本發(fā)明涉及二沖程柴油發(fā)動(dòng)機(jī)，具體是指一種用于大缸徑對(duì)置活塞二沖程柴油機(jī)的混合排布式氣口結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)：

1、由于對(duì)置活塞二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)(op2s)換氣過程較短，換氣過程是制約其性能提升的一個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)；與以往的中小缸徑對(duì)置活塞二沖程柴油機(jī)不同，大缸徑對(duì)置活塞二沖程柴油機(jī)由其缸徑較大，其噴霧的油氣混合效果不足，對(duì)各個(gè)掃氣性能評(píng)價(jià)參數(shù)要求也更為嚴(yán)格。單純追求高捕獲質(zhì)量與掃氣效率的思路對(duì)于大缸徑對(duì)置活塞二沖程柴油機(jī)而言，可能已經(jīng)無法實(shí)現(xiàn)較好的油氣混合效果，而噴霧燃燒時(shí)刻缸內(nèi)的高tke有助于油氣混合，因此，要想進(jìn)一步優(yōu)化噴霧燃燒，必須綜合考慮掃氣效率、捕獲質(zhì)量以及噴霧燃燒時(shí)刻缸內(nèi)tke。

2、傳統(tǒng)的單層渦流口、直流口或滾流口已經(jīng)無法在掃氣過程中形成完整的掃氣面，更無法同步實(shí)現(xiàn)掃氣、渦流和滾流，并同時(shí)實(shí)現(xiàn)三者的綜合提高；因此，針對(duì)大缸徑對(duì)置活塞二沖程柴油機(jī)需要設(shè)計(jì)復(fù)雜式氣口結(jié)構(gòu)，現(xiàn)有技術(shù)可見的復(fù)雜氣口結(jié)構(gòu)為組合式氣口結(jié)構(gòu)，參照專利cn201410415536.x一種二沖程柴油機(jī)進(jìn)氣道，簡化獲得如圖1所示結(jié)構(gòu)，該組合式氣口在燃燒中后期同樣無法同時(shí)兼顧掃氣性能(掃氣效率與捕獲質(zhì)量)與缸內(nèi)tke，不適用于大缸徑對(duì)置活塞二沖程柴油機(jī)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，提供一種用于大缸徑對(duì)置活塞二沖程柴油機(jī)的混合排布式氣口結(jié)構(gòu)，以在一定程度上克服由于相關(guān)技術(shù)的限制和缺陷而導(dǎo)致的一個(gè)或者多個(gè)問題。

2、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

3、一種用于大缸徑對(duì)置活塞二沖程柴油機(jī)的混合排布式氣口結(jié)構(gòu),包括沿氣缸中心軸線環(huán)形均勻排布于其壁面上的若干個(gè)氣口，氣口包括交錯(cuò)排布的直流氣口和渦流氣口，直流氣口和渦流氣口的口徑高度相同；直流氣口連通直流氣道，渦流氣口連通渦流氣道，直流氣道和渦流氣道就近分側(cè)連通至兩側(cè)的進(jìn)氣道上，混合排布式氣口結(jié)構(gòu)匹配的進(jìn)氣道為非對(duì)稱式氣道，渦流氣道為上下層疊連通的雙層渦流氣道，即將渦流氣道沿xy截面均等分為上渦流氣道和下渦流氣道，上渦流氣道的上渦流傾角s1和下渦流氣道的下渦流傾角s2不相同。

4、進(jìn)一步地，上渦流傾角s1和下渦流傾角s2之間的角度差在0-10°內(nèi)，且上渦流傾角s1和下渦流傾角s2均在20°-30°內(nèi)。

5、更進(jìn)一步地，上渦流氣道和下渦流氣道均為漸擴(kuò)式氣道，其漸擴(kuò)角為0°-10°。

6、進(jìn)一步地，直流氣道為漸縮式氣道，其漸縮角為3°-15°。

7、進(jìn)一步地，直流氣道的下通道面具有上仰角，用于進(jìn)一步導(dǎo)向滾流，上仰角為0-8°。

8、進(jìn)一步地，直流氣口和渦流氣口沿z軸錯(cuò)位設(shè)置，即直流氣口的下端沿和渦流氣口的下端沿之間具有提前開啟量d。

9、進(jìn)一步地，渦流氣口位于直流氣口前端，用于提前開啟渦流氣流以提高掃氣質(zhì)量，提前開啟量d為0-2.5mm。

10、進(jìn)一步地，直流氣口位于渦流氣口前端，用于提前開啟直流氣流以改善中心掃氣不足，提前開啟量d為0-2.5mm。

11、進(jìn)一步地，直流氣道和渦流氣道就近分側(cè)連通至兩側(cè)的進(jìn)氣道上，混合排布式氣口結(jié)構(gòu)匹配的進(jìn)氣道為非對(duì)稱式氣道。

12、進(jìn)一步地，直流氣道和渦流氣道上連接進(jìn)氣道的一端兩側(cè)均設(shè)置過渡圓角，渦流氣道另一端上順渦流方向的一側(cè)上設(shè)置導(dǎo)流圓角。

13、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的用于大缸徑對(duì)置活塞二沖程柴油機(jī)的混合排布式氣口結(jié)構(gòu)具有以下的有益效果：

14、混合排布式氣口結(jié)構(gòu)包括同層且交錯(cuò)環(huán)形等間角分布的直流氣口和渦流氣口，渦流氣口后端為不等渦流傾角的雙層渦流氣道，直流口負(fù)責(zé)掃除氣缸中心廢氣，渦流口負(fù)責(zé)掃除氣缸壁側(cè)廢氣，兩種渦流氣流相互配合補(bǔ)充掃氣，這樣就能盡可能保證發(fā)動(dòng)機(jī)在整個(gè)掃氣過程中都能形成較為完整的掃氣面，提高捕獲質(zhì)量和掃氣效率；該混合排布式氣口結(jié)構(gòu)匹配非對(duì)稱式氣道，使得兩側(cè)渦流氣口進(jìn)氣阻力不同，同時(shí)渦流氣口與直流氣口間具有進(jìn)氣阻力差，多股不同氣阻和氣量的氣流相互影響，在不添加任何滾流導(dǎo)向的上仰角的情況下，便可實(shí)現(xiàn)了缸內(nèi)較強(qiáng)的滾流效果；

15、總之，與單一氣口結(jié)構(gòu)和組合排布式氣口結(jié)構(gòu)相比，混合排布式氣口結(jié)構(gòu)可利用高速氣流與低速氣流的軸向位移產(chǎn)生差異實(shí)現(xiàn)一種可控的滾流效果，在保證掃氣效率和捕獲質(zhì)量的前提下，有效提高噴霧燃燒階段的tke，經(jīng)模擬結(jié)果對(duì)比顯示，混合排布式氣口結(jié)構(gòu)使燃燒各個(gè)階段氣缸內(nèi)的tke始終保持較高水平，相較于組合排布?xì)饪诮Y(jié)構(gòu)，混合排布式氣口結(jié)構(gòu)的總放熱量提升9.95％，imep提升4.91％。

技術(shù)特征：

1.一種用于大缸徑對(duì)置活塞二沖程柴油機(jī)的混合排布式氣口結(jié)構(gòu)，其特征在于：包括沿氣缸中心軸線環(huán)形均勻排布于其壁面上的若干個(gè)氣口，所述氣口包括交錯(cuò)排布的直流氣口和渦流氣口，所述直流氣口和所述渦流氣口的口徑高度相同；所述直流氣口連通直流氣道，所述渦流氣口連通渦流氣道，所述直流氣道和所述渦流氣道就近分側(cè)連通至兩側(cè)的進(jìn)氣道上，所述混合排布式氣口結(jié)構(gòu)匹配的進(jìn)氣道為非對(duì)稱式氣道；所述渦流氣道為上下層疊連通的雙層渦流氣道，即將所述渦流氣道沿xy截面均等分為上渦流氣道和下渦流氣道，所述上渦流氣道的上渦流傾角s1和所述下渦流氣道的下渦流傾角s2不相同。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于大缸徑對(duì)置活塞二沖程柴油機(jī)的混合排布式氣口結(jié)構(gòu)，其特征在于：所述上渦流傾角s1和所述下渦流傾角s2之間的角度差在0-10°內(nèi)，且所述上渦流傾角s1和所述下渦流傾角s2均在20°-30°內(nèi)。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于大缸徑對(duì)置活塞二沖程柴油機(jī)的混合排布式氣口結(jié)構(gòu)，其特征在于：所述上渦流氣道和所述下渦流氣道均為漸擴(kuò)式氣道，其漸擴(kuò)角為0°-10°。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于大缸徑對(duì)置活塞二沖程柴油機(jī)的混合排布式氣口結(jié)構(gòu)，其特征在于：所述直流氣道為漸縮式氣道，其漸縮角為3°-15°。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于大缸徑對(duì)置活塞二沖程柴油機(jī)的混合排布式氣口結(jié)構(gòu)，其特征在于：所述直流氣道的下通道面具有上仰角，用于進(jìn)一步導(dǎo)向滾流，所述上仰角為0-8°。

6.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的用于大缸徑對(duì)置活塞二沖程柴油機(jī)的混合排布式氣口結(jié)構(gòu)，其特征在于：所述直流氣口和所述渦流氣口沿z軸錯(cuò)位設(shè)置，即所述直流氣口的下端沿和所述渦流氣口的下端沿之間具有提前開啟量d。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的用于大缸徑對(duì)置活塞二沖程柴油機(jī)的混合排布式氣口結(jié)構(gòu)，其特征在于：所述渦流氣口位于所述直流氣口前端，用于提前開啟渦流氣流以提高掃氣質(zhì)量，所述提前開啟量d為0-2.5mm。

8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的用于大缸徑對(duì)置活塞二沖程柴油機(jī)的混合排布式氣口結(jié)構(gòu)，其特征在于：所述直流氣口位于所述渦流氣口前端，用于提前開啟直流氣流以改善中心掃氣不足，所述提前開啟量d為0-2.5mm。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的用于大缸徑對(duì)置活塞二沖程柴油機(jī)的混合排布式氣口結(jié)構(gòu)，其特征在于：所述直流氣道和所述渦流氣道上連接所述進(jìn)氣道的一端兩側(cè)均設(shè)置過渡圓角，所述渦流氣道另一端上順渦流方向的一側(cè)上設(shè)置導(dǎo)流圓角。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種用于大缸徑對(duì)置活塞二沖程柴油機(jī)的混合排布式氣口結(jié)構(gòu)，包括沿氣缸中心軸線環(huán)形均勻排布于其壁面上的若干個(gè)氣口，氣口包括交錯(cuò)排布的直流氣口和渦流氣口，直流氣口和渦流氣口的口徑高度相同；直流氣口連通直流氣道，渦流氣口連通渦流氣道，直流氣道和渦流氣道就近分側(cè)連通至兩側(cè)的進(jìn)氣道上，進(jìn)氣道為非對(duì)稱式氣道，渦流氣道為上下層疊連通的雙層渦流氣道，即將渦流氣道沿XY截面均等分為上渦流氣道和下渦流氣道，上渦流氣道的上渦流傾角S1和下渦流氣道的下渦流傾角S2不同；該混合排布式氣口結(jié)構(gòu)在保證掃氣效率和捕獲質(zhì)量的前提下，使燃燒各個(gè)階段氣缸內(nèi)的TKE始終保持較高水平，相較組合排布?xì)饪诮Y(jié)構(gòu)，其總放熱量提升9.95％，IMEP提升4.91％。

技術(shù)研發(fā)人員：秦靜,裴毅強(qiáng),李尚書,杜天宇
受保護(hù)的技術(shù)使用者：天津大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/2