專利名稱：一種汽油機(jī)的分層充氣壓縮燃燒方法及其裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于內(nèi)燃機(jī)燃燒技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種汽油機(jī)的分層充氣壓縮燃燒方法及其裝置。
常規(guī)汽油機(jī)上采用了一種分層充氣廢氣再循環(huán)燃燒方法，其目的是提高汽油機(jī)對(duì)廢氣再循環(huán)率的耐受力以充分發(fā)揮廢氣再循環(huán)對(duì)氮氧化物(NOx)排放指標(biāo)的改善作用。Stokes J等人采用分層充氣廢氣再循環(huán)燃燒方法(Society of Automotive Engineers，1994，Vol.103(3)，p747-755)，該方法中，燃料與空氣混合而與廢氣分層，但由于依然是火花塞點(diǎn)火燃燒方法，熱效率較低。
為達(dá)到以上目的，本發(fā)明采取了一種汽油機(jī)的分層充氣壓縮燃燒方法，空氣和廢氣分別由不同的進(jìn)氣道引入燃燒室，進(jìn)氣在燃燒室內(nèi)形成滾流，其特征在于汽油經(jīng)噴油器噴入提供廢氣的進(jìn)氣道并隨廢氣進(jìn)入燃燒室，燃料汽油靠活塞的壓縮而自燃。
該方法使用了一種汽油機(jī)燃燒裝置，包含氣缸、燃燒室、在氣缸內(nèi)做往復(fù)運(yùn)動(dòng)的活塞、氣缸蓋、設(shè)置在氣缸蓋上的多個(gè)滾流進(jìn)氣道、氣門、噴油器，其特征在于所述噴油器安裝在提供廢氣的滾流進(jìn)氣道上。為了促進(jìn)汽油活化并使燃燒更充分，還可在活塞的上表面和氣缸蓋的下表面涂覆了一層氧化型催化劑，例如鉑催化劑。在本發(fā)明中，從進(jìn)氣沖程到壓縮沖程中期，汽油與廢氣混合而與空氣不混合，汽油在廢氣內(nèi)不斷升溫并在催化劑的作用下得到部分活化，但由于缺乏空氣而不燃燒著火；在壓縮沖程后期，燃燒室內(nèi)的滾流氣團(tuán)被活塞擠碎，汽油、廢氣與空氣迅速混合并在燃燒室內(nèi)多處形成火核；在膨脹沖程初期，迅速完成燃燒。
通過(guò)實(shí)驗(yàn)證明，單缸汽油機(jī)采用本方法后，不僅能夠保持運(yùn)轉(zhuǎn)的穩(wěn)定，同時(shí)，熱效率也提高到38％。下面結(jié)合附圖對(duì)幾種燃燒方法加以說(shuō)明。
圖2是

圖1汽油機(jī)在進(jìn)氣沖程時(shí)燃燒室內(nèi)的混合氣分布圖。
圖3是汽油機(jī)均質(zhì)混合氣壓縮著火燃燒系統(tǒng)的示意圖。
圖4是圖3汽油機(jī)在進(jìn)氣沖程時(shí)燃燒室內(nèi)的混合氣分布圖。
圖5是本發(fā)明的汽油機(jī)燃燒系統(tǒng)示意圖。
圖6是圖5汽油機(jī)在進(jìn)氣沖程時(shí)燃燒室內(nèi)的混合氣分布圖。
圖3所示的汽油機(jī)均質(zhì)混合氣壓縮著火燃燒系統(tǒng)，包含活塞1、氣缸2、氣缸蓋3、氣門4、非滾流進(jìn)氣道10和11(進(jìn)氣道可以有兩個(gè)以上)、噴油器7，火花塞8以及燃燒室9。在進(jìn)氣沖程時(shí)燃燒室9內(nèi)的混合氣呈均勻分布，如圖4所示，靠活塞壓縮點(diǎn)火自燃。
本發(fā)明的汽油機(jī)燃燒系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖5所示，包含活塞1、氣缸2、氣缸蓋3、氣門4、滾流進(jìn)氣道5和6(進(jìn)氣道可以有兩個(gè)以上)、噴油器7，以及燃燒室9?？諝夂蛷U氣分別從進(jìn)氣道5和6進(jìn)入燃燒室9，汽油經(jīng)噴油器7噴入提供廢氣的進(jìn)氣道6，在進(jìn)氣過(guò)程中，借助進(jìn)氣滾流，廢氣與霧化的汽油充分混合而與空氣分離，燃燒室內(nèi)的混合氣分布如圖6所示。在壓縮沖程，汽油在廢氣內(nèi)不斷升溫并在催化劑的作用下得到部分活化，但由于缺乏空氣而不著火燃燒；在壓縮沖程后期，燃燒室內(nèi)的滾流氣團(tuán)被活塞擠碎，汽油與空氣混合并在燃燒室內(nèi)多處形成火核；在膨脹沖程初期，燃燒室內(nèi)多處迅速燃燒。廢氣的存在使燃燒壓力升高率不致過(guò)高，有催化劑的存在使燃燒更完善。
權(quán)利要求
1.一種汽油機(jī)的分層充氣壓縮燃燒方法，空氣和廢氣分別由不同的進(jìn)氣道引入燃燒室，進(jìn)氣在燃燒室內(nèi)形成滾流，其特征在于汽油經(jīng)噴油器噴入提供廢氣的進(jìn)氣道并隨廢氣進(jìn)入燃燒室，燃料汽油靠活塞的壓縮而自燃。
2.按照權(quán)利要求1所述方法所使用的汽油機(jī)燃燒裝置，包含氣缸、燃燒室、在氣缸內(nèi)做往復(fù)運(yùn)動(dòng)的活塞、氣缸蓋、設(shè)置在氣缸蓋上的多個(gè)滾流進(jìn)氣道、氣門、噴油器，其特征在于所述噴油器安裝在提供廢氣的滾流進(jìn)氣道上。
3.按照權(quán)利要求2所述的燃燒裝置，其特征在于在活塞的上表面和氣缸蓋的下表面涂覆了一層氧化型催化劑。
4.按照權(quán)利要求3所述的氧化型催化劑，其特征在于所使用的催化劑為鉑催化劑。
全文摘要
一種分層充氣汽油機(jī)壓縮燃燒方法及其裝置,屬于內(nèi)燃機(jī)燃燒技術(shù)領(lǐng)域。本方法將空氣和廢氣分別由不同的進(jìn)氣道引入燃燒室,汽油經(jīng)噴油器噴入提供廢氣的進(jìn)氣道并隨廢氣進(jìn)入燃燒室,靠活塞的壓縮而自燃;如果在燃燒室的內(nèi)表面涂覆氧化型催化劑,可促進(jìn)汽油活化并使燃燒更充分。從進(jìn)氣沖程到壓縮沖程中期,汽油與廢氣混合而與空氣不混合,汽油在廢氣內(nèi)不斷升溫并在催化劑的作用下得到部分活化,但由于缺乏空氣而不著火燃燒;燃燒室內(nèi)的滾流氣團(tuán)在壓縮沖程后期被活塞擠碎,汽油與空氣逐步混合并在燃燒室內(nèi)多處形成火核;在膨脹沖程初期,迅速完成燃燒。本發(fā)明既解決了汽油機(jī)火花塞點(diǎn)火燃燒的問(wèn)題,也達(dá)到了壓燃式汽油機(jī)高效率穩(wěn)定燃燒的目的。
文檔編號(hào)F02B17/00GK1358928SQ02100259
公開日2002年7月17日 申請(qǐng)日期2002年1月11日 優(yōu)先權(quán)日2002年1月11日
發(fā)明者裴普成, 申琳, 樊林, 楊武 申請(qǐng)人:清華大學(xué)