发动机燃烧室设计方法、燃烧室、发动机及工程设备与流程

本发明涉及工程设备，尤其涉及一种发动机燃烧室设计方法、燃烧室、发动机及工程设备。

背景技术：

1、目前，在工程设备技术领域的电动化浪潮下，对柴油机油耗提出了更低的期望，同时柴油发动机的排放要求越来越高，改善燃烧往往需要加强油束与壁面的碰撞，而油束与壁面严重碰撞或完全不碰都不利于油气混合和燃烧，通常喷油器变动较小，如何有效的利用油束碰壁，如何快速匹配设计燃烧室型线，实现缸内柴油与空气的高质量混合和高效燃烧，是目前的一大挑战。以往活塞燃烧室型线的设计更多的是靠经验，燃烧室开发需要计算和试验大量的方案，开发周期长，成本高。

技术实现思路

1、本发明提供一种发动机燃烧室设计方法、燃烧室、发动机及工程设备，用以解决现有技术中活塞燃烧室型线的设计更多的是靠经验，燃烧室开发需要计算和试验大量的方案，开发周期长，成本高的缺陷。本发明基于液相贯穿距进行燃烧室设计，量化燃烧室形状参数，大幅缩短了仿真和验证的周期，降低了开发成本。采用本发明燃烧室的设计选型，能够大幅改善工程设备的发动机的燃烧水平。

2、本发明提供一种发动机燃烧室设计方法，包括：确定喷油器的喷油油束的中心线；确定喷油器的液相贯穿距；根据所述中心线和所述液相贯穿距确定燃烧室形状参数；根据所述中心线和所述燃烧室形状参数确定待仿真燃烧室；对所述待仿真燃烧室进行燃烧分析仿真，确定待验证燃烧室；对所述待验证燃烧室进行试验验证，确定最终燃烧室。

3、根据本发明提供的一种发动机燃烧室设计方法，所述确定喷油器的喷油油束的中心线，包括：确定活塞的位置；根据所述活塞的位置设置喷油器参数；所述喷油器参数包括喷油器喷口位置和喷油锥角；根据所述喷油器参数绘制所述喷油器的喷油油束的中心线。

4、根据本发明提供的一种发动机燃烧室设计方法，所述确定喷油器的液相贯穿距，包括：采用预设数学物理方法或预设实验测试方法，计算喷油器在指定喷油压力和喷油背压及环境温度下的液相贯穿距。

5、根据本发明提供的一种发动机燃烧室设计方法，所述根据所述中心线和所述液相贯穿距确定燃烧室形状参数，包括：根据所述液相贯穿距计算燃烧室的喉口直径；所述燃烧室的喉口直径的范围为1.8l~2.2l；根据所述中心线和所述喉口直径计算喉口圆心到所述喷油油束的中心线的距离；所述喉口圆心到所述喷油油束的中心线的距离的范围为0~r1；根据所述喉口圆心到所述喷油油束的中心线的距离调节燃烧室的最大直径、深坑最大直径和喉口圆弧半径；所述喉口圆弧半径的范围1~3mm；其中，l为所述液相贯穿距，r1为所述喉口圆弧半径。

6、根据本发明提供的一种发动机燃烧室设计方法，所述根据所述中心线和所述燃烧室形状参数确定待仿真燃烧室，包括：根据所述中心线和所述燃烧室形状参数计算燃烧室容积比；所述燃烧室容积比为所述喷油油束的中心线将燃烧室分为两个容积的比例，上下两个容积的比例在40:60与45:55之间；将所述燃烧室容积比在预设容积比范围的燃烧室作为所述待仿真燃烧室。

7、根据本发明提供的一种发动机燃烧室设计方法，所述对所述待仿真燃烧室进行燃烧分析仿真，确定待验证燃烧室，包括：基于预设发动机缸内燃烧分析计算模型对所述待仿真燃烧室进行燃烧分析仿真，得到所述预设发动机缸内燃烧分析计算模型输出的仿真结果；将仿真结果满足预设仿真要求的燃烧室作为所述待验证燃烧室。

8、根据本发明提供的一种发动机燃烧室设计方法，所述对所述待验证燃烧室进行试验验证，确定最终燃烧室，包括：根据所述待验证燃烧室制作试验燃烧室和喷油器样件，搭建发动机进行台架试验，确定试验结果；将所述试验结果满足预设验证要求的燃烧室作为所述最终燃烧室。

9、本发明还提供一种燃烧室，采用上述的发动机燃烧室设计方法进行设计。

10、本发明还提供一种发动机，包括上述的燃烧室。

11、本发明还提供一种工程设备，包括上述的发动机。

12、本发明提供的一种发动机燃烧室设计方法、燃烧室、发动机及工程设备，该方法包括：确定喷油器的喷油油束的中心线；确定喷油器的液相贯穿距；根据中心线和液相贯穿距确定燃烧室形状参数；根据中心线和燃烧室形状参数确定待仿真燃烧室；对待仿真燃烧室进行燃烧分析仿真，确定待验证燃烧室；对待验证燃烧室进行试验验证，确定最终燃烧室。本发明基于液相贯穿距进行燃烧室设计，量化燃烧室形状参数，大幅缩短了仿真和验证的周期，降低了开发成本。采用本发明燃烧室的设计选型，能够大幅改善工程设备的发动机的燃烧水平。

技术特征：

1.一种发动机燃烧室设计方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的发动机燃烧室设计方法，其特征在于，所述确定喷油器的喷油油束的中心线，包括：

3.根据权利要求1所述的发动机燃烧室设计方法，其特征在于，所述确定喷油器的液相贯穿距，包括：

4.根据权利要求1所述的发动机燃烧室设计方法，其特征在于，所述根据所述中心线和所述液相贯穿距确定燃烧室形状参数，包括：

5.根据权利要求1所述的发动机燃烧室设计方法，其特征在于，所述根据所述中心线和所述燃烧室形状参数确定待仿真燃烧室，包括：

6.根据权利要求1所述的发动机燃烧室设计方法，其特征在于，所述对所述待仿真燃烧室进行燃烧分析仿真，确定待验证燃烧室，包括：

7.根据权利要求1所述的发动机燃烧室设计方法，其特征在于，所述对所述待验证燃烧室进行试验验证，确定最终燃烧室，包括：

8.一种燃烧室，其特征在于，采用权利要求1至7任一项所述的发动机燃烧室设计方法进行设计。

9.一种发动机，其特征在于，包括权利要求8所述的燃烧室。

10.一种工程设备，其特征在于，包括权利要求9所述的发动机。

技术总结本发明涉及工程设备技术领域，提供一种发动机燃烧室设计方法、燃烧室、发动机及工程设备，该方法包括：确定喷油器的喷油油束的中心线；确定喷油器的液相贯穿距；根据中心线和液相贯穿距确定燃烧室形状参数；根据中心线和燃烧室形状参数确定待仿真燃烧室；对待仿真燃烧室进行燃烧分析仿真，确定待验证燃烧室；对待验证燃烧室进行试验验证，确定最终燃烧室。本发明基于液相贯穿距进行燃烧室设计，量化燃烧室形状参数，大幅缩短了仿真和验证的周期，降低了开发成本。采用本发明燃烧室的设计选型，能够大幅改善工程设备的发动机的燃烧水平。技术研发人员：陈强,卢祥林受保护的技术使用者：湖南道依茨动力有限公司技术研发日：技术公布日：2024/11/4