專利名稱：六沖程內(nèi)燃機(jī)二次燃燒工作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種六沖程內(nèi)燃機(jī)二次燃燒工作方法。
背景技術(shù)：
通常四沖程缸內(nèi)直噴內(nèi)燃機(jī)，在“進(jìn)氣-壓縮-燃燒-排氣”工作循環(huán)中，混合氣的燃燒都是一次完成。由于混合氣不易混合均勻，所以大負(fù)荷工況時(shí)易出現(xiàn)混合氣局部過濃導(dǎo)致冒煙現(xiàn)象。一種改進(jìn)的方法是采取多段燃油噴射，如柴油機(jī)5段噴射，部分燃油在燃燒過程中噴射，結(jié)果混合氣后燃部分多，使燃燒膨脹壓力不能發(fā)揮最佳做功效果。多年來缸內(nèi)直噴發(fā)動(dòng)機(jī)的技術(shù)發(fā)展，人們主要集中于不斷提高噴油壓力，促進(jìn)燃燒快速完成，減少后燃部分。提高噴油壓力，意味著技術(shù)難度增大，部件成本提高。另外，申請?zhí)枮橹袊鴮＠?0113997. 5,2005100441 65. X,200910014756. 0 等基本都是通過蒸汽做功降低排氣溫度，達(dá)到提高燃油熱效率的目的，但是均不能解決缸內(nèi)直噴內(nèi)燃機(jī)大負(fù)荷工況下燃燒性能差的問題，甚至出現(xiàn)因水的氣化潛熱過大而達(dá)不到預(yù)期效果的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種六沖程內(nèi)燃機(jī)二次燃燒工作方法，以解決內(nèi)燃機(jī)大負(fù)荷工況下燃燒性能差的問題。為了解決上述問題，本發(fā)明的六沖程內(nèi)燃機(jī)二次燃燒工作方法采用以下技術(shù)方案六沖程內(nèi)燃機(jī)二次燃燒工作方法，該方法按內(nèi)燃機(jī)活塞運(yùn)動(dòng)將內(nèi)燃機(jī)的一個(gè)工作循環(huán)依次分為進(jìn)氣沖程、一次壓縮沖程、一次燃燒沖程、二次壓縮沖程、二次燃燒沖程和排氣沖程六個(gè)沖程，其中所述一次燃燒沖程使用的燃料為一次燃料，所述二次燃燒沖程使用的燃料為二次燃料；所述一次燃料在所述一次壓縮沖程噴入內(nèi)燃機(jī)缸體內(nèi)，所述二次燃料在內(nèi)燃機(jī)活塞離開所述二次燃燒沖程的上止點(diǎn)的時(shí)刻或在所述二次壓縮沖程噴入內(nèi)燃機(jī)缸體內(nèi)；所述六個(gè)沖程對(duì)應(yīng)的工作如下
1)進(jìn)氣沖程內(nèi)燃機(jī)開啟氣門完成進(jìn)氣；
2)—次壓縮沖程內(nèi)燃機(jī)對(duì)所述進(jìn)氣沖程的進(jìn)氣進(jìn)行壓縮并與所述一次燃料混合形成稀混合氣，所述稀混合氣的燃空比小于所述一次燃料的理論燃空比；
3)一次燃燒沖程所述稀混合氣燃燒并殘留部分高溫氣體；
4)二次壓縮沖程內(nèi)燃機(jī)對(duì)所述高溫氣體進(jìn)行壓縮；
5)二次燃燒沖程所述二次燃料在該沖程與所述高溫氣體混合并在該沖程自燃做功；
6)排氣沖程內(nèi)燃機(jī)在該沖程開啟氣門完成排氣；
該方法中所述的一次燃料與二次燃料總和與所述進(jìn)氣沖程的進(jìn)氣的燃空比不大于一次燃料與二次燃料混合所得燃料的理論燃空比。所述的一、二次燃料均為汽油，一次燃料靠點(diǎn)火燃燒。所述的一、二次燃料均為柴油，一次燃料靠壓縮自燃。
所述的一、二次燃料為不同的燃料，一次燃料選擇汽油或柴油，二次燃料為含水乙醇、甲醇中的至少一種或天然氣。由于本發(fā)明的六沖程內(nèi)燃機(jī)二次燃燒工作方法提出將內(nèi)燃機(jī)的一個(gè)工作循環(huán)分為進(jìn)氣沖程、一次壓縮沖程、一次燃燒沖程、二次壓縮沖程、二次燃燒沖程和排氣沖程，因此可實(shí)現(xiàn)內(nèi)燃機(jī)的一次進(jìn)氣，兩次燃燒；又由于用于所述一、二次燃燒沖程的燃料總和與所述進(jìn)氣沖程的進(jìn)氣的燃空比不大于一次燃料與二次燃料混合所得燃料的理論燃空比，因此上述工作循環(huán)相當(dāng)于在不改變總?cè)加土考斑M(jìn)氣量不變的前提下將現(xiàn)有發(fā)動(dòng)機(jī)的一次燃燒改為兩次燃燒，從而大大的改善了燃料與空氣的混合均勻度，提高了燃料的燃燒效率，解決了內(nèi)燃機(jī)大負(fù)荷工況下燃燒性能差的問題，同時(shí)也大大的減少了內(nèi)燃機(jī)的有害尾氣的排放。


圖1是本發(fā)明的六沖程內(nèi)燃機(jī)二次燃燒工作方法的原理流程圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明的六沖程內(nèi)燃機(jī)二次燃燒工作方法的實(shí)施例1，如圖1所示，將內(nèi)燃機(jī)的一個(gè)工作循環(huán)按內(nèi)燃機(jī)活塞的運(yùn)動(dòng)依次分為進(jìn)氣沖程1、一次壓縮沖程2、一次燃燒沖程3、二次壓縮沖程4、二次燃燒沖程5和排氣沖程6 ；在進(jìn)氣沖程內(nèi)燃機(jī)進(jìn)氣門開啟并完成進(jìn)氣，內(nèi)燃機(jī)于內(nèi)燃機(jī)活塞位于一次壓縮沖程時(shí)向缸體內(nèi)第一次噴加燃料，本次噴加的燃料為一次燃料，一次燃料采用汽油，所述一次燃料與進(jìn)氣沖程的進(jìn)氣在一次壓縮沖程混合并形成稀混合氣，所述稀混合氣的燃空比小于汽油的理論燃空比；所述稀混合氣在一次燃燒沖程燃燒做功并殘留部分高溫氣體，其中前三個(gè)沖程與現(xiàn)有的四(六)沖程內(nèi)燃機(jī)的區(qū)別僅在于本方法中要求噴加的燃料的量的減少；內(nèi)燃機(jī)活塞在二次壓縮沖程對(duì)一次燃燒沖程殘留的高溫氣體進(jìn)行壓縮，并在內(nèi)燃機(jī)活塞離開二次燃燒沖程5的上止點(diǎn)的時(shí)刻(當(dāng)然，在其它實(shí)施例中，還可以是在所述二次壓縮沖程)向內(nèi)燃機(jī)缸體內(nèi)第二次噴加燃料，此次噴加的燃料為二次燃料，也采用汽油；所述二次燃料在二次燃燒沖程與經(jīng)二次壓縮沖程壓縮的高溫氣體反應(yīng)并自燃，從而完成二次燃燒做功，內(nèi)燃機(jī)在排氣沖程開啟氣門完成排氣，至此本方法中的六沖程內(nèi)燃機(jī)的一個(gè)工作循環(huán)結(jié)束；其中所述的一次燃料與二次燃料總和與所述進(jìn)氣沖程的進(jìn)氣的燃空比不大于汽油的理論燃空比；當(dāng)然，在所述的一次燃料與二次燃料總和與所述進(jìn)氣沖程的進(jìn)氣的燃空比小于汽油的燃空比時(shí)，應(yīng)首先考慮保證發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性能。本發(fā)明的六沖程內(nèi)燃機(jī)二次燃燒工作方法的實(shí)施例2，如圖1所示，將內(nèi)燃機(jī)的一個(gè)工作循環(huán)按內(nèi)燃機(jī)活塞的運(yùn)動(dòng)依次分為進(jìn)氣沖程1、一次壓縮沖程2、一次燃燒沖程3、二次壓縮沖程4、二次燃燒沖程5和排氣沖程6 ；本實(shí)施例與實(shí)施例1的區(qū)別僅在于所述一次、二次燃料均采用柴油，一次燃料的著火方式為在一次壓縮沖程的壓縮自燃；所述一次燃料與進(jìn)氣沖程的進(jìn)氣在一次壓縮沖程混合并形成稀混合氣，所述稀混合氣的燃空比小于柴油的理論燃空比；所述的一次燃料與二次燃料總和與所述進(jìn)氣沖程的進(jìn)氣的燃空比不大于柴油的理論燃空比；當(dāng)然，在所述的一次燃料與二次燃料總和與所述進(jìn)氣沖程的進(jìn)氣的燃空比小于柴油的燃空比時(shí)，應(yīng)首先考慮保證發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性能。本發(fā)明的六沖程內(nèi)燃機(jī)二次燃燒工作方法的實(shí)施例3，如圖1所示，將內(nèi)燃機(jī)的一個(gè)工作循環(huán)按內(nèi)燃機(jī)活塞的運(yùn)動(dòng)依次分為進(jìn)氣沖程1、一次壓縮沖程2、一次燃燒沖程3、二次壓縮沖程4、二次燃燒沖程5和排氣沖程6 ；本實(shí)施例與實(shí)施例1的區(qū)別僅在于所述一次燃料均采用柴油，所述二次燃料采用含水乙醇，一次燃料的著火方式為在一次壓縮沖程的壓縮自燃；所述一次燃料與進(jìn)氣沖程的進(jìn)氣在一次壓縮沖程混合并形成稀混合氣，所述稀混合氣的燃空比小于柴油的理論燃空比；所述的一次燃料與二次燃料總和與所述進(jìn)氣沖程的進(jìn)氣的燃空比不大于柴油與含水乙醇混合所得燃料的理論燃空比；當(dāng)然，在所述的一次燃料與二次燃料總和與所述進(jìn)氣沖程的進(jìn)氣的燃空比小于柴油-含水乙醇混合燃料的燃空比時(shí)，應(yīng)首先考慮保證發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性能。本發(fā)明的六沖程內(nèi)燃機(jī)二次燃燒工作方法的實(shí)施例4，如圖1所示，將內(nèi)燃機(jī)的一個(gè)工作循環(huán)按內(nèi)燃機(jī)活塞的運(yùn)動(dòng)依次分為進(jìn)氣沖程1、一次壓縮沖程2、一次燃燒沖程3、二次壓縮沖程4、二次燃燒沖程5和排氣沖程6 ；本實(shí)施例與實(shí)施例3的區(qū)別僅在于所述一次燃料均采用汽油，所述二次燃料采用含水乙醇，一次燃料的著火方式為點(diǎn)火方式；所述一次燃料與進(jìn)氣沖程的進(jìn)氣在一次壓縮沖程混合并形成稀混合氣，所述稀混合氣的燃空比小于汽油的理論燃空比；所述的一次燃料與二次燃料總和與所述進(jìn)氣沖程的進(jìn)氣的燃空比不大于汽油與含水乙醇混合所得燃料的理論燃空比；當(dāng)然，在所述的一次燃料與二次燃料總和與所述進(jìn)氣沖程的進(jìn)氣的燃空比小于汽油-含水乙醇混合燃料的燃空比時(shí)，應(yīng)首先考慮保證發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性能。上述實(shí)施例3、4中，所述的二次燃料還可以為含水乙醇和甲醇的混合物或天然氣。
權(quán)利要求
1.六沖程內(nèi)燃機(jī)二次燃燒工作方法，其特征在于該方法按內(nèi)燃機(jī)活塞運(yùn)動(dòng)將內(nèi)燃機(jī)的一個(gè)工作循環(huán)依次分為進(jìn)氣沖程、一次壓縮沖程、一次燃燒沖程、二次壓縮沖程、二次燃燒沖程和排氣沖程六個(gè)沖程，其中所述一次燃燒沖程使用的燃料為一次燃料，所述二次燃燒沖程使用的燃料為二次燃料；所述一次燃料在所述一次壓縮沖程噴入內(nèi)燃機(jī)缸體內(nèi)，所述二次燃料在內(nèi)燃機(jī)活塞離開所述二次燃燒沖程的上止點(diǎn)的時(shí)刻或在所述二次壓縮沖程噴入內(nèi)燃機(jī)缸體內(nèi)；所述六個(gè)沖程對(duì)應(yīng)的工作如下1)進(jìn)氣沖程內(nèi)燃機(jī)開啟氣門完成進(jìn)氣；2)—次壓縮沖程內(nèi)燃機(jī)對(duì)所述進(jìn)氣沖程的進(jìn)氣進(jìn)行壓縮并與所述一次燃料混合形成稀混合氣，所述稀混合氣的燃空比小于所述一次燃料的理論燃空比；3)一次燃燒沖程所述稀混合氣燃燒并殘留部分高溫氣體；4)二次壓縮沖程內(nèi)燃機(jī)對(duì)所述高溫氣體進(jìn)行壓縮；5)二次燃燒沖程所述二次燃料在該沖程與所述高溫氣體混合并在該沖程自燃做功；6)排氣沖程內(nèi)燃機(jī)在該沖程開啟氣門完成排氣；該方法中所述的一次燃料與二次燃料總和與所述進(jìn)氣沖程的進(jìn)氣的燃空比不大于一次燃料與二次燃料混合所得燃料的理論燃空比。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的六沖程內(nèi)燃機(jī)二次燃燒工作方法，其特征在于所述的一、二次燃料均為汽油，一次燃料靠點(diǎn)火燃燒。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的六沖程內(nèi)燃機(jī)二次燃燒工作方法，其特征在于所述的一、二次燃料均為柴油，一次燃料靠壓縮自燃。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的六沖程內(nèi)燃機(jī)二次燃燒工作方法，其特征在于所述的一、二次燃料為不同的燃料，一次燃料選擇汽油或柴油，二次燃料為含水乙醇、甲醇中的至少一種或天然氣。
全文摘要
本發(fā)明涉及六沖程內(nèi)燃機(jī)二次燃燒工作方法，該方法按內(nèi)燃機(jī)活塞運(yùn)動(dòng)將內(nèi)燃機(jī)的一個(gè)工作循環(huán)依次分為進(jìn)氣沖程、一次壓縮沖程、一次燃燒沖程、二次壓縮沖程、二次燃燒沖程和排氣沖程六個(gè)沖程，其中一次燃燒沖程使用的燃料為一次燃料，二次燃燒沖程使用的燃料為二次燃料；一次燃料在一次壓縮沖程噴入內(nèi)燃機(jī)缸體內(nèi)，二次燃料在內(nèi)燃機(jī)活塞離開二次燃燒沖程的上止點(diǎn)的時(shí)刻或在二次壓縮沖程噴入內(nèi)燃機(jī)缸體內(nèi)；該方法中的一次燃料與二次燃料總和與進(jìn)氣沖程的進(jìn)氣的燃空比不大于一次燃料與二次燃料混合所得燃料的理論燃空比；本發(fā)明的六沖程內(nèi)燃機(jī)二次燃燒工作方法解決了內(nèi)燃機(jī)大負(fù)荷工況下燃燒性能差的問題，同時(shí)也大大地減少了內(nèi)燃機(jī)的有害尾氣的排放。
文檔編號(hào)F02D39/04GK102155311SQ20111014041
公開日2011年8月17日 申請日期2011年5月27日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月27日
發(fā)明者楊振中, 裴普成 申請人:華北水利水電學(xué)院