多點(diǎn)氣道噴射的燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)分層燃燒系統(tǒng)技術(shù)方案

本實(shí)用新型專利技術(shù)公開了一種多點(diǎn)氣道噴射的燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)分層燃燒系統(tǒng)。該燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)分層燃燒系統(tǒng)包括：EGR混合器；第一進(jìn)氣總管，其各個(gè)出氣口分別通過各缸的第一氣道與第一進(jìn)氣門連通；中冷器，其出口端設(shè)置有第一節(jié)氣門，并分別與第一進(jìn)氣總管的進(jìn)氣口和EGR混合器的第一進(jìn)口連通；燃?xì)鈬娮欤鋽?shù)目與燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)的各缸一一對(duì)應(yīng)，并與各缸的第一氣道連通；EGR冷卻器，其入口端與渦前高溫排氣總管連通，該EGR冷卻器的出口端設(shè)置有EGR閥，再與EGR混合器的第二進(jìn)口連通；以及第二進(jìn)氣總管，其與EGR混合器的出口連通，并分別通過各缸的第二氣道與各缸的第二進(jìn)氣門連通。該燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)分層燃燒系統(tǒng)降低NOX排放、降低發(fā)動(dòng)機(jī)熱負(fù)荷的同時(shí)保持較高的火焰?zhèn)鞑ニ俣取?br />

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本技術(shù)涉及燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)領(lǐng)域，特別涉及一種多點(diǎn)氣道噴射的燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)分層燃燒系統(tǒng)。
技術(shù)介紹
發(fā)動(dòng)機(jī)的有害排放物是造成大氣污染的一個(gè)主要來源，隨著環(huán)境保護(hù)問題的重要性日趨增加，降低發(fā)動(dòng)機(jī)有害排放和CO2排放這一目標(biāo)成為當(dāng)今世界上發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)展的一個(gè)重要方向。所以開展發(fā)動(dòng)機(jī)燃油經(jīng)濟(jì)性提升、NOX、THC等有害排放物控制方法和技術(shù)的研究是所有發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)者的首要任務(wù)。其中為減少發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣中的NOX(氮氧化物)排放，EGR(廢氣再循環(huán)系統(tǒng))作為一種技術(shù)手段通過延緩燃燒過程，降低缸內(nèi)燃燒溫度的技術(shù)，可以有效的減少廢氣排放中的NOX含量。而燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)作為現(xiàn)在市場(chǎng)上柴油機(jī)的主要清潔燃燒替代產(chǎn)品，其可以有效的降低發(fā)動(dòng)機(jī)CO2排放和PM排放。目前市場(chǎng)上生產(chǎn)銷售的國五排放燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)主要通過稀薄燃燒+氧化型(GOC)后處理技術(shù)手段達(dá)到排放要求，但要達(dá)到更高一級(jí)的國六排放，需要在稀薄燃燒+GOC的基礎(chǔ)上引入SCR系統(tǒng)，或者采用當(dāng)量燃燒+EGR+三效催化轉(zhuǎn)化器(TWC)。而稀燃+GOC+SCR路線存在生產(chǎn)成本和用戶使用成本高的缺陷，故當(dāng)量燃燒+EGR+三效催化轉(zhuǎn)化器(TWC)成為了一個(gè)當(dāng)前世界的一個(gè)主流燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)路線。但是，傳統(tǒng)的當(dāng)量+EGR發(fā)動(dòng)機(jī)存在部分負(fù)荷泵氣損失大，發(fā)動(dòng)機(jī)由于受到燃燒速度降低、點(diǎn)火系統(tǒng)性能的限值等影響，無法實(shí)現(xiàn)較高的EGR率。同時(shí)由于燃燒速度降低，發(fā)動(dòng)機(jī)循環(huán)波動(dòng)大，燃燒穩(wěn)定性差，發(fā)動(dòng)機(jī)失火風(fēng)險(xiǎn)大。公開于該
技術(shù)介紹
部分的信息僅僅旨在增加對(duì)本技術(shù)的總體背景的理解，而不應(yīng)當(dāng)被視為承認(rèn)或以任何形式暗示該信息構(gòu)成已為本領(lǐng)域一般技術(shù)人員所公知的現(xiàn)有技術(shù)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本技術(shù)的目的在于提供一種結(jié)構(gòu)簡單合理的多點(diǎn)氣道噴射的燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)分層燃燒系統(tǒng)，該多點(diǎn)氣道噴射的燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)分層燃燒系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)火花塞周圍合適的燃料和空氣以及少量EGR氣體的混合氣，而缸壁周圍是EGR氣體濃度較高的空氣、燃料混合氣，進(jìn)而有效的利用EGR降低NOX排放、降低發(fā)動(dòng)機(jī)熱負(fù)荷的同時(shí)保持較高的火焰?zhèn)鞑ニ俣?，從而?shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)經(jīng)濟(jì)性、排放性能以及耐久性的有機(jī)高效結(jié)合。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本技術(shù)提供了一種多點(diǎn)氣道噴射的燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)分層燃燒系統(tǒng)，該多點(diǎn)氣道噴射的燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)分層燃燒系統(tǒng)包括：EGR混合器；第一進(jìn)氣總管，其各個(gè)出氣口分別通過各缸的第一氣道與第一進(jìn)氣門連通；中冷器，其出口端設(shè)置有第一節(jié)氣門，該第一節(jié)氣門分別與所述第一進(jìn)氣總管的進(jìn)氣口和所述EGR混合器的第一進(jìn)口連通；燃?xì)鈬娮欤鋽?shù)目與燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)的各缸一一對(duì)應(yīng)，并與各缸的所述第一氣道連通；EGR冷卻器，其入口端與渦前高溫排氣總管連通，該EGR冷卻器的出口端設(shè)置有EGR閥，該EGR閥與所述EGR混合器的第二進(jìn)口連通；以及第二進(jìn)氣總管，其與所述EGR混合器的出口連通，并分別通過各缸的第二氣道與各缸的第二進(jìn)氣門連通。優(yōu)選地，上述技術(shù)方案中，EGR混合器的第一進(jìn)口設(shè)置有第二節(jié)氣門。優(yōu)選地，上述技術(shù)方案中，燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)為四氣門發(fā)動(dòng)機(jī)。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本技術(shù)具有如下有益效果：該多點(diǎn)氣道噴射的燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)分層燃燒系統(tǒng)采用雙進(jìn)氣道，一個(gè)進(jìn)氣道進(jìn)入燃料和空氣混合氣，另一個(gè)進(jìn)入EGR氣體或者EGR和新鮮空氣，能夠?qū)崿F(xiàn)火花塞周圍合適的燃料和空氣以及少量EGR氣體的混合氣，而缸壁周圍是EGR氣體濃度較高的空氣、燃料混合氣，進(jìn)而有效的利用EGR降低NOX排放、降低發(fā)動(dòng)機(jī)熱負(fù)荷的同時(shí)保持較高的火焰?zhèn)鞑ニ俣?，從而?shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)經(jīng)濟(jì)性、排放性能以及耐久性的有機(jī)高效結(jié)合。附圖說明圖1為本技術(shù)的多點(diǎn)氣道噴射的燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)分層燃燒系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本技術(shù)中一個(gè)運(yùn)行工況降泵氣損失原理示意圖。具體實(shí)施方式下面結(jié)合附圖，對(duì)本技術(shù)的具體實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)描述，但應(yīng)當(dāng)理解本技術(shù)的保護(hù)范圍并不受具體實(shí)施方式的限制。除非另有其它明確表示，否則在整個(gè)說明書和權(quán)利要求書中，術(shù)語“包括”或其變換如“包含”或“包括有”等等將被理解為包括所陳述的元件或組成部分，而并未排除其它元件或其它組成部分。如圖1所示，根據(jù)本技術(shù)具體實(shí)施方式的多點(diǎn)氣道噴射的燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)分層燃燒系統(tǒng)只能在四氣門發(fā)動(dòng)機(jī)上應(yīng)用，其具體結(jié)構(gòu)包括：渦輪增壓器3、中冷器4、第一節(jié)氣門5、第二節(jié)氣門6、燃?xì)鈬娮?、第一進(jìn)氣總管9、第一進(jìn)氣門1、渦前高溫排氣總管10、EGR冷卻器11、EGR閥12、EGR混合器13、第二進(jìn)氣總管14和第二進(jìn)氣門2。其中，渦輪增壓器3、中冷器4、第一節(jié)氣門5、燃?xì)鈬娮?、第一進(jìn)氣總管9、第一進(jìn)氣門1形成一個(gè)進(jìn)入燃料和空氣混合氣的進(jìn)氣道，第二節(jié)氣門6、渦前高溫排氣總管10、EGR冷卻器11、EGR閥12、EGR混合器13、第二進(jìn)氣總管14和第二進(jìn)氣門2形成一個(gè)進(jìn)入EGR氣體或者EGR和新鮮空氣的進(jìn)氣道，從而實(shí)現(xiàn)缸內(nèi)分層燃燒，可以有效的保持傳統(tǒng)當(dāng)量+EGR發(fā)動(dòng)機(jī)的經(jīng)濟(jì)性好的優(yōu)勢(shì)，同時(shí)還可以有效的降低燃燒死區(qū)的燃料殘余量，降低THC、CH4等排放。具體來講，第一節(jié)氣門5設(shè)置在中冷器4的出口端，再通過管路分別與第一進(jìn)氣總管9和EGR混合器13的第一進(jìn)口連通，第二節(jié)氣門6設(shè)置在EGR混合器13的第一進(jìn)口；第一進(jìn)氣總管9分別通過各缸的第一氣道與第一進(jìn)氣門1連通，燃?xì)鈬娮?的數(shù)目與燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)的各缸一一對(duì)應(yīng)，并與各缸的第一氣道連通，新鮮空氣經(jīng)渦輪增壓器3增壓后進(jìn)入中冷器4冷卻，一部分再進(jìn)入第一進(jìn)氣總管9，再進(jìn)入第一進(jìn)氣門1所對(duì)應(yīng)第一氣道，與由燃?xì)鈬娮?進(jìn)入的燃料混合，燃料和新鮮空氣的混合氣通過第一進(jìn)氣門1進(jìn)入氣缸；通過缸蓋氣道以及氣門座圈、氣門錐角等結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，把通過第一進(jìn)氣門1的氣體流入缸內(nèi)中心區(qū)域。渦前高溫排氣總管10與EGR冷卻器11的入口端連通，EGR閥12設(shè)置在EGR冷卻器11的出口端，再與EGR混合器13的第二進(jìn)口連通，EGR混合器13的出口與第二進(jìn)氣總管14連通，第二進(jìn)氣總管14分別通過各缸的第二氣道與各缸的第二進(jìn)氣門2連通，廢氣進(jìn)入渦前高溫排氣總管10后，一部分(EGR氣體)進(jìn)入EGR冷卻器11冷卻，再進(jìn)入EGR混合器13與新鮮空氣混合進(jìn)入第二進(jìn)氣總管14，EGR氣體或EGR氣體和新鮮空氣的混合氣從第二進(jìn)氣總管14進(jìn)入第二進(jìn)氣門2所對(duì)應(yīng)的第二進(jìn)氣道，通過第二進(jìn)氣門2進(jìn)入氣缸。而通過第二進(jìn)氣門2進(jìn)入氣缸的氣體具有較大渦流和較大的旋轉(zhuǎn)半徑，把EGR氣體或EGR、新鮮空氣的混合氣沿著氣缸壁進(jìn)入氣缸，填充氣缸內(nèi)活塞環(huán)上部、氣缸壁周圍，從而實(shí)現(xiàn)中間區(qū)域是燃料濃度、新鮮空氣濃度相對(duì)較高而EGR氣體濃度低的內(nèi)層混合氣，而靠近缸壁周圍的邊緣區(qū)域是EGR氣體濃度高、燃料濃度低的外層混合氣。這樣處于中心位置的火花塞可以有效的點(diǎn)燃混合氣，并且具有較高的火焰?zhèn)鞑ニ俣?；而由于缸壁周圍、活塞環(huán)上部等燃燒死區(qū)聚集的是不可燃燒的EGR氣體或新鮮空氣，可以充分吸收中心區(qū)域釋放的熱能，同時(shí)有效的降低傳統(tǒng)燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)由于燃燒室死區(qū)帶來的無法燃燒的THC、CH4排放，實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒穩(wěn)定性、經(jīng)濟(jì)性和低排放性的有機(jī)結(jié)合。該系統(tǒng)還可以根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載不同采取不同控制燃燒方式，具體工作方式如下：當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)處于較小負(fù)荷下工作時(shí)(節(jié)氣門后壓力低于大氣壓)，第二節(jié)氣門6完全關(guān)閉，第二進(jìn)氣總管14中只引入EGR氣體，而燃?xì)?、新鮮空氣從第一進(jìn)氣總管9由第一進(jìn)氣門1進(jìn)入氣缸。此時(shí)，由于只有第一進(jìn)氣門1引入新鮮空本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種多點(diǎn)氣道噴射的燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)分層燃燒系統(tǒng)，其特征在于，包括：EGR混合器；第一進(jìn)氣總管，其各個(gè)出氣口分別通過各缸的第一氣道與第一進(jìn)氣門連通；中冷器，其出口端設(shè)置有第一節(jié)氣門，該第一節(jié)氣門分別與所述第一進(jìn)氣總管的進(jìn)氣口和所述EGR混合器的第一進(jìn)口連通；燃?xì)鈬娮?，其?shù)目與燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)的各缸一一對(duì)應(yīng)，并與各缸的所述第一氣道連通；EGR冷卻器，其入口端與渦前高溫排氣總管連通，該EGR冷卻器的出口端設(shè)置有EGR閥，該EGR閥與所述EGR混合器的第二進(jìn)口連通；以及第二進(jìn)氣總管，其與所述EGR混合器的出口連通，并分別通過各缸的第二氣道與各缸的第二進(jìn)氣門連通。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種多點(diǎn)氣道噴射的燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)分層燃燒系統(tǒng)，其特征在于，包括：EGR混合器；第一進(jìn)氣總管，其各個(gè)出氣口分別通過各缸的第一氣道與第一進(jìn)氣門連通；中冷器，其出口端設(shè)置有第一節(jié)氣門，該第一節(jié)氣門分別與所述第一進(jìn)氣總管的進(jìn)氣口和所述EGR混合器的第一進(jìn)口連通；燃?xì)鈬娮?，其?shù)目與燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)的各缸一一對(duì)應(yīng)，并與各缸的所述第一氣道連通；EGR冷卻器，其入口端與渦前高溫排氣總管連通，該EGR冷卻器...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：覃玉峰，寧德忠，盛利，朱贊，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：廣西玉柴機(jī)器股份有限公司，
類型：新型
國別省市：廣西;45