[发明专利]柴油机预混合燃烧系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种柴油机预混合燃烧系统，其属于内燃机燃烧领域。 

背景技术

众所周知，一方面柴油机燃料的多元化进展在加快，另一方面，为了满足日趋严格的排放法规和对经济性的要求，柴油机的技术越来越复杂，成本不断攀升。此外，蓄电池技术的快速发展，也对柴油机形成了严峻的挑战。 

发明内容

为了改善柴油机性能，并降低成本，增强柴油机的竞争力，本发明提供一种柴油机预混合燃烧系统，这种燃烧系统采用低压缩比高膨胀比热力循环，对增压柴油机还要进行增压空气强化冷却、或通过进气管路喷水、或气缸内喷水，使在进气行程或压缩行程由主喷油嘴喷入的柴油、或者重油、或者柴油和自燃温度比柴油高，十六烷值比柴油低的燃料的混合物形成的缸内预混合气不能压缩着火，然后在压缩上止点附近喷入相对主喷油嘴喷射的燃料更易于压燃（自燃温度低，十六烷值高）的燃料着火，进而引燃缸内的预混合气，有效地控制柴油机预混合燃烧的着火相位，并通过废气再循环技术把部分废气重新引入缸内，或者向进气管路、或者燃烧室内喷水，控制预混合燃烧速率，实现着火相位和燃烧速率可控的柴油机预混合燃烧，达到高效清洁的目标。 

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种柴油机预混合燃烧系统，它包括一个由燃烧室、一个主喷油嘴和一个副喷油嘴；所述主喷油嘴安装在燃烧室或进气道内，主喷油嘴在进气行程或压缩行程向燃烧室、或在进气行程向进气道内喷射柴油、或重油、或柴油和自燃温度比柴油高，十六烷值比柴油低的燃料的混合物，形成预混合气。进气方式采用自然吸气或增压进气。在采用增压进气时，用增压空气冷却器把增压后的空气进行强制冷却，或采用进气加湿，或喷水降低压缩温度，使燃烧室内的预混合气不能依靠压缩温度自燃着火； 

在压缩上止点附近，用副喷油嘴直接向燃烧室喷射相对于主喷油嘴喷射的燃料而言，自燃温度低、十六烷值高的燃料，即更易于压燃的燃料，缸内着火燃烧，燃烧产生的高温高压，激发燃烧室内的一次预混合气发生多点同时着火的预混合压缩着火燃烧。

所述主喷油嘴和副喷油嘴安装于燃烧室内。 

所述主喷油嘴和副喷油嘴做成一体。 

所述燃烧室内安装喷水器。 

所述柴油机的进气道内安装喷水器。 

所述柴油机进气道内安装主喷油嘴和喷水器。 

所述柴油机进气道内安装主喷油嘴，喷水器安装于燃烧室内。 

所述柴油机采用废气再循环技术。 

所述柴油机在用作汽车动力时，怠速工况主喷油嘴和副喷油嘴都停止燃料喷射。 

所述主燃料为柴油或柴油和自燃温度比柴油高，十六烷值比柴油低的燃料的混合物，区别于适于火花点燃的燃料。 

上述技术方案的指导思想是：柴油机预混合压缩着火方式的关键问题是着火相位的控制。本发明利用相对易于压燃的燃料引燃通常采用压缩着火方式的柴油或柴油混合燃料的预混合气，实现着火相位的可控。方案采用：1.包括主喷油嘴和副喷油嘴的双供油系统，主喷油嘴较早喷射柴油或柴油混合物，形成预混合气，副喷油嘴在压缩上指点附近喷射相对主喷油嘴喷射的燃料更易于压燃（自燃温度低，十六烷值高）的燃料；2.减小压缩比，降低压缩终点的缸内温度；3.在柴油中加入自燃温度比柴油高，十六烷值比柴油低的燃料，形成较难压燃的柴油混合燃料。这样使形成的预混合气不会依靠压缩温度而自燃，通过副喷油嘴喷射相对主喷油嘴喷射的燃料更易于压燃（自燃温度低，十六烷值高）的燃料着火，引燃并激发燃烧室内的预混合气发生预混合压燃着火燃烧。而采用高膨胀比，有利于提高内燃机的效率，降低油耗；采用废气再循环技术和喷水技术，将部分废气和水引入气缸，降低燃烧温度，从而可以控制预混合压缩着火燃烧的速率。