专利名称：六冲程内燃机二次燃烧工作方法
技术领域：
本发明涉及一种六冲程内燃机二次燃烧工作方法。
背景技术：
通常四冲程缸内直喷内燃机，在“进气-压缩-燃烧-排气”工作循环中，混合气的燃烧都是一次完成。由于混合气不易混合均勻，所以大负荷工况时易出现混合气局部过浓导致冒烟现象。一种改进的方法是采取多段燃油喷射，如柴油机5段喷射，部分燃油在燃烧过程中喷射，结果混合气后燃部分多，使燃烧膨胀压力不能发挥最佳做功效果。多年来缸内直喷发动机的技术发展，人们主要集中于不断提高喷油压力，促进燃烧快速完成，减少后燃部分。提高喷油压力，意味着技术难度增大，部件成本提高。另外，申请号为中国专利00113997. 5,2005100441 65. X,200910014756. 0 等基本都是通过蒸汽做功降低排气温度，达到提高燃油热效率的目的，但是均不能解决缸内直喷内燃机大负荷工况下燃烧性能差的问题，甚至出现因水的气化潜热过大而达不到预期效果的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种六冲程内燃机二次燃烧工作方法，以解决内燃机大负荷工况下燃烧性能差的问题。为了解决上述问题，本发明的六冲程内燃机二次燃烧工作方法采用以下技术方案六冲程内燃机二次燃烧工作方法，该方法按内燃机活塞运动将内燃机的一个工作循环依次分为进气冲程、一次压缩冲程、一次燃烧冲程、二次压缩冲程、二次燃烧冲程和排气冲程六个冲程，其中所述一次燃烧冲程使用的燃料为一次燃料，所述二次燃烧冲程使用的燃料为二次燃料；所述一次燃料在所述一次压缩冲程喷入内燃机缸体内，所述二次燃料在内燃机活塞离开所述二次燃烧冲程的上止点的时刻或在所述二次压缩冲程喷入内燃机缸体内；所述六个冲程对应的工作如下
1)进气冲程内燃机开启气门完成进气；
2)—次压缩冲程内燃机对所述进气冲程的进气进行压缩并与所述一次燃料混合形成稀混合气，所述稀混合气的燃空比小于所述一次燃料的理论燃空比；
3)一次燃烧冲程所述稀混合气燃烧并残留部分高温气体；
4)二次压缩冲程内燃机对所述高温气体进行压缩；
5)二次燃烧冲程所述二次燃料在该冲程与所述高温气体混合并在该冲程自燃做功；
6)排气冲程内燃机在该冲程开启气门完成排气；
该方法中所述的一次燃料与二次燃料总和与所述进气冲程的进气的燃空比不大于一次燃料与二次燃料混合所得燃料的理论燃空比。所述的一、二次燃料均为汽油，一次燃料靠点火燃烧。所述的一、二次燃料均为柴油，一次燃料靠压缩自燃。
所述的一、二次燃料为不同的燃料，一次燃料选择汽油或柴油，二次燃料为含水乙醇、甲醇中的至少一种或天然气。由于本发明的六冲程内燃机二次燃烧工作方法提出将内燃机的一个工作循环分为进气冲程、一次压缩冲程、一次燃烧冲程、二次压缩冲程、二次燃烧冲程和排气冲程，因此可实现内燃机的一次进气，两次燃烧；又由于用于所述一、二次燃烧冲程的燃料总和与所述进气冲程的进气的燃空比不大于一次燃料与二次燃料混合所得燃料的理论燃空比，因此上述工作循环相当于在不改变总燃油量及进气量不变的前提下将现有发动机的一次燃烧改为两次燃烧，从而大大的改善了燃料与空气的混合均勻度，提高了燃料的燃烧效率，解决了内燃机大负荷工况下燃烧性能差的问题，同时也大大的减少了内燃机的有害尾气的排放。
图1是本发明的六冲程内燃机二次燃烧工作方法的原理流程图。
具体实施例方式本发明的六冲程内燃机二次燃烧工作方法的实施例1，如图1所示，将内燃机的一个工作循环按内燃机活塞的运动依次分为进气冲程1、一次压缩冲程2、一次燃烧冲程3、二次压缩冲程4、二次燃烧冲程5和排气冲程6 ；在进气冲程内燃机进气门开启并完成进气，内燃机于内燃机活塞位于一次压缩冲程时向缸体内第一次喷加燃料，本次喷加的燃料为一次燃料，一次燃料采用汽油，所述一次燃料与进气冲程的进气在一次压缩冲程混合并形成稀混合气，所述稀混合气的燃空比小于汽油的理论燃空比；所述稀混合气在一次燃烧冲程燃烧做功并残留部分高温气体，其中前三个冲程与现有的四(六)冲程内燃机的区别仅在于本方法中要求喷加的燃料的量的减少；内燃机活塞在二次压缩冲程对一次燃烧冲程残留的高温气体进行压缩，并在内燃机活塞离开二次燃烧冲程5的上止点的时刻(当然，在其它实施例中，还可以是在所述二次压缩冲程)向内燃机缸体内第二次喷加燃料，此次喷加的燃料为二次燃料，也采用汽油；所述二次燃料在二次燃烧冲程与经二次压缩冲程压缩的高温气体反应并自燃，从而完成二次燃烧做功，内燃机在排气冲程开启气门完成排气，至此本方法中的六冲程内燃机的一个工作循环结束；其中所述的一次燃料与二次燃料总和与所述进气冲程的进气的燃空比不大于汽油的理论燃空比；当然，在所述的一次燃料与二次燃料总和与所述进气冲程的进气的燃空比小于汽油的燃空比时，应首先考虑保证发动机的动力性能。本发明的六冲程内燃机二次燃烧工作方法的实施例2，如图1所示，将内燃机的一个工作循环按内燃机活塞的运动依次分为进气冲程1、一次压缩冲程2、一次燃烧冲程3、二次压缩冲程4、二次燃烧冲程5和排气冲程6 ；本实施例与实施例1的区别仅在于所述一次、二次燃料均采用柴油，一次燃料的着火方式为在一次压缩冲程的压缩自燃；所述一次燃料与进气冲程的进气在一次压缩冲程混合并形成稀混合气，所述稀混合气的燃空比小于柴油的理论燃空比；所述的一次燃料与二次燃料总和与所述进气冲程的进气的燃空比不大于柴油的理论燃空比；当然，在所述的一次燃料与二次燃料总和与所述进气冲程的进气的燃空比小于柴油的燃空比时，应首先考虑保证发动机的动力性能。本发明的六冲程内燃机二次燃烧工作方法的实施例3，如图1所示，将内燃机的一个工作循环按内燃机活塞的运动依次分为进气冲程1、一次压缩冲程2、一次燃烧冲程3、二次压缩冲程4、二次燃烧冲程5和排气冲程6 ；本实施例与实施例1的区别仅在于所述一次燃料均采用柴油，所述二次燃料采用含水乙醇，一次燃料的着火方式为在一次压缩冲程的压缩自燃；所述一次燃料与进气冲程的进气在一次压缩冲程混合并形成稀混合气，所述稀混合气的燃空比小于柴油的理论燃空比；所述的一次燃料与二次燃料总和与所述进气冲程的进气的燃空比不大于柴油与含水乙醇混合所得燃料的理论燃空比；当然，在所述的一次燃料与二次燃料总和与所述进气冲程的进气的燃空比小于柴油-含水乙醇混合燃料的燃空比时，应首先考虑保证发动机的动力性能。本发明的六冲程内燃机二次燃烧工作方法的实施例4，如图1所示，将内燃机的一个工作循环按内燃机活塞的运动依次分为进气冲程1、一次压缩冲程2、一次燃烧冲程3、二次压缩冲程4、二次燃烧冲程5和排气冲程6 ；本实施例与实施例3的区别仅在于所述一次燃料均采用汽油，所述二次燃料采用含水乙醇，一次燃料的着火方式为点火方式；所述一次燃料与进气冲程的进气在一次压缩冲程混合并形成稀混合气，所述稀混合气的燃空比小于汽油的理论燃空比；所述的一次燃料与二次燃料总和与所述进气冲程的进气的燃空比不大于汽油与含水乙醇混合所得燃料的理论燃空比；当然，在所述的一次燃料与二次燃料总和与所述进气冲程的进气的燃空比小于汽油-含水乙醇混合燃料的燃空比时，应首先考虑保证发动机的动力性能。上述实施例3、4中，所述的二次燃料还可以为含水乙醇和甲醇的混合物或天然气。
权利要求
1.六冲程内燃机二次燃烧工作方法，其特征在于该方法按内燃机活塞运动将内燃机的一个工作循环依次分为进气冲程、一次压缩冲程、一次燃烧冲程、二次压缩冲程、二次燃烧冲程和排气冲程六个冲程，其中所述一次燃烧冲程使用的燃料为一次燃料，所述二次燃烧冲程使用的燃料为二次燃料；所述一次燃料在所述一次压缩冲程喷入内燃机缸体内，所述二次燃料在内燃机活塞离开所述二次燃烧冲程的上止点的时刻或在所述二次压缩冲程喷入内燃机缸体内；所述六个冲程对应的工作如下1)进气冲程内燃机开启气门完成进气；2)—次压缩冲程内燃机对所述进气冲程的进气进行压缩并与所述一次燃料混合形成稀混合气，所述稀混合气的燃空比小于所述一次燃料的理论燃空比；3)一次燃烧冲程所述稀混合气燃烧并残留部分高温气体；4)二次压缩冲程内燃机对所述高温气体进行压缩；5)二次燃烧冲程所述二次燃料在该冲程与所述高温气体混合并在该冲程自燃做功；6)排气冲程内燃机在该冲程开启气门完成排气；该方法中所述的一次燃料与二次燃料总和与所述进气冲程的进气的燃空比不大于一次燃料与二次燃料混合所得燃料的理论燃空比。
2.根据权利要求1所述的六冲程内燃机二次燃烧工作方法，其特征在于所述的一、二次燃料均为汽油，一次燃料靠点火燃烧。
3.根据权利要求1所述的六冲程内燃机二次燃烧工作方法，其特征在于所述的一、二次燃料均为柴油，一次燃料靠压缩自燃。
4.根据权利要求1所述的六冲程内燃机二次燃烧工作方法，其特征在于所述的一、二次燃料为不同的燃料，一次燃料选择汽油或柴油，二次燃料为含水乙醇、甲醇中的至少一种或天然气。
全文摘要
本发明涉及六冲程内燃机二次燃烧工作方法，该方法按内燃机活塞运动将内燃机的一个工作循环依次分为进气冲程、一次压缩冲程、一次燃烧冲程、二次压缩冲程、二次燃烧冲程和排气冲程六个冲程，其中一次燃烧冲程使用的燃料为一次燃料，二次燃烧冲程使用的燃料为二次燃料；一次燃料在一次压缩冲程喷入内燃机缸体内，二次燃料在内燃机活塞离开二次燃烧冲程的上止点的时刻或在二次压缩冲程喷入内燃机缸体内；该方法中的一次燃料与二次燃料总和与进气冲程的进气的燃空比不大于一次燃料与二次燃料混合所得燃料的理论燃空比；本发明的六冲程内燃机二次燃烧工作方法解决了内燃机大负荷工况下燃烧性能差的问题，同时也大大地减少了内燃机的有害尾气的排放。
文档编号F02D39/04GK102155311SQ20111014041
公开日2011年8月17日 申请日期2011年5月27日 优先权日2011年5月27日
发明者杨振中, 裴普成 申请人:华北水利水电学院