[发明专利]将可燃气体以液态形式喷射至柴油发动机中的系统和方法

说明书

本发明公开了一种将燃料引入柴油发动机中、以用于在发动机内燃烧的方法。可燃气体以液态形式喷射至发动机中，用于在发动机中与柴油燃料燃烧，从而保持由液体得到的可燃气体浓度为可燃气体的体积占进气体积的0.2％至0.6％的范围内。适当的气体包括LPO或者液化石油气、天然气、氢气、乙烷、甲烷、丙烷、丁烷、己烷、庚烷、戊烷、乙炔、一氧化碳、氨或者其它可燃气体、或者其中两个或者更多个的组合。

技术领域

本发明涉及柴油燃料发动机，特别是涉及一种用于将可燃气体以液态形式喷射至柴油燃料发动机中、以用于在柴油燃料发动机中燃烧的系统和方法。

相对于传统的柴油燃料发动机，本发明已经从根本上有所发展，并且下文中将参照本申请进行描述。但是，应当注意，本发明不局限于此特定的使用领域，而且还可以应用于例如生物柴油燃料发动机中。

背景技术

多年来，柴油燃料发动机已经广泛地使用在大量的应用中，例如使用在运输、重型机械或者发电应用中，并且在农业、采矿、建筑以及货运和客运领域中构成很多设备的重要组成部分。众所周知，可以将可燃气体添加至柴油燃料发动机的进气中。可燃气体与常规的进气的混合增强了汽缸内的燃烧条件，从而增加了柴油燃烧过程的效率。

通常在现有技术中，可燃气体源，例如液化石油气(LPG)连接于柴油燃料发动机的空气入口，并且以一定的预定速率通过电磁阀装置进行喷射。可燃气体被吸入到发动机的进气流中并且在文氏管中混合。文氏管的抽吸由歧管真空或者压力差来提供。

不幸的是，发动机性能劣化中的简单因素大幅地降低了可燃气体喷射以及发动机燃烧的效率。因此，喷射的可燃气体的水平不会成比例地降低，并且这不利地开始降低任何输送效率的增益，并且，由于诸如空气滤清器之类的发动机部件的劣化，会使发动机低效率地运行，造成如下情况，即：发动机效率在可燃气体喷射的情况下比没有可燃气体喷射的情况下要低。

一些人已经认识到这些问题并且试图解决这些问题。在一个解决方案中，提供一种将低浓度的可燃气体喷射至柴油燃料发动机的进气中的方法和系统。此方法有利地大幅增加了柴油的燃烧效率，由此提供了发动机功率的提升。此方法也大幅地降低了排放，特别是颗粒物的排放。

伴随着在燃烧效率方面的如此大幅的提升，此系统的使用具有限制，特别是在自然吸气柴油发动机中，即发动机不能吸入足够的空气以高效地燃烧增加的柴油。此限制是与运行上述方法和系统的发动机相比构造成相对低效率地燃烧柴油的发动机的制造和设计的结果。在涡轮增压发动机的情况下，应当理解，涡轮增压以及进气的体积仅仅可以在没有损坏涡轮增压器的风险的情况下增加。换言之，此系统和方法的使用可以造成柴油发动机用尽空气或者吸入不足的空气以燃烧更多的燃料，从而提供系统的所有益处。

发明起源

本发明的起源是希望提供一种将可燃气体喷射至柴油燃料发动机中、以用于在柴油燃料发动机中与柴油燃烧的改进的方法和系统，或者提供一种有用的替代方案。

发明内容

根据本发明的第一方面，提供一种将可燃气体以液态形式喷射至柴油燃料发动机中、以用于在柴油燃料发动机中与柴油燃料燃烧的方法，此方法包括将可燃气体以液态形式喷射至发动机中以用于在发动机中与柴油燃料燃烧的步骤，从而保持在燃烧之前发动机的一个或多个汽缸中的可燃气体浓度为可燃气体的体积占进气体积的0.2％至0.6％。

根据本发明的另一方面，提供一种用于将可燃气体以液态形式喷射至柴油燃料发动机中、以用于在柴油燃料发动机中与柴油燃料燃烧的系统，此系统包括：

具有出口和入口的可燃气体喷射装置，出口布置成与发动机流体连通，入口布置成与液态可燃气体源流体连通；以及