專利名稱：二甲醚燃料可控預(yù)混合氣形成方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是一種柴油機(jī)的代用燃料——二甲醚與空氣混合氣的形成方法，特別是一種可控預(yù)混合氣形成方法，屬于內(nèi)燃機(jī)研究領(lǐng)域。
在現(xiàn)有技術(shù)中，二甲醚、空氣混合氣形成方法，仍采用傳統(tǒng)的柴油機(jī)混合氣形成方法，如文獻(xiàn)(SAE 1999-01-3669)介紹的二甲醚直接噴射混合氣形成方法。與該混合氣形成方法相對(duì)應(yīng)的燃油系統(tǒng)是高壓燃油噴射系統(tǒng)。但二甲醚燃料的蒸汽壓高、沸點(diǎn)低、粘度遠(yuǎn)低于柴油，這會(huì)引起傳統(tǒng)柴油機(jī)泵-管-嘴燃油噴射系統(tǒng)滲漏、運(yùn)動(dòng)副嚴(yán)重磨損和工作不正常。
本發(fā)明的目的是克服已有技術(shù)缺點(diǎn)，提供一種二甲醚可控預(yù)混合氣形成方法。采用低壓噴射，使二甲醚燃料僅噴入低壓力的預(yù)混合室，在發(fā)動(dòng)機(jī)預(yù)混合室和主燃燒室中，二甲醚與空氣先后進(jìn)行三次混合。低壓噴射可大大降低對(duì)燃油系統(tǒng)的技術(shù)要求，減少系統(tǒng)出故障的可能性，降低制造成本。
本發(fā)明的技術(shù)方案本發(fā)明方法是利用二甲醚可控預(yù)混合氣形成裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)的。該裝置主要包括主燃燒室、預(yù)混合室、控制閥、回位彈簧、凸輪機(jī)構(gòu)、噴油嘴等。在主燃燒室和預(yù)混合室之間有一通道，通道內(nèi)裝有控制閥，回位彈簧裝在控制閥閥桿上，凸輪機(jī)構(gòu)與控制閥機(jī)械吻合。通過(guò)凸輪機(jī)構(gòu)和回位彈簧的共同作用，打開(kāi)或者關(guān)閉控制閥。噴油嘴與預(yù)混合室用壓板連接。
本發(fā)明的方法(1)在發(fā)動(dòng)機(jī)吸氣沖程后期或壓縮行程初期，控制凸輪機(jī)構(gòu)在回位彈簧作用下關(guān)閉控制閥；(2)關(guān)閉控制閥后，將一定量的壓力為3.0MPa左右的二甲醚通過(guò)噴油嘴噴入預(yù)混合室，二甲醚燃料進(jìn)入預(yù)混合室內(nèi)便快速汽化，并與預(yù)混合室內(nèi)的空氣及部分廢氣進(jìn)行均勻預(yù)混合，即第一次混合，形成濃混合氣，同時(shí)進(jìn)行部分焰前反應(yīng)；
(3)在壓縮行程當(dāng)活塞上行至上止點(diǎn)附近時(shí)，控制凸輪機(jī)構(gòu)打開(kāi)控制閥，由于主燃燒室與預(yù)混合室之間存在較大的壓差，主燃燒室的高溫空氣迅速?zèng)_入預(yù)混合室，與濃混合氣進(jìn)行混合，即第二次混合，且形成部分可燃混合氣，并在局部開(kāi)始著火燃燒，由于預(yù)混合室內(nèi)的溫度、壓力急劇升高，使未燃?xì)怏w、空氣和燃?xì)膺M(jìn)一步?jīng)_入主燃燒室，與主燃燒室內(nèi)的新鮮空氣進(jìn)行第三次混合，并完成主燃燒。
其中一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)是通過(guò)調(diào)節(jié)控制閥的關(guān)閉時(shí)刻來(lái)限制預(yù)混合室中的空氣量，使在整個(gè)壓縮過(guò)程中預(yù)混合室的混合氣燃空比大于著火極限上限，從而保證預(yù)混合室內(nèi)的二甲醚燃料與空氣的混合氣在控制閥打開(kāi)之前不發(fā)生著火。否則預(yù)混合室的混合氣著火時(shí)刻就會(huì)失控。
本發(fā)明的有益效果解決了二甲醚燃料預(yù)混合燃燒著火控制和均勻濃預(yù)混合氣制備問(wèn)題?？刂崎y將濃混合氣與主燃燒室空氣隔開(kāi)，可避免過(guò)早著火，為形成均勻濃混合氣創(chuàng)造有利條件；二甲醚在很低的壓力下噴入預(yù)混合室，這可大大降低對(duì)燃油噴射系統(tǒng)的技術(shù)要求，從而大大簡(jiǎn)化其構(gòu)造。
以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明方法作進(jìn)一步描述

圖1是本發(fā)明方法實(shí)現(xiàn)裝置的結(jié)構(gòu)原理圖如圖1所示，實(shí)現(xiàn)本發(fā)明方法的裝置主要包括主燃燒室1、預(yù)混合室2、控制閥3、回位彈簧14、凸輪機(jī)構(gòu)4、噴油嘴5等。在主燃燒室1和預(yù)混合室2之間有一通道，通道內(nèi)裝有控制閥3，回位彈簧14裝在控制閥3閥桿上，凸輪機(jī)構(gòu)4與控制閥3機(jī)械吻合。通過(guò)凸輪機(jī)構(gòu)4和回位彈簧14的共同作用，打開(kāi)或者關(guān)閉控制閥3。噴油嘴5與預(yù)混合室2用壓板連接。
本發(fā)明的方法(1)在發(fā)動(dòng)機(jī)吸氣沖程后期或壓縮行程初期，控制凸輪機(jī)構(gòu)4在回位彈簧14作用下關(guān)閉控制閥3；(2)關(guān)閉控制閥3后，將一定量的壓力為3.0MPa左右的二甲醚通過(guò)噴油嘴5噴入預(yù)混合室2，二甲醚燃料進(jìn)入預(yù)混合室2內(nèi)便快速汽化，并與預(yù)混合室2內(nèi)的空氣及部分廢氣進(jìn)行均勻預(yù)混合，即第一次混合，形成濃混合氣，同時(shí)進(jìn)行部分焰前反應(yīng)；(3)在壓縮行程當(dāng)活塞上行至上止點(diǎn)附近時(shí)，控制凸輪機(jī)構(gòu)4打開(kāi)控制閥3，由于主燃燒室1與預(yù)混合室2之間存在較大的壓差，主燃燒室1的高溫空氣迅速?zèng)_入預(yù)混合室2，與濃混合氣進(jìn)行混合，即第二次混合，且形成部分可燃混合氣，并在局部開(kāi)始著火燃燒。由于預(yù)混合室內(nèi)的溫度、壓力急劇升高，未燃?xì)怏w、空氣和燃?xì)鉀_入主燃燒室1，與主燃燒室1內(nèi)的新鮮空氣進(jìn)行第三次混合，并完成主燃燒。
權(quán)利要求
1.一種二甲醚燃料可控預(yù)混合氣形成方法，其特征在于(1) 在發(fā)動(dòng)機(jī)吸氣沖程后期或壓縮行程初期，控制凸輪機(jī)構(gòu)(4)在回位彈簧(14)作用下關(guān)閉控制閥(3)；(2) 關(guān)閉控制閥(3)后，將一定量壓力為3.0MPa左右的二甲醚通過(guò)噴油嘴(5)噴入預(yù)混合室(2)，在發(fā)動(dòng)機(jī)預(yù)混合室(2)和主燃燒室(1)中，二甲醚燃料與空氣先后進(jìn)行三次混合；(3) 在壓縮行程當(dāng)活塞上行至上止點(diǎn)附近時(shí)，控制凸輪機(jī)構(gòu)(4)打開(kāi)控制閥(3)。
全文摘要
本發(fā)明是利用二甲醚可控預(yù)混合氣形成裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)的。在發(fā)動(dòng)機(jī)吸氣沖程后期或壓縮行程初期,關(guān)閉控制閥,通過(guò)噴油嘴將一定量壓力為3.0MPa左右的二甲醚噴入預(yù)混合室,在壓縮行程當(dāng)活塞上行至上止點(diǎn)附近時(shí),打開(kāi)控制閥。在發(fā)動(dòng)機(jī)預(yù)混合室和主燃燒室中,二甲醚先后與空氣進(jìn)行三次混合。通過(guò)調(diào)節(jié)控制閥關(guān)閉時(shí)刻來(lái)限制預(yù)混合室中空氣量,保證預(yù)混合室內(nèi)的混合氣在控制閥打開(kāi)前不發(fā)生著火,解決了均勻濃混合氣的制備問(wèn)題。
文檔編號(hào)F23D14/46GK1287243SQ0011943
公開(kāi)日2001年3月14日 申請(qǐng)日期2000年7月11日 優(yōu)先權(quán)日2000年7月11日
發(fā)明者黃震, 張光德, 喬信起, 付克陽(yáng), 童澄教 申請(qǐng)人:上海交通大學(xué)