一种新型内燃机隔热燃烧辅助装置技术领域
本发明属于内燃机技术领域，尤其是涉及一种新型内燃机隔热燃烧辅助装置。
背景技术
隔热燃烧技术是针对低散热发动机所开发的燃烧技术，而低散热发动机的研究开
始于20世纪70年代，研究的初衷是通过对燃烧室(活塞顶、缸盖底部、缸套、气门等)进行隔
热设计，减少传热损失，提高发动机热效率，同时可以取消冷却水系统，减少机器尺寸、重
量。
此前最常用的方式是在燃烧室涂敷热障材料，这样就会由于燃烧室隔热在进气过
程中，燃烧室壁面向气体传热，使得压缩终点温度升高，燃油滞燃期缩短，滞燃期形成的混
合气数量减少，初期放热率下降，压力升高率也随之下降。
低散热技术还可以对发动机的充气效率、热效率和燃油消耗率带来影响，并会对
NOx排放产生影响。
由于散热量的降低，低散热技术对于发动机的冷起动，以及气体燃料的燃烧都带
来有利的影响。
但由于热障材料的耐久性和可靠性不佳，低散热技术在内燃机上的应用一直无法
有效实现，限制了该技术的推广。
发明内容
有鉴于此，本发明旨在提出一种新型内燃机隔热燃烧辅助装置，一方面通过喷入
高压发动机废气，形成绕气缸中心线旋转的废气涡流，从而在活塞顶面上方与缸套表面等
传热面附近形成废气环流层，对燃烧室壁面与高温燃烧进行适度隔离，减少壁面传热，实现
低散热的燃烧过程；另一方面由于发动机废气不参与燃烧，实现了一定程度的废气再循环，
可以降低燃烧温度，有利于降低NOx排放。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种新型内燃机隔热燃烧辅助装置，包括EGR泵、高压气管、高压气轨、废气分配
管、电控喷气嘴、EGR管和ECU，所述EGR泵的进气口通过EGR管连通发动机的排气管；所述EGR
泵的排气口通过高压气管连通所述高压气轨所述电控喷气嘴通过所述废气分配管与所述
高压气轨连接；所述电控喷气嘴以一定倾斜角度安装在气缸盖上,使其喷入的气体通过与
缸套的相对运动产生绕气缸中心线旋转的涡流，其涡流旋转方向与进气道在燃烧室内所形
成的缸内涡流的方向相同；所述电控喷气嘴由所述ECU控制。
进一步的，所述EGR泵包括EGR泵进气管、螺旋气泵、电磁阀和EGR泵出气管，所述螺
旋气泵由电动机驱动；所述螺旋气泵的进气口通过EGR泵进气管与所述EGR管连接；所述螺
旋气泵的出气口通过EGR泵出气管与所述高压气管连接，并通过所述EGR泵出气管上的电磁
阀控制。
进一步的，所述电控喷气嘴安装在发动机的气缸盖上，位于气缸盖和活塞上止点
位置之间。
进一步的，所述电控喷气嘴有4个，沿着气缸盖的周向均匀安装。
相对于现有技术，本发明具有以下优势：
(1)本发明所述的新型内燃机隔热燃烧辅助装置通过与缸套的相对运动产生绕气
缸中心线旋转的涡流，其涡流旋转方向应与进气道在燃烧室内所形成的缸内涡流方向相
同，从而在活塞顶面上方与缸套表面等传热面附近形成废气环流层，对燃烧室壁面与高温
燃烧区域进行适度隔离，减少壁面传热，实现低散热的燃烧过程。
(2)本发明所述的新型内燃机隔热燃烧辅助装置所喷入气缸的发动机废气不参与
燃烧，且可燃混合气发动机废气形成了分层，在不影响燃油与空气形成的可燃混合气成分
的同时，更加有利于发动机的着火、燃烧，而且由于发动机废气不参与燃烧，实现了一定程
度的废气再循环，可以降低燃烧温度，有利于降低NOx排放。
(3)本发明所述的新型内燃机隔热燃烧辅助装置结构简单、拓展应用范围宽，可以
广泛应用于乘用车、商用车、农业机械及工程、矿山用发动机。
附图说明
构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实
施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明实施例所述新型内燃机隔热燃烧辅助装置系统图；
图2为本发明实施例所述新型内燃机隔热燃烧辅助装置局部放大图；
图3为本发明实施例所述EGR泵的结构示意图。
1、EGR泵；2、高压气管；3、高压气轨；4、废气分配管；5、电控喷气嘴；6、发动机；7、活
塞；8、气缸盖；9、排气管；10、排气道；11、排气门；12、EGR管；13、喷油器；14、进气门；15、进气
道；16、控制线；17、ECU；18、缸套；19、活塞顶；20、废气环流层；21、燃烧室凹坑喉口；22、燃烧
室底台；23、缸内涡流；24、电动机；25、EGR泵进气管；26、螺旋气泵；27、电磁阀；28、EGR泵出
气管。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相
互组合。
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
一种新型内燃机隔热燃烧辅助装置，如图1、2所示，包括EGR泵1、高压气管2、高压
气轨3、废气分配管4、电控喷气嘴5、EGR管12和ECU17，所述EGR泵1的进气口通过EGR管12连
通发动机的排气管9；所述EGR泵1的排气口通过高压气管2连通所述高压气轨3，所述电控喷
气嘴5通过所述废气分配管4与所述高压气轨3连接；
所述电控喷气嘴5以一定倾斜角度安装在发动机6的气缸盖8上,使其喷入的高压
发动机废气在与缸套18的相对运动中产生绕气缸中心线旋转的涡流，其涡流旋转方向应与
进气门14所连通的进气道15在燃烧室内所形成的缸内涡流23方向相同；
所述电控喷气嘴5通过控制线16与ECU17连接，通过所述ECU17进行控制，可通过所
述EGR泵1将所述排气管9中发动机废气经由所述EGR管12抽吸并增压后，再经所述高压气轨
3、所述废气分配管4分配后的高压发动机废气，以一定的角度喷入发动机6的燃烧室；
如图2所示，所述电控喷气嘴5有4个，沿着气缸盖8的周向均匀安装，具体位于气缸
盖8和活塞7上止点位置之间。
如图3所示，所述EGR泵1包括EGR泵进气管25、螺旋气泵26、电磁阀27和EGR泵出气
管28，所述螺旋气泵26由电动机24驱动；所述螺旋气泵26的进气口通过EGR泵进气管25与所
述EGR管12连接；所述螺旋气泵26的出气口通过EGR泵出气管28与所述高压气管2连接，并通
过所述EGR泵出气管28上的电磁阀27控制排气机废气的流通。
工作时，所述ECU17控制所述电动机24驱动所述螺旋气泵26工作，同时打开所述电
磁阀27，则排气门11所在的排气道10内的发动机废气通过所述EGR管12从所述EGR泵进气管
25流入所述EGR泵1，经所述螺旋气泵26增压后，再通过所述EGR泵出气管28流入所述高压气
管2，并最终进入安装在发动机6的气缸盖8上的所述电控喷气嘴5，喷入所述发动机6的气
缸。
所述电控喷气嘴5根据所述ECU17发出指令后打开，喷入高压发动机废气，并通过
与缸套18的相对运动产生绕气缸中心线旋转的涡流，其涡流旋转方向应与进气门14所连通
的进气道15在燃烧室内所形成的缸内涡流23方向相同，从而在活塞顶19上方与缸套18表面
等传热面附近形成废气环流层20，所述废气环流层20主要处在缸套18与燃烧室凹坑喉口21
之间，而缸内涡流23主要形成在燃烧室凹坑喉口21与燃烧室底台22之间，对燃烧室壁面与
高温燃烧区域进行适度隔离，减少壁面传热，实现低散热的燃烧过程。而且由于发动机废气
不参与燃烧，实现了一定程度的废气再循环，可以降低燃烧温度，有利于降低NOx排放。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精
神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。