[发明专利]一种实现柴油发动机低排放的稀相燃烧方法及其装置

权利要求书

1.一种实现柴油发动机低排放的稀相燃烧方法，其特征在于包括如下步骤：

A)利用柴油发动机排气的余热作为主要热源，使甲醇发生催化裂解反应，生成富含H₂和CO的合成气，其温度约400～500℃，压力约2～3MPa；

B)将步骤A所述的合成气与柴油按重量比5～25∶1扩散混合，使得大部分柴油以蒸气或气溶胶的形式分散在气相；

C)按照空燃比约40～60∶1的比例吸入过量空气，形成燃料混合气，并将其压缩至气压接近燃料混合气1.5倍左右；

D)将燃料混合气挤压进入燃烧室与空气混合，被活塞继续压缩直至着火并燃烧做功；

E)燃烧做功完成后，其中的废气排出；完成后进入新一轮循环。

2.如权利要求1所述的方法，其中，甲醇发生催化裂解反应的条件为260～390℃，1～2MPa。

3.一种实现如权利要求1所述方法的装置，其结构为：

一甲醇催化裂解装置，与柴油发动机排气管连接，以该排气管的排气为余热使甲醇催化裂解装置内的甲醇发生反应，生成合成气；

柴油发动机的气缸顶部空间设置一个有孔道的具孔活塞，将气缸分隔为上下两个空间，该具孔活塞沿气缸轴向作上下滑动，进行排除废气以及向燃烧室挤压燃料混合气；

具孔活塞与缸盖之间的空间为预蒸发室，具孔活塞与活塞之间的空间作为燃烧室；其中具孔活塞由顶层和底层两个部件构成，顶层和底层部件均为分布有相同孔道的圆柱形活塞；顶层部件旋转固定的角度，可与底层部件的孔道重合与交错，以实现预蒸发室与燃烧室的连通和隔离；

气缸顶部与预蒸发室相通地分别设置一进气道和喷油嘴，合成气通过进气道注入预蒸发室，柴油通过喷油嘴注入预蒸发室。

4.如权利要求3所述的装置，其中，甲醇催化裂解装置在冷启动或余热量不足时由辅助热源供热。

5.如权利要求4所述的装置，其中，辅助热源为电炉。

6.如权利要求3所述的装置，其中，顶层部件由转动控制杆驱动旋转。

7.如权利要求3或6所述的装置，其中，顶层部件与底层部件相位角相差时，孔道重合；相位角相同时，孔道位置相互交错，孔道闭合。

8.如权利要求3所述的装置，其中，具孔活塞由滑动控制杆进行控制，使具孔活塞沿气缸轴向作上下滑动。