[实用新型]EGR条件下缸内直喷双气体燃料的内燃机

说明书

技术领域

本实用新型涉及车用内燃机技术领域，特别是涉及一种EGR条件下缸内直喷双气体燃料的内燃机。

背景技术

当今世界环境问题和能源危机愈演愈烈，本世纪人类必须面对的不仅是能源危机，环境污染也不容忽视，而能源开发和利用的产物是环境污染的重要来源，所以各国对于汽车排放法规的制定越来越严格，而本着节能的原则，也对汽车经济性提出了更高的要求。为了应对能源危机与环境问题的挑战，人们需要一种新的方法使得汽车达到节能减排的目的，各大汽车厂家因此而绞尽脑汁，寻找新的技术。

传统的点燃式内燃机燃料一般在进气歧管喷射，这对于液体燃料或是气体燃料或多或少会有一定的弊端，液体燃料会有一部分在进气道形成油膜，而气体燃料会占用一定的混合气体积，造成充量系数下降。基于此，缸内直喷技术应运而生。顾名思义，缸内直喷技术就是将燃料直接喷入气缸，能够精确地控制空燃比，其响应性相比进气道喷射有了较大的提升，而且缸内直喷发动机能够采用分层稀燃技术，使发动机的热效率得到有效地提升，并能改善发动机的排放。而稀燃技术的不足之处在于燃烧稳定性不好，选择一种扩散速度快、火焰传播速度快的气体燃料就能很好的解决这一问题。

EGR技术是将发动机的一部分排气通过某种途径重新引入气缸并参与燃烧过程的技术，主要目的是利用废气比热容高、稀释新鲜空气、减缓燃烧速率的作用降低发动机的NO_X排放。EGR技术一般应用在柴油机上，但是随着缸内直喷发动机的出现，其在部分负荷时采用稀燃，使得缸内氧浓度较大，再加上与增压技术的配合使用使得缸内燃烧温度也很高，导致NO_X排放增加，所以现在EGR技术也逐渐应用在缸内直喷点燃式发动机上。另一方面，EGR的引入也有利于抑制点燃式发动机的爆震。

发明内容

本实用新型涉及一种缸内直喷双气体燃料发动机。本实用新型设计出一种EGR条件下缸内直喷双气体燃料的内燃机，旨在提高气体燃料发动机的热效率、降低其NO_X排放以及解决缸内直喷发动机分层稀燃不稳定的问题。该系统通过将两种燃料均直接喷射喷射到缸内，实现了内燃机负荷的质调节，较点燃式气体发动机热效率得到了大幅度的提高；该系统的控制方法通过模式转换，可以使发动机在任意工况都在最佳的状态下运行，并可以在启动工况、怠速、中小负荷工况等都实现稀薄燃烧，大大的提高了经济性；另外，针对该发动机NO_X排放高的缺点，采用EGR技术以及稀燃催化转换器降低尾气的排放。

为达到上述目的，本实用新型通过以下技术方案予以实现，并附图说明：

一种ERG条件下缸内直喷双气体燃料的内燃机，该系统由点燃式发动机25改装而成，并取消了节气门，其结构是由点燃式发动机25、空气滤清器4、废气涡轮增压器5、中冷器6、EGR阀3、氧传感器2、稀燃催化转换器1等组成；它的燃料供给系统包括主气体燃料供给系统和辅助燃料供给系统，主气体燃料供给系统由主气体燃料存储罐13、调压阀11、电磁阀9以及主气体燃料输送管路8组成，辅助气体燃料供给系统由辅助气体燃料存储罐14、调压阀12、电磁阀10以及辅助气体燃料输送管路7组成，主气体燃料与辅助气体燃料分别通过主气体燃料喷射器23、辅助气体燃料喷射器19直接喷入气缸；当同时燃烧主气体燃料和辅助气体燃料时，基于辅助气体燃料扩散速度快、火焰传播速度快等特点，混合气混合良好，燃烧速度快，缸内温度较高，再加上该系统取消了节气门，负荷调节方式为质调节，泵气损失较少而进气量较多，所以NO_X排放较高，需增加EGR系统以限制NO_X的排放，并使用稀燃催化转换器对尾气进行处理。ECU通过接收发动机转速、负荷以及各传感器等信号从而实现对主气体燃料喷射器23、辅助气体燃料喷射器19、火花塞20、EGR阀3的控制。

所述的双气体燃料，它们拥有各自的燃料供给系统，其中，主气体燃料为高辛烷值燃料，而辅助气体燃料相比于主气体燃料，其火焰传播速度快、点火能量低、淬熄距离短，所以能够促进燃料在低负荷充分燃烧，改善经济性，降低循环变动；并且辅助气体燃料着火界限宽广，能够拓展内燃机的稀燃范围，有利于提高其热效率；但是辅助气体燃料的净能量密度较主气体燃料低。