[发明专利]一种压燃式低辛烷值汽油发动机

说明书

技术领域

本发明属于机械工业的内燃机技术领域，是一种新型的内燃机产品。

背景技术

1、柴油发动机和汽油发动机的比较

汽油发动机一般将汽油喷入进气管同空气混合成为可燃气后进入汽缸，在汽缸被压缩后经火花塞点火燃烧膨胀作功。人们通常称它为点燃式发动机。而柴油机一般是通过喷油泵和喷油咀将柴油直接喷入发动机气缸，柴油与在气缸内经压缩后的空气均匀混合，在高温、高压下自燃，推动活塞作功。人们把这种发动机称为压燃式发动机。

通常，柴油发动机(压燃式发动机)与汽油发动机(点燃式发动机)相比热工效率高30％，因而从节约能源、降低燃料成本角度上讲，柴油发动机的推广使用具有重大意义。柴油发动机与汽油发动机相比具有功率大，寿命长，动力性能好的特点，它排放产生的温室效应低45％，一氧化碳与碳氢排放也低，在整车的使用寿命期氮氧化合物排放略大于汽油机。柴油机结构简单故障率低。柴油机的不足之处是有害颗粒物排放大。

近年来，柴油发动机采用涡轮增压、中冷、直喷、尾气催化转换和颗粒捕集器等先进技术，柴油发动机汽车的排放已达到欧III、欧IN排放标准。在欧洲，柴油轿车已经比较普及，随着环保与节能和可持续发展的严格要求，今后汽车，特别是柴油小轿车将是一个发展趋势。目前我国一汽大众已经开发出捷达、宝来柴油轿车，并已在国内部分城市上市。

汽油机与柴油机相比，燃料的存储、输送系统有所不同，汽油的挥发性和侵润性比较强。汽油机与柴油机给油方式也不同，汽油机将汽油喷入进气道与空气混合后进入汽缸；而柴油机是在汽缸活塞将空气压缩之后才经过喷嘴将柴油喷入汽缸。

2、汽油标号的意义

市场上常见的汽油是90号、93号、97号(90#、93#、97#)无铅汽油。所谓90号、93号、97号是汽油的“辛烷值”含量指标，相当于它们分别含有90％、93％、97％的抗爆震能力强的“异辛烷”，以及10％、7％、3％的抗爆震能力差的“正庚烷”。于是辛烷值的高低就成了汽油发动机对抗爆震能力高低的指标。应该用97号汽油的发动机，如果使用90号汽油，当然容易产生爆震。

以前市场曾经流行70号汽油，随着内燃机技术的发展，现在乘用车已经很少使用70号汽油，市场上很少看到70号或者70号以下的汽油产品。

3、发动机压缩比与爆震

压缩比是指活塞在气缸中运动时，气缸中出现气体的最大体积和最小体积之比。活塞在最低点时气缸中气体体积最大，活塞在最高点时气缸中气体体积最小，前者叫气缸总容积，后者叫气缸燃烧室容积。压缩比＝汽缸总容积/燃烧室容积。压缩比是内燃机的重要指标。

压缩比越大，其压强越大，温度越高。从理论上讲，压缩比越大，发动机效率越高。汽油机的压缩比一般为4～6。乘用车使用的汽油机为了获得更高的体积动力比，压缩比增加到7～9.5，因此需要使用高辛烷值(高标号)汽油。柴油机的压缩比一般为15～18。但因为气缸受材料强度的限制，而且气缸内工质的温度不能超过燃料的燃点，所以压缩比不能太大。

四行程汽油发动机是利用活塞在气缸里往复运动，包括“进气、压缩、爆发、排气”四个行程，它吸入汽油与空气的混合物，然后压缩它，再用火花塞点爆它而获得动力，得到动力后，再排出点爆后的废气(尾气)。

四行程发动机用的燃料不一定是汽油，压缩天然气、液化石油气，甚至酒精，都可用来作为发动机的燃料。汽油之所以会成为主要燃料，是因为它相对容易取得，较容易储存，相对价廉。

正因为发动机可使用多种燃料，因此，在发动机发展之初，工程师们也做过许多尝试，除了尝试发动机不同的设计会有不一样的性能之外，也尝试使用不同的燃料会得到什么不同的效果。结果发现，当其它条件不变时，只要把发动机的压缩比提得愈高，就会得到更大的马力输出。然而，压缩比却不是可以无限制提高的，当压缩比提得太高时，发动机就会出现爆震现象。

所谓爆震是指：经过压缩的油和空气的混合气在被火花塞点火之后形成火焰燃烧面，在火焰燃烧面向前推进的过程中，尚未燃烧的油气混合气因为被进一步压缩而产生的高温点燃，形成自燃(爆燃)，当两团高爆火球在燃烧室里剧烈碰撞时，会产生如敲门一般的“喀、喀、喀”声，同时引起发动机震动。为了避免爆震现象发生，需要提高汽油的抗爆性，即提高汽油燃点，使其在较高温度和较高压力下不容易自燃，只能够被点燃。因此，对于高压缩比的发动机应该选用高标号汽油。

4、爆震与辛烷值