[发明专利]柴油机压缩燃油与压缩空气混合喷射系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种柴油机燃油喷射系统，特别涉及一种柴油机压缩燃油与压缩空气混合喷射系统。

背景技术

现有柴油机的机械式燃油系统或电控式燃油系统，都是纯柴油喷射供油系统，尽管采取了增大喷油压力、提高空燃比和涡轮增压等技术措施，都没能解决燃油在缸内燃烧不全的问题，现有的柴油机油耗高，排放高，特别是冒黑烟一直难以解决。

柴油机液体燃料通常以很高的速度以一个或若干个射流从喷孔以雾状油粒喷入燃烧室与高温高压气体产生摩擦着火、燃油与氧气混合燃烧，雾化良好的燃油燃烧生成CO?，雾化不良的油粒表层燃烧生成CO?，油粒里层因高温缺氧而生成CO，油粒核心则因高温无氧生成碳烟颗粒PM和HC。这就是现有柴油机排放物的生成过程和结果。

柴油雾化不良是造成柴油机燃油燃烧不全而生成CO、HC和PM黑烟的主要原因。由于柴油被压时体积不变小，释压（减压）时体积也不变大，也就是柴油体积没有空气体积的压小释大特性，所以柴油从喷孔射出时也就没有膨胀扩散的雾化条件，纯柴油雾化不良是必然的。

这就需要设计一种能够使柴油机燃油雾化良好的供油系统，以提高燃油的燃烧利用率，解决现有柴油机供油系统的技术局限。

发明内容

本发明的目的是提供一种柴油机压缩燃油与压缩空气混合喷射系统，利用空气体积的压小释大特性，使柴油机燃油雾化良好，从而使燃油在缸内充分燃烧，达到提高柴油机燃油的燃烧利用率，降低能耗，保护环境的目的。

本发明的方案是通过这样实现的：一种柴油机压缩燃油与压缩空气混合喷射系统，包括压缩燃油喷射系统和压缩空气供给系统，所述压缩燃油喷射系统包括油箱、输油泵、柴油滤清器、喷油泵和喷油器，所述油箱、输油泵、柴油滤清器、喷油泵和喷油器用输油管依次连接，所述压缩燃油喷射系统的压缩燃油和压缩空气系统供给的压缩空气分别同步压送至相应的同一个喷油器进行混合喷射。

以上所述压缩空气供给系统包括空气滤清器、空气压缩机、单向阀A、蓄压罐、调压阀、电磁阀、单向阀B、电磁阀控制器、同步传感器和凸轮同步触发轮，所述空气压缩机、单向阀A、蓄压罐、电磁阀、单向阀B和喷油器用输气管依次连接；所述凸轮同步触发轮设置在喷油泵凸轮轴上，同步传感器安装在凸轮同步触发轮的外壳上，所述同步传感器、电磁阀控制器和电磁阀用导线依次连接。

以上所述输气管上还设置有单向阀，空气压缩机与蓄压罐之间的输气管上设置有单向阀A，所述电磁阀与喷油器之间的输气管上设置有单向阀B，单向阀的作用是用于防止压缩空气返流到空气压缩机，以及防止喷油器的混合气返流到蓄压罐。

以上所述蓄压罐上设置有调压阀，调压阀的作用是调节蓄压罐的蓄压强度。

以上所述空气压缩机进气道设置有空气滤清器，空气滤清器的作用是滤除吸入空气压缩机空气的杂质。

本发明的工作原理如下：启动柴油发动机运转，发动机带动空气压缩机工作，空气压缩机将从空气滤清器吸进的空气进行压缩，被压缩的空气通过输气管经单向阀，压送至蓄压罐，形成高压空气，再通过输气管压送至电磁阀；输油泵和喷油泵也同时工作，输油泵从油箱将柴油抽出，通过输油管，经柴油滤清器，送至喷油泵，喷油泵将燃油压送至喷油器，形成高压燃油；安装在喷油泵凸轮轴上的凸轮同步触发轮也同时给同步传感器感应电脉冲信号，脉冲信号通过导线传至电磁阀控制器，电磁阀控制器也同时输出指令信号给电磁阀，电磁阀开启，蓄压罐的高压空气通过电磁阀和单向阀B，压送至喷油器与高压燃油混合喷射到燃烧室。当喷油泵停止向喷油器压油时，凸轮同步触发轮也同时停止感应传感器，传感器也停止脉冲信号输出，电磁阀控制器也停止指令输出，电磁阀关闭停止通气。未能及时喷出的燃油通过回油管回流到油箱。

由于高压燃油和高压空气同时压送到喷油器进行有效的混合，形成高压混合气，当高压混合气从喷孔喷射到柴油机燃烧室时，高压混合气就像空气一样释压体积增大几十倍，射出喷孔的高压混合气迅速膨胀几十倍向外扩散，把燃油雾粒撕碎分解，使这些燃油雾粒也细化了几十倍，膨胀扩散的细化雾粒混合气的体积也增大了几十倍。通过以上技术措施，使燃油雾粒几乎化为气体，增大了油雾与氧气的接触混合体积，所以就实现了柴油机燃油缸内充分燃烧的理想效果，极大的提高了柴油机燃油的燃烧利用率。

本发明具有如下有益效果：

1.本发明结构简单，制作成本低，采用本发明供油系统的柴油机比采用现有供油系统的柴油机，燃油雾粒细化几十倍，燃油的燃烧利用率可提高40%左右，柴油机燃油的燃烧利用率可达98%左右。