CN102733934B - 一种cng单燃料发动机及其燃料喷射方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种CNG单燃料发动机及其燃料喷射方法，发动机包括燃烧室、火花塞和燃气喷射阀，燃烧室为盆型结构，火花塞为高能火花塞，火花塞设在燃烧室的中心位置处，在发动机工作过程中，燃气要由所述燃气喷射阀分两次喷射，第一次在进气行程中喷射，第二次在压缩行程的末端、活塞接近上止点位置时喷射。与现有技术相比，盆型燃烧室结构利于混合气混合，高能火花塞位于燃烧室的中心处，使得火焰传播距离短，可更快更好的组织燃烧，燃料喷射采用二次喷射的方式，分别在进气行程中和压缩行程的末端、活塞接近上止点位置时喷射，使本发动机具有稀薄燃烧的技术，稀薄燃烧技术大大提高了发动机的燃料经济性，降低了排气温度，减少了废气排放。
Description
技术领域
本发明属于发动机技术领域，具体地说，本发明涉及一种CNG单燃料发动机及其燃料喷射方法。
背景技术
目前，世界面临着能源紧缺和环保压力问题，寻找新能源作为代用燃料成为发展要求和趋势。液化石油气（LPG），压缩天然气（CNG），液化天然气（LNG）等清洁燃料以其良好的经济性和较低的污染排放，被认为是最理想的车用替代燃料，得到了广泛的应用。目前国内的CNG发动机，CNG气体和空气的混合气空燃比一直是在理论空燃比的范围，导致存在较多问题，如天然气着火滞燃期长，燃烧速度慢，燃料控制不精确，燃料消耗较高，排气温度高，NOX排放不满足法规要求，容易引起发动机回火等，诸多问题会造成发动机燃料的经济性降低，同时排放性也不能满足越来越严格的法规要求。因此CNG发动机开发稀薄燃烧技术成为必然趋势。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种CNG单燃料发动机，这种发动机要能实现稀薄燃烧，以提高发动机燃料经济性，降低发动机的废气排放。
为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种CNG单燃料发动机，包括燃烧室、火花塞和燃气喷射阀，所述燃烧室为盆型结构，所述火花塞为高能火花塞，火花塞设在燃烧室的中心位置处，在发动机工作过程中，燃气要由所述燃气喷射阀分两次喷射，第一次在进气行程中喷射，第二次在压缩行程的末端、活塞接近上止点位置时喷射。
所述燃气喷射阀安装在靠近所述火花塞的位置处，燃气喷射阀的燃气喷射方向与火花塞之间具有夹角。
本发明所要解决的另一技术问题是提供一种CNG单燃料发动机的燃料喷射方法，其步骤如下：
CNG发动机运行，在进气行程中，燃气喷射阀开始第一次喷出适量燃气与燃烧室中的空气混合，在压缩行程中形成稀薄均质预混和气，待到压缩行程末端、活塞接近上止点位置时，燃气喷射阀开始第二次喷射适量燃气，在火花塞周围形成浓的混合气，此时，火花塞点火，燃烧室中形成高温高压燃气，引燃周围稀薄混合气快速燃烧，发动机膨胀作功，最后在排气行程中排出废气。
在上述步骤中，所述燃气喷射阀的燃气喷射量由发动机电控单元根据发动机转速和工况精确控制。
本发明采用上述技术方案，与现有技术相比，本发动机的燃烧室采用盆型结构，盆型燃烧室结构利于混合气混合，高能火花塞位于燃烧室的中心处，使得火焰传播距离短，可更快更好的组织燃烧，燃气喷射阀由电控单元精确控制，燃料喷射更精确，燃气喷气阀采用二次喷气，第一次在进气行程中喷射，第二次在压缩行程的末端、活塞接近上止点位置时喷射，使本发动机具有稀薄燃烧的技术，稀薄燃烧技术大大提高了发动机的燃料经济性，降低了排气温度，减少了废气排放。
附图说明
图1为本发明的发动机的燃烧室的内部结构示意图；
上述图中的标记均为：1、活塞；2、缸盖；3、进气道；4、进气门；5、火花塞； 6、燃气喷射阀；7、燃烧室；8、排气门；9、排气道。
具体实施方式
本发明一种CNG单燃料发动机，包括燃烧室7、火花塞5、燃气喷射阀6、进气门4、排气门8、进气道3、排气道9、缸盖2和和活塞1。如图1所示，本发动机的燃烧室7采用盆型结构，火花塞5采用高能火花塞，火花塞5设在燃烧室7的中心位置处，火花塞5到整个燃烧室7范围内距离尽可能均衡，以保证火焰传播距离尽可能短。本发动机在工作过程中，燃气要由燃气喷射阀6分两次喷射，第一次在进气行程中喷射，第二次在压缩行程的末端、活塞1接近上止点位置时喷射。两次燃气喷射量由发动机电控单元根据发动机转速和工况精确控制。
燃气喷射阀6安装在靠近火花塞5的位置处，燃气喷射阀6的燃气喷射方向与火花塞5之间具有一定的夹角。
本发动机的燃料喷射方法的步骤如下：
CNG发动机运行，在进气行程中，燃气喷射阀6开始第一次喷出适量燃气与燃烧室7中的空气混合，在压缩行程中形成稀薄均质预混和气，待到压缩行程末端、活塞1接近上止点位置时，燃气喷射阀6开始第二次喷射适量燃气，在火花塞5周围形成浓的混合气，此时，火花塞5点火，燃烧室7中形成高温高压燃气，引燃周围稀薄混合气快速燃烧，燃烧速度快，发动机膨胀作功，最后在排气行程中排出废气。
在上述步骤中，燃气喷射阀6的燃气喷射量由发动机电控单元根据发动机转速和工况精确控制，第一次喷射的燃气量要少于第二次喷射的燃气量。
与现有技术相比，本发动机的燃烧室7采用盆型结构，盆型燃烧室7结构利于混合气混合，高能火花塞5位于燃烧室7的中心处，使得火焰传播距离短，可更快更好的组织燃烧，燃气喷射阀6由电控单元精确控制，燃料喷射更精确，燃气喷气阀采用二次喷气，第一次在进气行程中喷射，第二次在压缩行程的末端、活塞1接近上止点位置时喷射，使本发动机具有稀薄燃烧的技术，稀薄燃烧技术大大提高了发动机的燃料经济性，降低了排气温度，减少了废气排放。
上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。
Claims (3)
1.一种CNG单燃料发动机，包括燃烧室、火花塞和燃气喷射阀，其特征在于：所述燃烧室为盆型结构，所述火花塞为高能火花塞，火花塞设在燃烧室的中心位置处，在发动机工作过程中，燃气要由所述燃气喷射阀分两次喷射，第一次在进气行程中喷射，喷出适量燃气与燃烧室中的空气混合，在压缩行程中形成稀薄均质预混和气，第二次在压缩行程的末端、活塞接近上止点位置时喷射，在火花塞周围形成浓的混合气；所述燃气喷射阀安装在靠近所述火花塞的位置处，燃气喷射阀的燃气喷射方向与火花塞之间具有夹角。
2.一种根据权利要求1所述的CNG单燃料发动机的燃料喷射方法，其特征在于：所述燃料喷射方法的步骤如下：
CNG发动机运行，在进气行程中，燃气喷射阀开始第一次喷出适量燃气与燃烧室中的空气混合，在压缩行程中形成稀薄均质预混和气，待到压缩行程末端、活塞接近上止点位置时，燃气喷射阀开始第二次喷射适量燃气，在火花塞周围形成浓的混合气，此时，火花塞点火，燃烧室中形成高温高压燃气，引燃周围稀薄混合气快速燃烧，发动机膨胀作功，最后在排气行程中排出废气。
3.根据权利要求2所述的CNG单燃料发动机的燃料喷射方法，其特征在于：所述燃气喷射阀的燃气喷射量由发动机电控单元根据发动机转速和工况精确控制。
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