本发明专利技术公开了一种直喷压燃发动机，在进气冲程开始时喷油器(7)进行第一次喷射燃料，在缸内形成空燃比在13.9-16.3的均质混合气，通过控制器(9)接收传感器(8)发出的信号，输出控制信号控制喷油器(7)控制活塞机构压缩该均质混合气，使其处于接近自燃状态的自燃区位；在压缩上止点前喷油器(7)进行第二次喷射，在气缸滚流和活塞顶形状的帮助下产生分层混合气，同时压燃点火，压燃点火导致温度、压力迅速升高，使处于接近自燃区位置的第一次喷射进入的燃料进入自燃状态，实现均质充气压燃。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于燃烧动力
，特别是提出了一种直喷压燃发动机，提出了一种分级喷射、直喷压燃点火，可实现完全压燃至部分压燃的完美过渡的采用HCCI的完全意义上的第三种点燃方式的发动机。
技术介绍
现代车用发动机分为压燃式发动机和点燃式发动机。点燃式发动机由于节气损失和稀燃极限等不足，使它在热效率方面有很大的局限性。与点燃式发动机相比，虽然压燃式发动机热效率高，但它属于扩散燃烧，存在燃烧室局部浓度过高和局部高温，很难遏制氮氧化物和碳烟(包括微粒物)的生成，并且运行不平稳、噪声较大。HCCI发动机是人们开发出一款拥有两者优点而没有两者缺点的新型发动机。HCCI是指在进气过程形成均质的混合气，当压缩到上止点附近时均质混合气自燃着火，可见，其综合了火花塞点燃方式和压缩点燃方式两种燃烧方式，是一种新型燃烧模式。HCCI燃烧中由于不受燃油和氧化物分离面处混合比的限制，也没有点火式燃烧的局部高温反应区，使得NOX和PM的排放很低。HCCI燃烧方式的主要优点有1)可获得和直喷式柴油机相同的高热效率；2)N0X和PM的排放特别低；3)可以应用多种代用燃料；4)综合了汽油机(均质混合气)和柴油机(无节流损失)的优点；5)可以应用低喷射压力的供油系统和节约贵金属的消耗在催化反应器中从而降低成本。然而，其面临的问题同其优点一样突出。美国能源部的技术报告指出HCCI燃烧技术尚待解决的问题如下I)随发动机转速和负荷改变控制着火定时(Ignition Timing) ；2)高负荷运行时燃烧率的控制使放热率放慢限止噪声或过高燃烧压力；3)发动机冷起动；4)排放特别是低负荷HC和CO排放控制系统的发展；5)发动机变工况运行；6)发动机控制策略和系统闭环反馈系统的发展以及相应传感器的研制；7)合适燃料包括混合燃料的开发；8)多缸机各缸均匀性的保证；9) HCCI的燃烧模拟。分级压点燃HCCI燃烧系统(SP HCCI)是根据目前HCCI研究结合燃烧学可燃混合物自燃界限相关理论得出的一种新HCCI内燃机燃烧过程。相对于目前HCCI燃烧系统，分级压点燃HCCI燃烧系统是完全意义上的第三种点燃方式，其实质是分级喷射、直喷压燃点火在HCCI中的应用，它实现了燃烧系统由完全压燃至部分压燃的完美过渡，基本解决了目前HCCI所面临的主要问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是在于提出了一种直喷压燃发动机，提出了一种分级喷射、直喷压燃点火，可实现完全压燃至部分压燃的完美过渡的采用HCCI的完全意义上的第三种点燃方式的发动机。为实现上述目的，本专利技术采取以下技术方案:一种直喷压燃发动机，其特征在于，包括低压油路(I)、高压发生器(2)、高压储存器(4)、流量限制器(5)、限压阀￠)、喷油器(7);低压油路(I)产生低压燃油，输往高压发生器(2);高压发生器(2)产生高压燃油；高压储存器(4)的用于存储高压燃油；限压阀(6)限制高压储存器(4)中的压力；喷油器(7)中的油自高压储存器(4)喷出，流量限制器(5)连接并作用于高压储存器(4)，控制喷油器(7)的流量；在进气冲程开始时喷油器(7)进行第一次喷射燃料，在缸内形成空燃比在13.9-16.3的均质混合气，通过控制器(9)接收传感器(8)发出的信号，输出控制信号控制喷油器(7)控制活塞机构压缩该均质混合气，使其处于接近自燃状态的自燃区位；在压缩上止点前喷油器(7)进行第二次喷射，在气缸滚流和活塞顶形状的帮助下产生分层混合气，同时压燃点火，压燃点火导致温度、压力迅速升高，使处于接近自燃区位置的第一次喷射进入的燃料进入自燃状态，实现均质充气压燃。所述的分级压点燃HCCI燃烧系统(SP HCCI)是根据目前HCCI研究结合燃烧学可燃混合物自燃界限相关理论得出的一种新HCCI内燃机燃烧过程。所述的直喷压燃发动机采用分级压点燃HCCI燃烧系统(SP HCCI)，相对于目前HCCI燃烧系统，分级压点燃HCCI燃烧系统是完全意义上的第三种点燃方式，其实质是分级喷射、直喷压燃点火在HCCI中的应用，它实现了燃烧系统由完全压燃至部分压燃的完美过渡，基本解决了目前HCCI所面临的主要问题。所述的直喷压燃发动机采用分级喷射技术，在进气冲程开始时第一次喷射燃料，在缸内形成很稀的均质混合气，该混合气状态处于接近自燃区位。这为实现分级压点燃HCCI燃烧做了准备。所述的直喷压燃发动机采用分级喷射技术，第二次喷射在压缩上止点前，在气缸滚流和活塞顶形状的帮助下产生分层混合气，同时压燃点火，压燃点火导致温度、压力迅速升高，使处于接近自燃区位置的第一次喷射进入的燃料进入自燃状态，实现均质充气压燃。第二次喷射时间可以解决HCCI随发动机转速和负荷改变控制着火定时(IgnitionTiming)这一主要问题,实现着火时间的准确控制。所述的直喷压燃发动机根据燃烧学可燃混合物自燃界限相关理论，在燃烧室中通过提高温度和压力，采用催化剂和特殊处理的容器壁面等方式解决其高负荷运行时燃烧率的控制使放热率放慢限止噪声或过高燃烧压力、发动机变工况运行等HCCI所面临的相关问题。所述的直喷压燃发动机的分级喷射实现了分级压点燃HCCI燃烧系统由完全压燃至部分压燃的完美过渡，只需调整第一次喷射燃料、第二次喷射燃料之间的比例即可。若燃烧系统燃料完全由第二次喷射进入，则其实际上就是普通柴油发动机，如此，可解决HCCI发动机冷起动问题。所述的直喷压燃发动机二次喷射进入的燃料可以相同，也可以不同。本专利技术的优点在于:(I)本专利技术采用分级压点燃HCCI燃烧系统(SP HCCI)，相对于目前HCCI燃烧系统，分级压点燃HCCI燃烧系统是完全意义上的第三种点燃方式，其实质是分级喷射、直喷压燃点火在HCCI中的应用，它实现了燃烧系统由完全压燃至部分压燃的完美过渡。 (2)本专利技术系统根据目前HCCI研究结合燃烧学可燃混合物自燃界限相关理论得出的一种新HCCI内燃机燃烧过程。(3)本专利技术系统采用的系统采用分级喷射技术，在进气冲程开始时第一次喷射燃料，在缸内形成很稀的均质混合气，该混合气状态处于接近自燃区位。这为实现分级压点燃HCCI燃烧做了准备。(4)本专利技术系统采用的系统采用分级喷射技术，其第二次喷射在压缩上止点前，在气缸滚流和活塞顶形状的帮助下产生分层混合气，同时压燃点火，压燃点火导致温度、压力迅速升高，使处于接近自燃区位置的第一次喷射进入的燃料进入自燃状态，实现均质充气压燃。第二次喷射时间可以解决HCCI随发动机转速和负荷改变控制着火定时(IgnitionTiming)这一主要问题,实现着火时间的准确控制。(5)本专利技术系统根据燃烧学可燃混合物自燃界限相关理论，通过调整燃烧室的温度和压力，也就是通过调整第一次喷射形成的均质混合气状态，解决其高负荷运行时燃烧率的控制使放热率放慢限止噪声或过高燃烧压力、发动机变工况运行等HCCI所面临的相关问题。(6)本专利技术系统的分级喷射实现了分级压点燃HCCI燃烧系统由完全压燃至部分压燃的完美过渡，只需调整第一次喷射燃料、第二次喷射燃料之间的比例即可。若燃烧系统燃料完全由第二次喷射进入，则其实际上就是普通柴油发动机，如此，便解决HCCI发动机难于冷起动问题。附图说明图1示出本专利技术的直喷压燃发动机一个实施例的基本原理示意图。图2示出本专利技术的直喷压燃发动机另本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种直喷压燃发动机，其特征在于，包括低压油路(1)、高压发生器(2)、高压储存器(4)、流量限制器(5)、限压阀(6)、喷油器(7)；低压油路(1)产生低压燃油，输往高压发生器(2)；高压发生器(2)产生高压燃油；高压储存器(4)的用于存储高压燃油；限压阀(6)限制高压储存器(4)中的压力；喷油器(7)中的油自高压储存器(4)喷出，流量限制器(5)连接并作用于高压储存器(4)，控制喷油器(7)的流量；在进气冲程开始时喷油器(7)进行第一次喷射燃料，在缸内形成空燃比在13.9?16.3的均质混合气，通过控制器(9)接收传感器(8)发出的信号，输出控制信号控制喷油器(7)控制活塞机构压缩该均质混合气，使其处于接近自燃状态的自燃区位；在压缩上止点前喷油器(7)进行第二次喷射，在气缸滚流和活塞顶形状的帮助下产生分层混合气，同时压燃点火，压燃点火导致温度、压力迅速升高，使处于接近自燃区位置的第一次喷射进入的燃料进入自燃状态，实现均质充气压燃。
【技术特征摘要】
1.一种直喷压燃发动机，其特征在于，包括低压油路(I)、高压发生器(2)、高压储存器(4)、流量限制器(5)、限压阀￠)、喷油器(7);低压油路(I)产生低压燃油，输往高压发生器(2);高压发生器(2)产生高压燃油；高压储存器(4)的用于存储高压燃油；限压阀(6)限制高压储存器(4)中的压力；喷油器(7)中的油自高压储存器(4)喷出，流量限制器(5)连接并作用于高压储存器(4)，控制喷油器(7)的流量；在进气冲程开始时喷油器(7)进行第一次喷射燃料，在缸内形成空燃比在13.9-16.3的均质混合气，通过控制器(9)接收传感器(8)发出的信号，输出控制信号控制喷油器(7)控制活塞机构压缩该均质混合气，使其处于接近自燃状态的自燃区位；在压缩上止点前喷油器(7)进行第二次喷射，在气缸滚流和...
【专利技术属性】
技术研发人员：马永志，张铁柱，郑艺华，张纪鹏，张洪信，
申请(专利权)人：青岛大学，
类型：发明
国别省市：
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