一种预混合压燃内燃机及其运行方法技术

一种预混合压燃内燃机及其运行方法，属于压燃内燃机技术领域。本发明专利技术的曲轴通过轴承安装于气缸缸体内，曲轴与连杆的一端相铰接，连杆的另一端与活塞相铰接；气缸缸体的上部设置有腔室，活塞与气缸缸体的腔室壁活动密封配合；在气缸缸体的腔室壁上端设置有喷油器，在气缸缸体顶端设置有气缸盖，在气缸盖与气缸缸体之间分别设置有进气门和排气门，两气门分别与腔室相连通；调气阀的一端与储气罐相连通，调气阀的另一端通过气缸盖与腔室相连通。其运行方法包括启动初期压缩空气预热、启动时预混合气点火、预混合气膨胀做功、向储气罐排入尾气、吸气完成时储气罐释放尾气及压缩预混合气，如此往复运行，内燃机进入稳定工作状态。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于压燃内燃机
，特别是涉及一种预混合压燃内燃机及其运行方 法。
技术介绍
在当下的内燃机
内，均质压燃（HCCI)技术已成为发展研究的重点，它具 有燃烧温度低、热效率高及污染排放低的特点，采用均质压燃（HCCI)技术的内燃机，是最 有希望取代现今普遍使用的汽油内燃机和柴油内燃机，成为下一代内燃机的主力。 但是现今采用均质压燃（HCCI)技术的内燃机仍有一些技术难题未能解决： 1、燃烧始点难以控制 采用压燃方式，并不使用火花点火，只能通过改变压缩比以及控制混合气的初始 温度，间接控制燃烧始点，以至于控制燃烧始点十分困难。 2、运行范围窄 内燃机在高负荷运行时，会受到爆震的限制，过低负荷运行时，又受到熄火的制 约，导致内燃机只能运行在中低负荷状态。 3、启动困难 由于内燃机启动前，压缩的是混合气，而混合气的初始温度低，导致混合气被初次 压缩后很难达到燃烧始点。 实现均质压燃（HCCI)的方式虽有多种，但现今普遍采用的是缸内尾气残留方式 和尾气再循环方式，即用尾气预加热缸内冷空气，并且调整尾气的含量，实现对混合气温度 的控制，达到控制燃烧始点的目的。但是上述的方法均是以牺牲进气量为代价的，对于缸内 尾气残留方式，是在缸内保留一部分尾气，再吸入一部分新鲜空气，以提高混合气的初始温 度；而尾气再循环方式，是将尾气和新鲜空气同时吸入缸内，以提高混合气的初始温度；这 就使新鲜空气的吸入量大大减少，导致采用上述均质压燃（HCCI)技术的内燃机，无法在高 负荷的状态下正常运转。
技术实现思路
针对现有技术存在的问题，本专利技术提供一种在不影响进气量的前提下，同时导入 尾气加热混合气，具有一定增压作用，燃烧始点更易控制的一种预混合压燃内燃机及其运 行方法。 为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种预混合压燃内燃机，包括气 缸缸体、曲轴、连杆、活塞、进气门、排气门、喷油器及气缸盖，其特点是还包括调气阀和储气 罐；所述的曲轴通过轴承安装于气缸缸体内，曲轴与连杆的一端相铰接，连杆的另一端与活 塞相铰接；所述气缸缸体的上部设置有腔室，所述活塞与气缸缸体的腔室壁活动密封配合； 在气缸缸体的腔室壁上端设置有喷油器，在气缸缸体顶端设置有气缸盖，在气缸盖与气缸 缸体之间分别设置有进气门和排气门，进气门和排气门分别与腔室相连通；所述调气阀的 一端与储气罐相连通，调气阀的另一端通过气缸盖与腔室相连通。 在所述的气缸缸体内至少设置有一个腔室，所述各个腔室均设置有与其配合的活 塞、喷油器、进气门及排气门，及与活塞相铰接的连杆，所述各个连杆均与曲轴相铰接；所 述各个腔室分别通过气缸盖与一个独立的调气阀相连通，所述各个调气阀均与储气罐相连 通。 所述的储气罐连接有温度传感器和压力传感器。 所述的预混合压燃内燃机的运行方法，包括以下步骤： 步骤一：内燃机启动阶段初期，喷油器不执行喷油工作，当活塞位于压缩行程初期 位置时，调气阀打开，腔室与储气罐处于相通状态，直到活塞位于压缩行程末期，活塞处于 上止点的位置时，调气阀关闭，压缩空气被存储在储气罐内，当储气罐内压缩空气的温度和 压力没有达到预定值时，其中预定值为可以满足燃料燃点的数值，重复上述动作，继续将压 缩空气压入储气罐内，直到达到预定值为止； 步骤二：开始启动点火，活塞在压缩行程初期位置时，调气阀打开，储气罐内高温 高压的压缩空气通过调气阀进入腔室内，同时活塞向上运行，且喷油器向腔室内喷入适当 量的燃油，实现燃油与空气的预混合；活塞继续向上运行，直到腔室内的压力与储气罐内的 压力平衡时，调气阀关闭，随着活塞的继续向上运行，预混合气体的温度和压力不断增高， 直到活塞到达压缩行程的末期，预混合气体的温度和压力均达到最大，并达到燃油燃点，预 混合气体被点燃，同时进入做功行程； 步骤三：在做功行程的初期，预混合气体被点燃后体积迅速膨胀，推动活塞快速向 下运行，当活塞运行到做功行程中后期时，调气阀打开，高温高压的尾气通过调气阀快速进 入储气罐内，直到活塞临近做功行程的末期，调气阀关闭，并将高温高压的尾气存储在储气 罐内；活塞运行到下止点时，做功行程结束，同时排气门打开，活塞进入排气行程阶段，活塞 从下止点一直运行到上止点，同时排气门关闭，进气门打开，排气行程结束，吸气行程开始； 活塞从上止点向下运行，运行到下止点结束，腔室内充满新鲜冷空气，吸气行程结束，同时 进气门关闭，压缩行程开始； 步骤四：活塞在压缩行程初期位置时，调气阀打开，储气罐内高温高压的尾气通过 调气阀进入腔室内，同时活塞向上运行，且喷油器向腔室内喷入适当量的燃油，实现燃油与 空气的预混合；活塞继续向上运行，直到腔室内的压力与储气罐内的压力平衡时，调气阀关 闭，随着活塞的继续向上运行，预混合气体的温度和压力不断增高，直到活塞到达压缩行程 的末期，预混合气体的温度和压力均达到最大，并达到燃油燃点，预混合气体被点燃，同时 进入做功行程；如此往复运行，内燃机进入稳定工作状态。 本专利技术的有益效果： 1、本专利技术与现有技术相比，在不影响进气量的前提下，同时导入尾气加热混合气， 即在吸气行程阶段完成了新鲜空气的吸入后，进气门关闭，在压缩行程阶段将尾气导入，由 于腔室内吸入的新鲜空气量是并未减少，同时又增加了后导入的尾气，从而导致腔室内总 进气量是增加的，最终便起到了增压的作用。 2、本专利技术可以通过控制调气阀来实现对尾气量的控制，通过控制尾气量的多少， 实现对预混合气体的温度和压力的控制，从而达到控制燃烧始点的目的；通过控制尾气量 的导入时间点，从而实现压燃内燃机在高、中、低负荷状态下的稳定运行。 【附图说明】 图1为本专利技术的一种预混合压燃内燃机结构原理图； 图中，1一气缸缸体，2-曲轴，3-连杆，4一活塞，5-进气门，6-排气门，7-喷油 器，8-腔室，9 一气缸盖，10-调气阀，11 一储气罐。 【具体实施方式】 下面结合附图和具体实施例对本专利技术做进一步的详细说明。 如图1所示，一种预混合压燃内燃机，包括气缸缸体1、曲轴2、连杆3、活塞4、进气 门5、排气门6、喷油器7、气缸盖9、调气阀10及储气罐11 ;所述的曲轴2通过轴承安装于 气缸缸体1内，曲轴2与连杆3的一端相铰接，连杆3的另一端与活塞4相铰接；所述气缸 缸体1的上部设置有腔室8,所述活塞4与气缸缸体1的腔室8壁活动密封配合；在气缸缸 体1的腔室8壁上端设置有喷油器7,在气缸缸体1顶端设置有气缸盖9,在气缸盖9与气 缸缸体1之间分别设置有进气门5和排气门6,进气门5和排气门6分别与腔室8相连通； 所述调气阀10的一端与储气罐11相连通，调气阀10的另一端通过气缸盖9与腔室8相连 通。 在所述的气缸缸体1内至少设置有一个腔室8,所述各个腔室8均设置有与其配合 的活塞4、喷油器7、进气门5及排气门6,及与活塞4相铰接的连杆3,所述各个连杆3均与 曲轴2相铰接；所述各个腔室8分别通过气缸盖9与一个独立的调气阀10相连通，所述各 个调气阀10均与储气罐11相连通。 所述的储气罐11连接有温度传感器和压力传感器。 下面结本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种预混合压燃内燃机，包括气缸缸体、曲轴、连杆、活塞、进气门、排气门、喷油器及气缸盖，其特征在于还包括调气阀和储气罐；所述的曲轴通过轴承安装于气缸缸体内，曲轴与连杆的一端相铰接，连杆的另一端与活塞相铰接；所述气缸缸体的上部设置有腔室，所述活塞与气缸缸体的腔室壁活动密封配合；在气缸缸体的腔室壁上端设置有喷油器，在气缸缸体顶端设置有气缸盖，在气缸盖与气缸缸体之间分别设置有进气门和排气门，进气门和排气门分别与腔室相连通；所述调气阀的一端与储气罐相连通，调气阀的另一端通过气缸盖与腔室相连通。

【技术特征摘要】
1. 一种预混合压燃内燃机，包括气缸缸体、曲轴、连杆、活塞、进气门、排气门、喷油器及 气缸盖，其特征在于还包括调气阀和储气罐；所述的曲轴通过轴承安装于气缸缸体内，曲轴 与连杆的一端相铰接，连杆的另一端与活塞相铰接；所述气缸缸体的上部设置有腔室，所述 活塞与气缸缸体的腔室壁活动密封配合；在气缸缸体的腔室壁上端设置有喷油器，在气缸 缸体顶端设置有气缸盖，在气缸盖与气缸缸体之间分别设置有进气门和排气门，进气门和 排气门分别与腔室相连通；所述调气阀的一端与储气罐相连通，调气阀的另一端通过气缸 盖与腔室相连通。2. 根据权利要求1所述的一种预混合压燃内燃机，其特征在于：在所述的气缸缸体内 至少设置有一个腔室，所述各个腔室均设置有与其配合的活塞、喷油器、进气门及排气门， 及与活塞相铰接的连杆，所述各个连杆均与曲轴相铰接；所述各个腔室分别通过气缸盖与 一个独立的调气阀相连通，所述各个调气阀均与储气罐相连通。3. 根据权利要求1所述的一种预混合压燃内燃机，其特征在于：所述的储气罐连接有 温度传感器和压力传感器。4. 根据权利要求1所述的预混合压燃内燃机的运行方法，其特征在于包括以下步骤： 步骤一：内燃机启动阶段初期，喷油器不执行喷油工作，当活塞位于压缩行程初期位置 时，调气阀打开，腔室与储气罐处于相通状态，直到活塞位于压缩行程末期，活塞处于上止 点的位置时，调气阀关闭，压缩空气被存储在储气罐内，当储气罐内压缩空气的温度和压力 没有达到预定值时，其中预定值为可以满足燃油燃点的数值，重复上述动作，继续将压缩空 气压入储气罐内，直到达到预定值为止； 步骤二：开始启动点火，活塞在...

【专利技术属性】
技术研发人员：李群，
申请(专利权)人：李群，
类型：发明
国别省市：辽宁;21