[实用新型]一种高效清洁燃烧柴油机

说明书

本实用新型公开了一种高效清洁燃烧柴油机，包括柴油机本体，柴油机本体连接进气道和排气道，进气道上设置进气增压中间冷却器，柴油机本体设置喷水系统、喷油系统、增压系统、高压EGR系统、低压EGR系统；喷水系统包括喷水器、水供应管路和供水装置；喷油系统包括喷油器、燃油供应管路和供油装置；增压系统的废气进口与排气道连接，废气出口连接废气排放管道，空气进口连接空气滤清器，空气出口与进气道连接；高压EGR系统包括高压废气再循环阀、高压废气再循环冷却器、二号单向阀和进气节流阀；低压EGR系统包括排气背压阀、低压废气再循环阀、微粒捕集器、低压废气再循环冷却器和一号单向阀。

技术领域

本实用新型涉及内燃机领域，更具体的说，是涉及一种高效清洁燃烧柴油机。

背景技术

内燃机经过近百年的发展成为人类使用的主要移动动力装置，并且在未来很长的一段时间内仍然占据重要的位置。内燃机通过燃烧释放燃料的能量，对加热工质进行加热，从而推动活塞做功。参与燃烧的空气中含有N₂，在高温氧化性氛围下，N₂会参与反应从而产生NO_x，经发动机排放到大气中，会导致酸雨、光化学污染等环境问题。同时，柴油机燃烧模式为缸内直喷扩散燃烧，在这种燃烧模式下会产生PM。PM对人体健康有害，并降低大气能见度，给人以不快感，小于10μm的PM容易被人体吸入，对呼吸系统产生危害，引发哮喘等疾病，同时PM中还含有苯并芘等多种致癌物质。

针对内燃机的排放问题，世界各国相继推出了一系列排放法规，这些排放法规的限值都有近零的趋势。为了满足排放法规，发动机制造商通过结合机内净化+机外净化的手段来满足排放法规，但由于机外净化转化效率低，无法单纯依靠后处理解决排放问题，且成本昂贵，所以还需要将原机排放控制在较低水平。现有发动机的NOx排放有效控制手段主要有推迟喷油时刻、后处理、EGR、喷水等方式。推迟喷油时刻会降低燃油经济性，提高发动机的使用成本；通过后处理解决排放问题存在两个难题：一个是后处理成本较高，难以实现商业化；另外一个是后处理的处理效率有限，难以将排放降至近零排放，且用来解决soot排放问题的DPF存在主动再生问题。

通过EGR实现低温燃烧能够同时实现NOx和soot排放低于排放限值，但是低温燃烧导致燃烧效率降低，燃烧持续期延长，发动机的热效率降低。主要原因是废气中的惰性气体，降低了燃烧速率，同时引入气缸内会导致缸内燃烧的氧浓度降低。同时，在多缸机上实现大量废气的引入也是一个难题，常用的高压EGR在低速大负荷无法引入足够的废气，而无法将排放降低至限值；低压EGR在进气管路中引入废气，但是废气中的组分会对压气机产生腐蚀，从而降低发动机的可靠性。

工业界采用发动机喷水燃烧已有先例，德国宝马公司在汽油机的进气道中增加喷水装置，由于水进入气缸并相应降低了进气温度，解决了燃烧过程中汽油机燃烧爆震倾向，使得汽油机能够将压缩比提高到与柴油机同等水平，将汽油机的燃油经济性提高13％左右。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了克服现有技术中的不足，提供一种高效清洁燃烧柴油机，能够降低气缸壁传热量，减小泵气功损失，提高柴油机热效率，在全工况范围实现超低NOx排放。

本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的。

本实用新型高效清洁燃烧柴油机，包括柴油机本体，所述柴油机本体连接有进气道和排气道，所述进气道上设置有进气增压中间冷却器，所述柴油机本体设置有喷水系统、喷油系统、增压系统、高压EGR系统、低压EGR系统；

所述喷水系统包括喷水器、水供应管路和供水装置，所述柴油机本体的每个进气歧管中均设置有喷水器，每个喷水器均通过水供应管路与供水装置连接，每个喷水器均与发动机控制单元电连接；

所述喷油系统包括喷油器、燃油供应管路和供油装置，所述柴油机本体的每个气缸内均设置有一个喷油器，每个喷油器均通过燃油供应管路与供油装置连接，每个喷油器均与发动机控制单元电连接；