專利名稱：實(shí)現(xiàn)柴油機(jī)低排放均質(zhì)燃燒的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是一種實(shí)現(xiàn)柴油機(jī)低排放均質(zhì)燃燒的方法，特別是一種通過改變柴油機(jī)常規(guī)的進(jìn)排氣凸輪型線以改變進(jìn)排氣閥正時(shí)，改變噴油正時(shí)，以及采用絕熱材料等措施，控制柴油機(jī)工作工質(zhì)成分、柴油的蒸發(fā)混合過程，從而間接控制缸內(nèi)燃燒發(fā)生時(shí)刻及燃燒速度，實(shí)現(xiàn)柴油空氣均勻混合壓燃的低排放燃燒方式，屬于內(nèi)燃機(jī)技術(shù)領(lǐng)域。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服已有技術(shù)的不足和缺陷，本發(fā)明提出了一種柴油機(jī)實(shí)現(xiàn)低排放均質(zhì)燃燒的新方法。即通過改變進(jìn)排氣凸輪型線，以改變進(jìn)排氣閥正時(shí)，使排氣閥在排氣沖程上止點(diǎn)前關(guān)閉，進(jìn)氣閥在排氣沖程上止點(diǎn)后開啟，排氣閥關(guān)閉角度和進(jìn)氣閥開啟角度相對于排氣沖程上止點(diǎn)基本對稱，壓縮廢氣所消耗的功在進(jìn)氣沖程基本回收；在排氣閥關(guān)閉之后，排氣沖程上止點(diǎn)之前(考慮到燃燒室與噴霧的配合)將燃油噴入缸內(nèi)。同時(shí)，氣缸套、活塞頂、氣缸蓋底板、氣缸圈、進(jìn)排氣門采用高溫結(jié)構(gòu)陶瓷絕熱材料。
發(fā)動機(jī)運(yùn)行時(shí)，在排氣閥關(guān)閉后，排氣沖程上止點(diǎn)之前將燃油噴入缸內(nèi)。在排氣閥關(guān)閉到進(jìn)氣閥開啟這段時(shí)間內(nèi)，缸內(nèi)的溫度較高，因此燃油蒸發(fā)較快；而且缸內(nèi)基本是燃燒廢氣，溫度低于冷火焰反應(yīng)溫度，不滿足著火條件，噴入的燃油不會著火燃燒。由于燃油噴射時(shí)溫度高，蒸發(fā)快，減少了油束的碰壁。在進(jìn)氣閥打開后，由于氣流的運(yùn)動，使燃油蒸汽和新鮮空氣均勻混合(由于時(shí)間較短，蒸發(fā)的燃油蒸汽較少凝結(jié))。由于燃燒室采用了絕熱材料，室壁的高溫抑制了燃油蒸汽在進(jìn)氣過程中凝結(jié)于壁面。通過控制進(jìn)氣溫度和排氣閥關(guān)閉角度(控制缸內(nèi)殘余廢氣量)，使混合氣在壓縮沖程上止點(diǎn)附近開始燃燒，由于燃燒是預(yù)先均勻混合方式，燃燒速度較快，中低工況熱效率比常規(guī)的柴油機(jī)燃燒熱效率高；同時(shí)由于缸內(nèi)油氣均勻分布，不存在局部高溫區(qū)和缺氧區(qū)，并且由于采用缸內(nèi)廢氣再循環(huán)，因此Nox和顆粒排放大幅度下降，NOx可降低98％，顆粒接近零排放，無需其他措施就可滿足嚴(yán)格的Nox和顆粒排放法規(guī)。由于燃油蒸發(fā)混合比較完全，在燃燒室壁面滯留的燃油蒸汽減少；同時(shí)采用了絕熱材料，燃燒室壁溫升高；這些措施都使HC和CO的排放大幅度降低。
本發(fā)明通過在傳統(tǒng)柴油機(jī)上做部分改進(jìn)，解決了柴油機(jī)Nox和顆粒排放這一對矛盾，保持了傳統(tǒng)柴油機(jī)較低的HC和CO排放。同時(shí)提高了中低工況燃燒效率。
權(quán)利要求
1.一種實(shí)現(xiàn)柴油機(jī)低排放均質(zhì)燃燒的方法，其特征在于(1)改變進(jìn)排氣凸輪型線，以改變進(jìn)排氣閥正時(shí)，使排氣閥在排氣沖程上止點(diǎn)3前關(guān)，進(jìn)氣閥在排氣沖程上止點(diǎn)3后開，排氣閥關(guān)閉角度和進(jìn)氣閥開啟角度相對于排氣沖程上止點(diǎn)基本對稱；(2)發(fā)動機(jī)運(yùn)行時(shí)，在排氣閥關(guān)閉后，排氣沖程上止點(diǎn)3之前的開始噴油時(shí)刻2將燃油噴入缸內(nèi)；(3)氣缸套、活塞頂、氣缸蓋底板、氣缸圈、進(jìn)排氣門采用高溫結(jié)構(gòu)陶瓷絕熱材料ZrO2，Si3N4。
全文摘要
一種實(shí)現(xiàn)柴油機(jī)低排放均質(zhì)燃燒的方法，屬于內(nèi)燃機(jī)技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明通過改變傳統(tǒng)柴油機(jī)的進(jìn)排氣及噴油正時(shí)，用缸內(nèi)高溫廢氣加熱預(yù)先噴入的柴油使柴油能夠在著火之前充分蒸發(fā)并與空氣均勻混合；通過控制進(jìn)氣溫度和進(jìn)排氣閥正時(shí)來實(shí)現(xiàn)柴油的均質(zhì)多點(diǎn)壓燃，Nox排放可降低98％，碳煙排放幾乎為零，同時(shí)提高中低工況的熱效率；燃燒室采用絕熱材料，減少了不完全燃燒量，保持較低的HC和CO排放；實(shí)現(xiàn)柴油發(fā)動機(jī)的高效低污染燃燒。
文檔編號F02B1/00GK1434193SQ03115550
公開日2003年8月6日 申請日期2003年2月27日 優(yōu)先權(quán)日2003年2月27日
發(fā)明者崔毅, 鄧康耀 申請人:上海交通大學(xué)