专利名称：一种非电控柴油机喷油方法及其喷油装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种非电控柴油机喷油方法及其喷油装置。
背景技术：
柴油机喷油方式一般分为电控喷油方式和非电控喷油方式两种，电控喷油方式是，电磁阀式喷油器在脉冲电压的作用下按照预先设定的喷油方式向气缸进行适时喷油，使柴油和空气实现良好的混合和燃烧。但电控喷油方式的缺点是电控系统结构复杂，成本高，电磁阀式喷油器易损坏，影响柴油机的正常使用。目前广泛使用的柴油机仍以非电控喷油方式为主。非电控柴油机的燃烧方式是一种非预混的、不均匀的扩散燃烧方式。其原理是，当活塞接近压缩行程终了时，凸轮推动喷油泵柱塞向喷油器供油，喷油器将柴油喷入气缸，柴油通过喷油器的高压喷射，分散成数以百万计的细小油滴，这些细小的油滴在燃烧室中与高温高压空气瞬间混合，经过一系列物理化学准备后，自行着火燃烧。由于喷油以及柴油的燃烧过程是在瞬间完成的，不同于汽油机那样通过进气预混合、在点火燃烧前就已形成混合均匀的可燃混合气，所以和汽油机的预混合燃烧相比，柴油机的燃烧效果较差。尽管柴油是在富氧条件下进行燃烧的，但是随着柴油机燃烧过程的进行，气缸内燃烧产物逐渐增多，而混合气中氧的浓度不断减少，造成了一些局部高温、缺氧的区域，所以燃料在该区域容易裂解而形成碳烟，而在高温、富氧的区域，又容易形成氮氧化物。
发明内容
针对上述问题，本发明的目的是提供一种可以改变现有非电控柴油机中空气与柴油的混合方式，在柴油机上实现具有预混合燃烧和分层燃烧理想燃烧模式的非电控柴油机喷油方法及其喷油装置。
为实现上述目的，本发明采取以下技术方案一种非电控柴油机喷油方法，其至少包括以下步骤(1)在气缸活塞开始进气行程时，对气缸进行预喷油，使这部分柴油在活塞进气和压缩过程中与空气充分预混合；(2)在气缸活塞接近压缩行程终了时，对气缸进行主喷油，使这部分柴油在瞬间压燃，并引燃预混合的油气。
所述主喷油量与预喷油量的比例为7～6∶3～4。
一种非电控柴油机喷油装置，它包括一喷油泵，所述喷油泵的进油口连接油源，所述喷油泵的出油口通过高压油管连接一喷油器，所述喷油器安装在气缸上，所述喷油泵的柱塞底部设置一滚轮，所述滚轮顶压在一凸轮上，所述凸轮的支撑轴连接驱动装置，其特征在于所述凸轮为具有高、矮两个峰的双峰凸轮。
所述双峰凸轮上的高峰轮廓为切线凸轮，所述双峰凸轮上的矮峰轮廓为圆弧凸轮。
所述高峰的峰高为9～10.5mm，所述矮峰的峰高为4.5～6mm，双峰之间的相位角为155°～165°。
本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点1、本发明改变了传统柴油机非预混的、不均匀的扩散燃烧方式，通过喷油器的两次喷油，实现了在预喷油时使柴油和空气预混合，在主喷油时在瞬间引燃并分层燃烧的理想燃烧模式，提高了柴油机的燃烧热效率，降低了氮氧化物和碳烟的排放。2、本发明对传统的柴油机上的喷油泵结构保持不变，仅对驱动喷油泵柱塞运动的凸轮型线进行了重新设计，在凸轮两侧偏离一定相位角的位置上加工出高、矮两个峰型，通过高、矮两个峰对喷油泵柱塞的驱动，实现了柴油机在每个工作循环中喷油两次的工作要求。3、本发明通过对双峰凸轮中高出基圆的高峰和矮峰的峰型优化设计及两者之间相位角的设计，来确定两次喷油的油量和喷油时间，不但使喷油量准确，而且使两次喷油油量的总和不超过传统一次喷油的油量，在不增加成本的基础上提高了燃烧效果，提高了设备的使用寿命，本发明可以广泛用于各种非电控柴油机中。
图1是本发明的喷油装置结构示意图。
具体实施例方式
如图1所示，本发明的喷油装置包括喷油泵1，喷油泵1的进油口连接油源，喷油泵1的出油口通过高压油管2连接喷油器3，喷油器3安装在气缸上的气缸盖上(图中未示出)，所述喷油泵1的柱塞4底部设置有一滚轮5，滚轮5顶压在双峰凸轮6上，双峰凸轮6上具有高、矮两个峰61、62，双峰凸轮6的支撑轴连接驱动装置(图中未示出)。
本发明设备实施例中各部件之间的安装与传统技术相同，不再赘述。
本发明的喷油方法，包括以下步骤1、当气缸内排气行程终了，活塞由上止点开始向下运行时，即柴油机开始进气行程时，双峰凸轮6中的矮峰62推动喷油泵1底部的滚轮5顶起柱塞4，喷油器3瞬间对气缸内进行一定量的喷油，此为喷油器3的预喷射，这部分柴油可以在活塞进气行程和压缩行程过程中与空气充分预混合；2、当活塞在接近压缩行程终了时，双峰凸轮6的高峰61推动喷油泵1底部的滚轮5顶起柱塞4，此时为喷油器3的主喷油时刻，这部分柴油喷入气缸时，具备着火条件的柴油被压燃，火焰从着火点迅速向较稀薄的混合均匀的可燃混合气传递，从而在柴油机上实现具有分层燃烧和预混合燃烧的理想燃烧模式。
本发明中柴油机两次喷油的总油量与传统喷油油量相比不做改变，每次喷油的油量控制与凸轮6上高、矮两个峰61、62的型线和双峰间的相位角有关，而高、矮两个峰61、62的型线和双峰间的相位角是根据理论研究和计算机软件仿真来确定的，据此加工出的凸轮6，需要在油泵实验台上进行喷油性能检验，修正预测模型，反复论证，最终确定最佳的高、矮两个峰61、62的型线、双峰之间的相位角和两次喷油油量之比。
下面举几个较佳实施例，进一步说明本发明。
实施例1双峰凸轮6高峰61的轮廓为切线凸轮、峰高9.5mm，矮峰62的轮廓为圆弧凸轮、峰高6.0mm，主喷油和预喷油的喷油油量的比例为6.0∶4.0，双峰之间的相位角为165°；实施例2双峰凸轮6的高峰61轮廓为切线凸轮、峰高10.0mm，矮峰62的轮廓为圆弧凸轮、峰高5.0mm主喷油和预喷油的喷油油量的比例为6.5∶3.5，双峰之间的相位角为160°；实施例3双峰凸轮6高峰61的轮廓为切线凸轮、峰高10.5mm，矮峰62的轮廓为圆弧凸轮、峰高4.5mm主喷油和预喷油的喷油油量的比例为7.0∶3.0，双峰之间的相位角为155°。
权利要求
1.一种非电控柴油机喷油方法，其至少包括以下步骤(1)在气缸活塞开始进气行程时，对气缸进行预喷油，使这部分柴油在活塞进气和压缩过程中与空气充分预混合；(2)在气缸活塞接近压缩行程终了时，对气缸进行主喷油，使这部分柴油在瞬间压燃，并引燃预混合的油气。
2.如权利要求1所述的一种非电控柴油机喷油方法，其特征在于所述主喷油量与预喷油量的比例为7～6∶3～4。
3.一种非电控柴油机喷油装置，它包括一喷油泵，所述喷油泵的进油口连接油源，所述喷油泵的出油口通过高压油管连接一喷油器，所述喷油器安装在气缸上，所述喷油泵的柱塞底部设置一滚轮，所述滚轮顶压在一凸轮上，所述凸轮的支撑轴连接驱动装置，其特征在于所述凸轮为具有高、矮两个峰的双峰凸轮。
4.如权利要求3所述是一种非电控柴油机喷油装置，其特征在于所述双峰凸轮上的高峰轮廓为切线凸轮，所述双峰凸轮上的矮峰轮廓为圆弧凸轮。
5.如权利要求4所述是一种非电控柴油机喷油装置，其特征在于所述高峰的峰高为9～10.5mm，所述矮峰的峰高为4.5～6mm，双峰之间的相位角为155°～165°。
全文摘要
本发明涉及一种非电控柴油机喷油方法及其喷油装置，所述喷油方法其至少包括以下步骤(1)在气缸活塞开始进气行程时，对气缸进行预喷油，使这部分柴油在活塞进气和压缩过程中与空气充分预混合；(2)在气缸活塞接近压缩行程终了时，对气缸进行主喷油，使这部分柴油在瞬间压燃，并引燃预混合的油气。本发明喷油装置的特征是所述凸轮为具有高、矮两个峰的双峰凸轮。本发明通过两次喷油，实现了预混合燃烧和分层燃烧的理想燃烧模式，提高了柴油机的燃烧热效率，并降低氮氧化物和碳烟的排放。
文档编号F02M59/20GK1773096SQ20051010302
公开日2006年5月17日 申请日期2005年9月15日 优先权日2005年9月15日
发明者纪威, 王夺, 李晓科, 周庆辉 申请人:中国农业大学