(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211319300.7 (22)申请日 2022.10.26 (71)申请人 江铃汽车股份有限公司 地址 330000 江西省南昌市南昌县 迎宾中 大道2111号 (72)发明人 杜辉　许林　程党明　王楠　马超　 陈洪书　刘勇　 (74)专利代理 机构 南昌青远专利代理事务所 (普通合伙) 36123 专利代理师 涂志刚 (51)Int.Cl. G06F 30/20(2020.01) G06F 30/15(2020.01) G06F 119/06(2020.01) (54)发明名称 一种国六两气门柴油机的燃烧室正向设计 和评价方法 (57)摘要 本发明提供了一种 国六两气门柴油机的燃 烧室正向设计和评价方法， 包括1） 燃烧室关键尺 寸范围的确认； 2） 燃烧室方案设计； 3） 基于油束 落点的燃烧室方案筛选； 4） 基于压缩比的燃烧室 方案筛选； 5） C FD燃烧模拟计算评估： 6） 燃烧室方 案推荐； 7） 燃烧室方案的试验验证。 本发明方法 不仅能够正向设计出燃烧室形状和尺 寸， 还能评 估当前燃烧系统下燃烧室的性能和排放情况， 既 可以用于全新柴油机燃烧室的设计选型， 也可以 在现有柴油机 升级时改善发动机 燃烧水平。 权利要求书1页 说明书3页 附图1页 CN 115510685 A 2022.12.23 CN 115510685 A 1.一种国六两气门柴油机的燃烧室正向设计和评价方法， 其特 征在于， 包括以下步骤： 步骤一、 燃烧室关键尺寸范围的确认： 根据发动 机缸径Bore的大小， 计算出燃烧室关键 参数的可选范围； 步骤二、 燃烧室方案设计： 根据步骤一中计算出的燃烧室关键参数范围， 设定每个参数 的分配水平， 采用DOE方法设计燃烧室方案； 步骤三、 基于油束落点的燃烧室方案筛选： 根据油嘴喷油锥角画出油束在燃烧室上的 落点， 由于燃烧室偏心和喷油器斜置， 各油嘴孔的油束落点高度均不相同， 统计各个油束落 点的高度z， 保留所有落 点高度z均在0.5 ‑0.7H范围的燃烧室方案； 步骤四、 基于压缩比的燃烧室方案筛选： 按照目标压缩比 ±0.5的范围， 剔除不符合压 缩比要求的燃烧室方案； 步骤五、 CFD燃烧模拟计算评估： 建立发动机缸内流体力学计算模型， 计算进气门开始 时刻至排气门开始时刻的进气 燃烧过程， 计算所有剩余的燃烧室方案， 并输出比油耗、 氮氧 化物排放物和碳烟排放物的结果， 并对结果进行归一化， 再以0.4、 0.3、 0.3为权重， 计算比 油耗、 氮氧化物排 放物和碳烟排 放物的加权平均得分； 步骤六、 燃烧室方案推荐： 选取步骤五中得分最低的两组燃烧室， 作为燃烧室对比实验 的方案； 步骤七、 燃烧室方案的试验验证： 在发动机台架上验证两组燃烧室方案的性能排放水 平， 重复执行步骤五， 将比油耗、 氮氧化物排放物和碳烟排放物的试验结果归一化， 再以 0.4、 0.3、 0.3为权重， 计算比油耗、 氮氧化物排放物和碳烟排放物的加权平均得分， 得分最 低的方案即为 最佳燃烧室方案 。 2.根据权利要求1所述的一种国六两气门柴油机的燃烧室正向设计和评价方法， 其特 征在于， 步骤一中所述燃烧室关键参数包括燃烧室直径D、 燃烧室深度H、 喉口直径B、 喉口深 度C和凹坑中心角度。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 115510685 A 2一种国六两气门柴油机的燃烧室正向设计和评价 方法 技术领域 [0001]本发明涉及国六两气门柴油机燃烧室正向设计技术领域， 具体涉及一种国六两气 门柴油机的燃烧室正向设计和评价方法。 背景技术 [0002]尽管目前绝大多数新开发的柴油机是四气门发动机， 但两气门发动机以其低成 本、 结构简单、 可靠性 好的优势仍活跃于市场上。 [0003]与四气门发动机相比， 两气门发动机的进气面积低30％左右， 排气面积低50％左 右， 不利于发动机充气效率和泵气损失。 另外燃烧室偏心设计， 喷油器斜置， 使得发动机油 气混合相对更加困难。 与上一代国五排放标准相比， 现行国六标准下的重型柴油机NOx限值 下降了77％， PM限值降低了67％， 因此， 对燃烧系统的要求愈发严苛。 燃烧室形状是燃烧系 统最重要的组成之一， 但目前 行业内未有针对两气门柴油机 燃烧室正向设计方法。 发明内容 [0004]本发明的目的在于针对现有技术的不足， 提供一种国六两气门柴油机的燃烧室正 向设计和评价方法， 不仅能够正向设计出燃烧室形状和尺寸， 还能评估当前燃烧系统下燃 烧室的性能和 排放情况， 既可以用于全新柴油机燃烧室的设计选型， 也可以在现有柴油机 升级时改善发动机 燃烧水平。 [0005]为实现上述目的， 本发明提出了一种国六两气门柴油机的燃烧室正向设计和评价 方法， 包括以下步骤： [0006]步骤一、 燃烧 室关键尺寸范围的确认： 根据发动机缸径Bore的大小， 计算出燃烧室 关键参数的可选范围； [0007]步骤二、 燃烧室方案设计： 根据步骤一中计算出的燃烧室关键参数范围， 设定每个 参数的分配水平， 采用DOE方法设计燃烧室方案； [0008]步骤三、 基于油束落点的燃烧室方案筛选： 根据油嘴喷油锥角画出油束在燃烧室 上的落点， 由于燃烧室偏心和喷油器斜置， 各油嘴孔的油束落点高度均不相同， 统计各个油 束落点的高度z， 保留所有落 点高度z均在0.5 ‑0.7H范围的燃烧室方案； [0009]步骤四、 基于压缩比的燃烧室方案筛选： 按照目标压缩比 ±0.5的范围， 剔除不符 合压缩比要求的燃烧室方案； [0010]步骤五、 CFD燃烧模拟计算评估： 建立发动机缸内流体力学计算模型， 计算进气门 开始时刻至排气门开始时刻的进气 燃烧过程， 计算所有剩余的燃烧室方案， 并输出比油耗、 氮氧化物排放物和碳烟排放物的结果， 并对结果进行归一化， 再以0.4、 0.3、 0.3为权重， 计 算比油耗、 氮氧化物排 放物和碳烟排 放物的加权平均得分； [0011]步骤六、 燃烧室方案推荐： 选取步骤五中得分最低的两组燃烧室， 作为燃烧室对比 实验的方案； [0012]步骤七、 燃烧室方案 的试验验证： 在发动机台架上验证两组燃烧室方案的性能排说　明　书 1/3 页 3 CN 115510685 A 3