专利名称：实现柴油机低排放均质燃烧的方法
技术领域：
本发明涉及的是一种实现柴油机低排放均质燃烧的方法，特别是一种通过改变柴油机常规的进排气凸轮型线以改变进排气阀正时，改变喷油正时，以及采用绝热材料等措施，控制柴油机工作工质成分、柴油的蒸发混合过程，从而间接控制缸内燃烧发生时刻及燃烧速度，实现柴油空气均匀混合压燃的低排放燃烧方式，属于内燃机技术领域。
发明内容
为了克服已有技术的不足和缺陷，本发明提出了一种柴油机实现低排放均质燃烧的新方法。即通过改变进排气凸轮型线，以改变进排气阀正时，使排气阀在排气冲程上止点前关闭，进气阀在排气冲程上止点后开启，排气阀关闭角度和进气阀开启角度相对于排气冲程上止点基本对称，压缩废气所消耗的功在进气冲程基本回收；在排气阀关闭之后，排气冲程上止点之前(考虑到燃烧室与喷雾的配合)将燃油喷入缸内。同时，气缸套、活塞顶、气缸盖底板、气缸圈、进排气门采用高温结构陶瓷绝热材料。
发动机运行时，在排气阀关闭后，排气冲程上止点之前将燃油喷入缸内。在排气阀关闭到进气阀开启这段时间内，缸内的温度较高，因此燃油蒸发较快；而且缸内基本是燃烧废气，温度低于冷火焰反应温度，不满足着火条件，喷入的燃油不会着火燃烧。由于燃油喷射时温度高，蒸发快，减少了油束的碰壁。在进气阀打开后，由于气流的运动，使燃油蒸汽和新鲜空气均匀混合(由于时间较短，蒸发的燃油蒸汽较少凝结)。由于燃烧室采用了绝热材料，室壁的高温抑制了燃油蒸汽在进气过程中凝结于壁面。通过控制进气温度和排气阀关闭角度(控制缸内残余废气量)，使混合气在压缩冲程上止点附近开始燃烧，由于燃烧是预先均匀混合方式，燃烧速度较快，中低工况热效率比常规的柴油机燃烧热效率高；同时由于缸内油气均匀分布，不存在局部高温区和缺氧区，并且由于采用缸内废气再循环，因此Nox和颗粒排放大幅度下降，NOx可降低98％，颗粒接近零排放，无需其他措施就可满足严格的Nox和颗粒排放法规。由于燃油蒸发混合比较完全，在燃烧室壁面滞留的燃油蒸汽减少；同时采用了绝热材料，燃烧室壁温升高；这些措施都使HC和CO的排放大幅度降低。
本发明通过在传统柴油机上做部分改进，解决了柴油机Nox和颗粒排放这一对矛盾，保持了传统柴油机较低的HC和CO排放。同时提高了中低工况燃烧效率。
权利要求
1.一种实现柴油机低排放均质燃烧的方法，其特征在于(1)改变进排气凸轮型线，以改变进排气阀正时，使排气阀在排气冲程上止点3前关，进气阀在排气冲程上止点3后开，排气阀关闭角度和进气阀开启角度相对于排气冲程上止点基本对称；(2)发动机运行时，在排气阀关闭后，排气冲程上止点3之前的开始喷油时刻2将燃油喷入缸内；(3)气缸套、活塞顶、气缸盖底板、气缸圈、进排气门采用高温结构陶瓷绝热材料ZrO2，Si3N4。
全文摘要
一种实现柴油机低排放均质燃烧的方法，属于内燃机技术领域。本发明通过改变传统柴油机的进排气及喷油正时，用缸内高温废气加热预先喷入的柴油使柴油能够在着火之前充分蒸发并与空气均匀混合；通过控制进气温度和进排气阀正时来实现柴油的均质多点压燃，Nox排放可降低98％，碳烟排放几乎为零，同时提高中低工况的热效率；燃烧室采用绝热材料，减少了不完全燃烧量，保持较低的HC和CO排放；实现柴油发动机的高效低污染燃烧。
文档编号F02B1/00GK1434193SQ03115550
公开日2003年8月6日 申请日期2003年2月27日 优先权日2003年2月27日
发明者崔毅, 邓康耀 申请人:上海交通大学