨損、腐蝕、著火及燃燒速度等諸多問題，特別是像氨、甲醇等自然溫度高的燃料需要助燃劑來引燃。例如在現(xiàn)有壓燃式發(fā)動機(jī)上若要燃燒甲醇燃料，由于甲醇的自燃溫度比柴油高出200℃以上，不易著火，為此需要易著火的燃料如柴油來引燃；且如果直接用火花塞點燃大缸徑內(nèi)燃機(jī)的燃燒室內(nèi)的碳中和燃料存在很大的爆震風(fēng)險，而由于大缸徑內(nèi)燃機(jī)的燃燒室的容積較大，采用其它加熱方式將燃燒室內(nèi)的碳中和燃料加熱至燃點也是不切實際的。

2、現(xiàn)有技術(shù)中，為了使碳中和燃料，如氨、甲醇等燃料在現(xiàn)有壓燃式發(fā)動機(jī)上正常燃燒，通常設(shè)置兩種燃料噴射系統(tǒng)，一種燃料噴射系統(tǒng)用于向燃燒室內(nèi)噴入碳中和燃料，另一燃料噴射系統(tǒng)用于向燃燒室內(nèi)噴入作為助燃劑的柴油，柴油壓燃后隨后引燃已在燃燒室內(nèi)的碳中和燃料(如氨、甲醇等)與空氣的混合氣。但是，設(shè)置兩套燃料噴射系統(tǒng)不僅使得系統(tǒng)復(fù)雜，而且成本也增加，更主要的是以柴油作為助燃劑不能很好地達(dá)到節(jié)能減排的目的。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是提供一種射流火焰點燃式燃燒系統(tǒng)，以解決上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，降低內(nèi)燃機(jī)使用碳中和燃料的成本。

2、為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了如下方案：

3、本發(fā)明提供一種射流火焰點燃式燃燒系統(tǒng)，包括：

4、燃料儲箱；

5、射流火焰點燃單元，所述射流火焰點燃單元包括殼體、設(shè)置在所述殼體內(nèi)的預(yù)燃燒室和設(shè)置在所述殼體上的點火裝置，所述殼體上開設(shè)有若干個與所述預(yù)燃燒室相通的射流噴孔，所述射流噴孔與所述內(nèi)燃機(jī)的燃燒室相通，所述點火裝置采用火花塞或電熱塞；所述火花塞用于產(chǎn)生電火花以引燃所述預(yù)燃燒室內(nèi)的燃料與空氣的混合氣，所述電熱塞用于將所述預(yù)燃燒室內(nèi)的燃料與空氣的混合氣加熱到燃點；

6、第一噴射單元，所述第一噴射單元包括依次連通的第一加壓泵、第一燃料軌道和第一燃料噴射器，所述第一加壓泵的進(jìn)料口與所述燃料儲箱連通，所述第一燃料噴射器設(shè)置在殼體上，且所述第一燃料噴射器的噴射口伸入所述預(yù)燃燒室內(nèi)，所述第一燃料噴射器用于向所述預(yù)燃燒室內(nèi)噴射燃料；

7、第二噴射單元，所述第二噴射單元包括依次連通的第二加壓泵、第二燃料軌道和第二燃料噴射器，所述第二加壓泵的進(jìn)料口與所述燃料儲箱連通，所述第二燃料噴射器用于向所述內(nèi)燃機(jī)的進(jìn)氣道或燃燒室內(nèi)噴射燃料。

8、優(yōu)選的，所述預(yù)燃燒室的容積為所述燃燒室的容積的2％～20％。

9、優(yōu)選的，所述射流噴孔的個數(shù)、孔徑和設(shè)置角度根據(jù)所述內(nèi)燃機(jī)的缸徑和功率來確定。

10、優(yōu)選的，還包括控制器，所述第一加壓泵、所述第二加壓泵、所述第一燃料噴射器和所述第二燃料噴射器分別與所述控制器電連接。

11、優(yōu)選的，設(shè)置有所述射流噴孔的所述室壁位于所述內(nèi)燃機(jī)的燃燒室內(nèi)。

12、優(yōu)選的，所述第二燃料噴射器用于向所述內(nèi)燃機(jī)的進(jìn)氣道內(nèi)噴射燃料時，所述第二燃料噴射器固設(shè)在所述內(nèi)燃機(jī)的進(jìn)氣管上；

13、所述第二燃料噴射器用于向所述內(nèi)燃機(jī)的燃燒室內(nèi)噴射燃料時，所述第二燃料噴射器固設(shè)在所述缸蓋上。

14、本發(fā)明相對于現(xiàn)有技術(shù)取得了以下技術(shù)效果：

15、本發(fā)明的射流火焰點燃式燃燒系統(tǒng)在預(yù)燃燒室內(nèi)對燃料進(jìn)行點燃，由于預(yù)燃燒室的容積較小，不存在爆震風(fēng)險，預(yù)燃燒室內(nèi)的燃料點燃后能夠在高溫高壓作用下經(jīng)射流噴孔噴入內(nèi)燃機(jī)的燃燒室內(nèi)，進(jìn)而點燃燃燒室內(nèi)的燃料；無需設(shè)置兩種燃料的噴射系統(tǒng)，降低了成本。

16、進(jìn)一步的，本發(fā)明的射流火焰點燃式燃燒系統(tǒng)支持使用單一的碳中和燃料(如氨、甲醇等)，簡化了燃料供應(yīng)系統(tǒng)，降低了復(fù)雜性，同時也便于維護(hù)；由于采用了單一燃料，減少了對傳統(tǒng)石油基燃料的依賴，有助于實現(xiàn)碳中和目標(biāo)。

17、進(jìn)一步的，通過預(yù)燃燒室產(chǎn)生的射流火焰點火能量比常規(guī)火花點火高出4個數(shù)量級，這意味著點火更加可靠且能量更加強(qiáng)大。高能量點火可以促進(jìn)燃燒室內(nèi)燃料的稀薄燃燒，提高了燃燒效率，減少了未完全燃燒的產(chǎn)物，降低了有害排放(尤其是nox)。

18、進(jìn)一步的，第二燃料噴射器可以向內(nèi)燃機(jī)的進(jìn)氣道內(nèi)噴射燃料，也可以直接向內(nèi)燃機(jī)的燃燒室內(nèi)噴射燃料，提供了靈活性；不同的噴射位置可以根據(jù)發(fā)動機(jī)設(shè)計和性能需求進(jìn)行選擇，優(yōu)化燃燒過程。

19、進(jìn)一步的，射流火焰點燃單元中的第一燃料噴射器由控制器精確控制噴射量，確保在任意工況下都能形成易于著火的合適空燃比混合氣。

20、進(jìn)一步的，本發(fā)明的射流火焰點燃式燃燒系統(tǒng)結(jié)構(gòu)相對簡單，便于集成到現(xiàn)有的內(nèi)燃機(jī)設(shè)計中；簡單的結(jié)構(gòu)也有助于降低成本和維護(hù)難度。

21、總之，本發(fā)明射流火焰點燃式燃燒系統(tǒng)通過采用單一碳中和燃料和高能量點火技術(shù)，不僅簡化了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，還提高了燃燒效率和降低了排放。特別是對于追求低碳環(huán)保的現(xiàn)代內(nèi)燃機(jī)而言，這種系統(tǒng)具有很大的應(yīng)用潛力和實際意義。通過實現(xiàn)稀薄燃燒，該系統(tǒng)能夠在提高發(fā)動機(jī)性能的同時，減少對環(huán)境的影響。

技術(shù)特征：

1.一種射流火焰點燃式燃燒系統(tǒng)，其特征在于：包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的射流火焰點燃式燃燒系統(tǒng)，其特征在于：所述預(yù)燃燒室的容積為所述燃燒室的容積的2％～20％。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的射流火焰點燃式燃燒系統(tǒng)，其特征在于：所述射流噴孔的個數(shù)、孔徑和設(shè)置角度根據(jù)所述內(nèi)燃機(jī)的缸徑和功率來確定。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的射流火焰點燃式燃燒系統(tǒng)，其特征在于：還包括控制器，所述第一加壓泵、所述第二加壓泵、所述第一燃料噴射器和所述第二燃料噴射器分別與所述控制器電連接。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的射流火焰點燃式燃燒系統(tǒng)，其特征在于：設(shè)置有所述射流噴孔的所述室壁位于所述內(nèi)燃機(jī)的燃燒室內(nèi)。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的射流火焰點燃式燃燒系統(tǒng)，其特征在于：所述第二燃料噴射器用于向所述內(nèi)燃機(jī)的進(jìn)氣道內(nèi)噴射燃料時，所述第二燃料噴射器固設(shè)在所述內(nèi)燃機(jī)的進(jìn)氣管上；

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種射流火焰點燃式燃燒系統(tǒng)，涉及內(nèi)燃機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，包括：燃料儲箱；射流火焰點燃單元，射流火焰點燃單元包括殼體、設(shè)置在殼體內(nèi)的預(yù)燃燒室和設(shè)置在殼體上的點火裝置，殼體上開設(shè)有若干個與預(yù)燃燒室相通的射流噴孔，射流噴孔與內(nèi)燃機(jī)的燃燒室相通，點火裝置采用火花塞或電熱塞；第一噴射單元，第一噴射單元包括依次連通的第一加壓泵、第一燃料軌道和第一燃料噴射器，第一燃料噴射器用于向預(yù)燃燒室內(nèi)噴射燃料；第二噴射單元，第二噴射單元包括依次連通的第二加壓泵、第二燃料軌道和第二燃料噴射器，第二燃料噴射器用于向內(nèi)燃機(jī)的進(jìn)氣道或燃燒室內(nèi)噴射燃料。支持使用單一的碳中和燃料(如氨、甲醇等)，降低了成本。

技術(shù)研發(fā)人員：繆雪龍,王先勇,黃見,杭勇,朱劍明,林赫,黃震
受保護(hù)的技術(shù)使用者：江蘇上交碳中和科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/10