一种缸内直喷柴油抑制汽油机爆震的方法技术

本发明专利技术公开了一种缸内直喷柴油抑制汽油机爆震的方法，包括以下步骤：(1)火花塞点燃汽油混合气，燃烧室形成足够高内温度和压力；(2)当活塞行至近上止点，柴油喷油器将柴油以伞形细粒周向均匀地喷入燃烧室内，使柴油燃料遍布燃烧室；(3)柴油燃料开始自燃，使汽油燃料多点同时充分燃烧，达到抑制末端气体自燃的效果。本发明专利技术将柴油燃料进行缸内高压喷射，实现多点自燃，抑制汽油机爆震的发生，可以进一步提高压缩比，提高燃油经济性；同时柴油和汽油普及程度以及使用技术手段较为成熟，商业化前景较好。

【技术实现步骤摘要】
一种缸内直喷柴油抑制汽油机爆震的方法
本专利技术设计内燃机
，特别是涉及发动机爆震的抑制方法，具体的说是一种缸内直喷柴油抑制汽油机爆震的方法。
技术介绍
内燃机大约消耗我国石油总量的60％，同时也是温室气体、大气污染和环境噪声的主要来源。增压小排量(Downsizing)发动机相对于传统发动机具有大幅度节能减排潜力，在近十年中得到了飞速发展，正在成为发动机的主要节能途径。随着高压缩比和高增压的技术提高，小型强化发动机会出现爆震现象，爆震会导致缸内产生高频、剧烈的压力振荡，对机械结构产生不可逆的破坏。因此，爆震成为限制汽油机进一步提高热效率的主要技术障碍。通常认为，爆震的发生是在正常火焰到来之前末端混合气发生自燃，产生较大的压力波和缸内压力震荡，对发动机造成一定程度的损害，因此抑制发动机爆震对于提高发动机热效率有着重要的意义。目前，常规抑制爆震的方法主要有：推迟点火时刻，降低压缩比及采用废气再循环系统等，推迟点火以及降低压缩比可以明显降低爆震发生的倾向，但是输出功率会有一定的下降；采用双燃料系统例如:甲醇、氢气等代用燃料，双燃料系统的使用一般可以明显抑制爆震的发生，也可以一定程度提高热效率，同时保持相应的输出功率，但是代用燃料的普及程度以及产业化前景不太乐观，大范围推广使用代用燃料存在一定的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了克服现有技术中的不足，提供一种缸内直喷柴油抑制汽油机爆震的方法，本专利技术将柴油燃料进行缸内高压喷射，实现多点自燃，抑制汽油机爆震的发生，可以进一步提高压缩比，提高燃油经济性；同时柴油和汽油普及程度以及使用技术手段较为成熟，商业化前景较好。本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的：一种缸内直喷柴油抑制汽油机爆震的方法，包括以下步骤：(1)火花塞点燃汽油混合气，燃烧室形成足够高内温度和压力；(2)当活塞行至近上止点，柴油喷油器将柴油以伞形细粒周向均匀地喷入燃烧室内，使柴油燃料遍布燃烧室；(3)柴油燃料开始自燃，使汽油燃料多点同时充分燃烧，达到抑制末端气体自燃的效果。进一步的，所述柴油喷油器采用高压伞型喷油器。进一步的，所述柴油喷油器喷射柴油燃料的比例为总燃料的0％-10％，范围为330°TDC-370°TDC。进一步的，汽油喷油器采用进气道喷射或采用侧置直喷汽油喷油器，喷射燃料比例在90％-100％；进一步的，汽油喷油器布置于进气道喷射时，喷射开始时刻为进气行程；汽油喷油器采用侧置直喷时，进行至少一次喷射汽油燃料。与现有技术相比，本专利技术的技术方案所带来的有益效果是：汽油燃料在燃烧室内形成燃油混合气，经火花塞点火，燃烧室内形成足够高温度和压力，然后缸内直喷高压柴油在燃烧室末端发生多点同时自燃，减少火焰传播距离和燃烧持续期，抑制汽油大负荷爆震的发生，提高发动机热效率。本专利技术可以有效地缩短火焰传播距离，提高燃烧效率，抑制末端气体自燃；结合不同汽油和柴油喷射策略，针对大负荷工况的爆震的现象进行改善，对汽油机极限热效率进行拓展。附图说明图1是现有技术中一种汽油机爆震发生的机理示意图。图2是本专利技术方法中高压柴油喷射示意图。图3是本专利技术方法中多点自燃示意图。附图标记：1-进气道；2-进气门；3-汽油喷油器；4-火花塞；5-排气道；6-排气门；7-柴油喷油器；8-活塞；9-柴油燃料颗粒；10-末端自燃；具体实施方式下面结合附图对本专利技术作进一步的描述。本专利技术保护一种缸内直喷柴油抑制汽油机爆震的方法，该燃烧系统通过火花塞点火形成高温高压环境，在压缩终点进行高压喷射柴油燃料，柴油燃料发生自燃，实现多点自燃。具体应用的燃烧系统包括进气道1、进气门2、汽油喷油器3、火花塞4、排气道5、排气门6、柴油喷油器7、活塞8等。柴油喷油器7喷射柴油燃料在上止点前进行热混合，当活塞行至近上止点，经过火花塞点火，柴油喷入燃烧室，柴油燃料开始自燃，形成末端自燃10，柴油自燃使得汽油燃料多点同时充分燃烧，见图3。火花塞4点火时刻在柴油喷射之前，火花塞点燃汽油混合气，燃烧室形成足够高内温度和压力，柴油燃料在压缩上止点可以实现多点自燃。柴油喷油器7采用高压伞型喷油器，将柴油以伞形柴油燃料颗粒9周向均匀地高压喷入燃烧室内，柴油燃料遍布燃烧室，见图2；本实施例中柴油喷油器7喷射柴油燃料喷射燃料比例为总燃料的5％，喷射时刻为压缩上止点附近，范围330°TDC-370°TDC。汽油喷油器3可以采用进气道喷射，也可以采用侧置直喷汽油喷油器，喷射燃料比例在90％-100％；当汽油喷油器3布置在进气道喷射时，喷射开始时刻为进气行程；当汽油喷油器3采用侧置直喷时，可以进行一次或者多次喷射汽油燃料。本专利技术并不限于上文描述的实施方式。以上对具体实施方式的描述旨在描述和说明本专利技术的技术方案，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，并不是限制性的。在不脱离本专利技术宗旨和权利要求所保护的范围情况下，本领域的普通技术人员在本专利技术的启示下还可做出很多形式的具体变换，这些均属于本专利技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种缸内直喷柴油抑制汽油机爆震的方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)火花塞点燃汽油混合气，使燃烧室内温度增高，压力增强；(2)当活塞行至近上止点，柴油喷油器将柴油以伞形细粒周向均匀地喷入燃烧室内，使柴油燃料遍布燃烧室；(3)柴油燃料在燃烧室末端开始自燃，使汽油燃料多点同时充分燃烧，达到抑制末端气体自燃的效果，从而抑制汽油机爆震的发生。

【技术特征摘要】
1.一种缸内直喷柴油抑制汽油机爆震的方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)火花塞点燃汽油混合气，使燃烧室内温度增高，压力增强；(2)当活塞行至近上止点，柴油喷油器将柴油以伞形细粒周向均匀地喷入燃烧室内，使柴油燃料遍布燃烧室；(3)柴油燃料在燃烧室末端开始自燃，使汽油燃料多点同时充分燃烧，达到抑制末端气体自燃的效果，从而抑制汽油机爆震的发生。2.根据权利要求1所述一种缸内直喷柴油抑制汽油机爆震的方法，其特征在于，所述柴油喷油器采用高压伞型喷油器。3.根据权利要求1所述一...

【专利技术属性】
技术研发人员：周磊，康瑞，卫海桥，华剑雄，江枭枭，陈林，舒歌群，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：天津,12