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CN109555594A - 顺序介入式复合燃烧系统超功率密度柴油机 - Google Patents

顺序介入式复合燃烧系统超功率密度柴油机 Download PDF

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CN109555594A
CN109555594A CN201910010184.2A CN201910010184A CN109555594A CN 109555594 A CN109555594 A CN 109555594A CN 201910010184 A CN201910010184 A CN 201910010184A CN 109555594 A CN109555594 A CN 109555594A
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stage turbine
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CN201910010184.2A
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韩永强
王双双
金文华
许允
田径
李润钊
魏明智
徐辰
任晓鸣
杨泽宇
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Jilin University
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Jilin University
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Abstract

本发明公开了顺序介入式复合燃烧系统超高功率密度柴油机，所述的顺序介入式复合燃烧系统超高功率密度柴油机包括共轨管、高压油管、汽缸盖、主燃烧室喷油嘴、排气管、进气管、中冷器、高压级涡轮旁通阀、高压级涡轮、高压级压气机旁通阀、高压级压气机、低压级涡轮、低压级压气机、缸体、低压供油泵、油箱、活塞、主燃烧室、液压阀、滤清器、副燃烧室、副燃烧室喷油嘴、高压油管、高压供油泵、轨道压力阀，其特征在于，主燃烧室(18)与副燃烧室(21)通过液压阀(19)连通；主燃烧室(18)、高压级涡轮(9)以及高压共轨系统协同工作；ECU下达指令打开液压阀(19)，副燃烧室(21)及二级增压系统介入，主燃烧室(18)、副燃烧室(21)、高压级涡轮(9)、低压级涡轮(12)以及高压共轨系统协同工作；液压阀(19)上装有传感器，通过ECU调控。

Description

顺序介入式复合燃烧系统超功率密度柴油机
技术领域
本发明涉及一种超高功率密度柴油机，电控高压共轨燃油喷射系统，更确切的说，是一种可分段介入的两级增压系统、两套燃烧系统构成的顺序介入式复合燃烧系统为特征的新型柴油机构型。
背景技术
积极开展高压电控燃油喷射主流HPD高功率密度柴油机关键技术研究是我国坦克装甲车辆动力技术快速发展的契机，一方面基于功率需求的顺序介入式复合燃烧系统，可保证常规工况下的续航里程、高可靠性及战斗工况时的极高功率密度；另一方面可以利用HPD柴油机技术的阶段性研究成果实现对现役装备动力的改进提高，满足高航速两栖装甲突击车的功率需求和大幅度提高主战装备和二线车辆的机动作战能力。还可以为新型动力的工程研制奠定坚实的技术，以满足未来轻量化、高机动突击平台对动力的需求,解决我国陆军装备的“心脏病”问题。此外，还可实现高新技术成果向民用市场的转化，通过对我国国民经济市场的需求分析，根据对单位排量功率、排放、可靠性、耐久性等指标要求，完全可以用于新型柴油机的换代研制和对己批量生产柴油机性能的改进提高。因此，根据发动机功率的变化，采用高压电控燃油喷射主流高功率密度技术是非常必要的。
发明内容
本发明为解决现有技术存在的可靠性差、在爆压附近工作时燃烧不稳定、定容燃烧的爆压下的长持续期定压燃烧的技术问题，提供了一种顺序介入式复合燃烧系统。
为解决上述技术问题，本发明是采用如下技术方案实现的：
本发明所述的一种顺序介入式复合燃烧系统包括共轨管、高压油管、汽缸盖、主燃烧室喷油嘴、排气管、进气管、中冷器、高压级涡轮旁通阀、高压级涡轮、高压级压气机旁通阀、高压级压气机、低压级涡轮、低压级压气机、缸体、低压供油泵、油箱、活塞、主燃烧室、液压阀、滤清器、副燃烧室、副燃烧室喷油嘴、高压油管、高压供油泵、轨道压力阀，其特征在于：
所述的液压阀上装有传感器，通过ECU调控。
所述的主燃烧室与副燃烧室通过液压阀连通，主燃烧室在中低功率段是单一增压单一统一燃烧室工作模式；高功率段，副燃烧室介入，形成双增压复合式燃烧室进行工作。
与现有技术相比本发明的有益效果是：
1.本发明所述的一种顺序介入式复合燃烧系统基于功率需求的顺序介入式复合燃烧系统，可保证常规工况下的续航里程、高可靠性及战斗工况时的极高功率密度。
2.本发明所述的一种顺序介入式复合燃烧系统采用的液压式控制系统，可保证副燃烧系统接入控制的可靠性。
3.本发明所述的一种顺序介入式复合燃烧系统涡流室式副燃烧系统引入了压缩挤流、燃烧涡流可极大改善柴油机混合气的均匀程度和燃烧速率，同时可大幅度改善转速的适应性。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步的说明：
图1是本发明所述的一种顺序介入式复合燃烧系统原理图；
图中：1.共轨管2.高压油管3.汽缸盖4.主燃烧室喷油嘴5.排气管6.进气管7.中冷器8.高压级涡轮旁通阀9.高压级涡轮10.高压级压气机旁通阀11.高压级压气机12.低压级涡轮13.低压级压气机14.缸体15.低压供油泵16.油箱17.活塞18.主燃烧室19.液压阀20.滤清器21.副燃烧室22.副燃烧室喷油嘴23.高压油管24.高压供油泵25.轨道压力阀。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作详细的描述：
如图1所示，非作战状态时副燃烧系统关闭、以主流超高增压电控高压直喷式柴油机模式工作，即蓄压式共轨燃油喷射系统，其包括1.共轨管2.高压油管3.汽缸盖4.主燃烧室喷油嘴14.缸体15.低压供油泵16.油箱17.活塞18.主燃烧室19.液压阀20.滤清器21.副燃烧室22.副燃烧室喷油嘴23.高压油管24.高压供油泵，可采用4.0压力比、23-16压缩比、1.3过量系数，考虑到经济性、热负荷及机械负荷限制升功率控制在70kW/h左右；以设定的缸内爆压阈值和做功频次即表征功率需求，触发副燃烧系统及二级增压系统介入，副燃烧系统包括19.液压阀21.发燃烧室22.副燃烧室喷油嘴23.副油轨；二级增压包括5.排气管6.进气管7.中冷器8.高压级涡轮旁通阀9.高压级涡轮10.高压级压气机旁通阀11.高压级压气机12.低压级涡轮13.低压级压气机。以二级增压、低压缩比状态运行，可采用5.0压比、12-10压缩比、1.2过量系数，从而在相近爆压条件下充分提升升功率；当功率需求下降即爆压及做功频次至设定阈值后两级增压、副燃烧系统切出，恢复至单一增压、单一统一燃烧室工作模式。

Claims (5)

1.顺序介入式复合燃烧系统超高功率密度柴油机，其特征在于，所述的顺序介入式复合燃烧系统超高功率密度柴油机包括共轨管(1)、高压油管(2)、汽缸盖(3)、主燃烧室喷油嘴(4)、排气管(5)、进气管(6)、中冷器(7)、高压级涡轮旁通阀(8)、高压级涡轮(10)、高压级压气机旁通阀(101)、高压级压气机(11)、低压级涡轮(12)、低压级压气机(13)、缸体(14)、低压供油泵(15)、油箱(16)、活塞(17)、主燃烧室(18)、液压阀(19)、滤清器(20)、副燃烧室(21)、副燃烧室喷油嘴(22)、副燃烧室高压油管(23)、高压供油泵(24)、轨道压力阀(25)。
2.按照权利要求1所述的顺序介入式复合燃烧系统超高功率密度柴油机，特征在于，液压阀(19)固定在汽缸盖(3)上，副燃烧室喷油嘴(22)固定在副燃烧室(21)上，主燃烧室喷油嘴(4)固定在气缸盖(3)上，主燃烧室喷油嘴(4)通过高压油管(2)与共轨管(1)连接，副燃烧室喷油嘴(22)通过高压油管(23)与高压油泵(24)相连，低压油泵(15)、油箱(16)、滤清器(20)、高压油泵(24)通过高压油管连接，高压油泵(24)通过高压油管与共轨管(1)连接，进气管(6)与排气管(5)固定在气缸盖(3)上，中冷器(7)、高压级压气机(11)、低压级压气机(13)通过进气管(6)连接，高级压气机(11)通过高级压气机旁通阀(10)控制，高压级涡轮机(9)与低压级涡轮机(12)通过排气管(5)连接，高压级涡轮(9)通过高压级涡轮旁通阀(8)控制，高压级涡轮旁通阀(8)关闭时,排气全部流经高压级涡轮(9),然后通过低压级涡轮(12)，高压级旁通阀(8)逐渐打开,使得部分排气绕过高压级涡轮(9)而直接流入低压级涡轮(12)。
3.按照权利要求1所述的顺序介入式复合燃烧系统超高功率密度柴油机，特征在于，所述的顺序介入式复合燃烧系统包括主燃烧室(16)、副燃烧室(21)、液压阀(19)，主燃烧室(18)与副燃烧室(21)通过液压阀(19)连通。
4.按照权利要求1所述的顺序介入式复合燃烧系统超高功率密度柴油机，特征在于，所述的主燃烧室(16)、高压级涡轮(9)以及高压共轨系统协同工作；主燃烧室(18)与副燃烧室(21)通过液压阀(19)连通，ECU下达指令打开液压阀(19)，副燃烧室(21)及二级增压系统介入，主燃烧室(16)、副燃烧室(21)、高压级涡轮(9)、低压级涡轮(12)以及高压共轨系统协同工作。
5.按照权利要求1所述的顺序介入式复合燃烧系统超高功率密度柴油机，特征在于，所述的液压阀(19)上装有传感器，通过ECU调控。
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