[实用新型]柱塞式两次喷油泵

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种柴油机喷油泵，具体说是一种用于HCII四冲程柴油机的柱塞式两次喷油泵。 

背景技术

柴油机(CI)采用较大的压缩比(ε=16～22)，热效率比汽油机高，但是其碳烟、NOX排放较高，减排问题一直是柴油机（尤其是结构简单的小型柴油机）发展的技术难题，现一些机型为了满足排放法规，采取适度降低输出功率和热效率的办法来缓和减排指标。柴油机的喷油压力与油滴雾化的质量是决定柴油机的排放特性的重要指标，现代先进的车用柴油机采用的喷油压力已高达100～200MPa，油滴雾化的质量较好而大幅降低有害物质排放。对于小型柴油机采用柱塞式喷油泵供油系统，喷油压力在10～40MPa之间，油滴雾化程度低，大负荷时烟度大，达2-6FSU之间，由于功率小，结构简单，市场要求物美价廉，不适宜采用昂贵的高压电喷系统，同样增压、EGR（尾气循环）和机外尾气净化等技术目前也不适宜在小型柴油机上使用，小型柴油机的节能减排的压力巨大。 

HCCI燃烧技术成为各国内燃机学者研究的热门，学者们的深入的研究表明，汽油、柴油、天然气、气化气、乙醇和生物柴油等，甚至一定比例混合的混合燃料都可采用HCCI燃烧模式。HCCI燃烧模式有别于传统的汽油机（SI）均质点燃预混合燃烧、柴油机（CI）非均质压燃扩散燃烧和GDI发动机分层稀薄燃烧方式的第4种燃烧方式。它与传统柴油机燃烧方式的不同在于：柴油机在着火时刻燃油还没有充分蒸发混合，进行的是扩散燃烧方式，燃烧速率主要受燃油蒸发及与空气混合速率的影响，局部区域出现缺氧燃烧和高温燃烧，而进行HCCI燃烧的混合气在着火前己实现（或部分实现）均质混合，进行的是预混合气燃烧模式，局部缺氧燃烧和局部高温燃烧大大减少，自燃燃烧速度高，定容度高。HCCI的平均指示压力与GDI汽油机和柴油机相当，其燃油消耗率水平甚至超过直喷柴油机水平(180 g kW/h～200 gkW/h)，PM排放几乎为零，实现 NO_x超低排放。但目前纯粹的HCCI发动机较难控制，未能实现产业化。 

通过部分柴油（约15%）预混合的方法可实现一定程度的减排，已产业化，但需采用高压电喷技术为实现条件，甚至需设计较大涡流比，改造喷嘴、燃烧室结构或采用EGR循环等，并不适宜在小型柴油机上推广。 

柴油HCII燃烧技术(文献中一指p-HCCI)通过实现部分柴油(可大于最大喷油量的50%)预混合的方法实现减排，但其供油条件发生了变化，供油机构需具备可控制的两次喷油能力。小型柴油机采用柱塞式喷油泵供油，现有柱塞式喷油泵不能实现两次喷油，这些原因限制了柴油HCII清洁燃烧技术的推广，因此研究能够满足柴油HCII供油条件的两次喷油泵是推广柴油HCII清洁燃烧技术的关键。 

发明内容

本实用新型的目的是提供一种两段线性叠加的柱塞式两次喷油泵，在发动机一个工作循环内实现两次喷油，其中第一次喷油为预混合喷射，第二次喷射为引燃喷射，能满足柴油HCII清洁燃烧的供油条件。 

本实用新型提供的柱塞式两次喷油泵，它包括： 

一与柱塞套筒配合、有两段喷油工作段的柱塞；

一有两段升程轮廓段，转动一周可推动柱塞实现在发动机排气前进行预混合的第一喷油，而在压缩上止点前第二次推动柱塞进行引燃的第二次喷油的驱动凸轮。

两段喷油工作段中，第一段喷油工作段有第一段供油边、第一段停油边和第一段螺旋油槽，第二段喷油工作段有第二段供油边、第二段停油边和第二段螺旋油槽，第一段螺旋油槽和第二段螺旋油槽分别由连通柱塞顶部的中心油孔连通。 

驱动凸轮中有两段升程轮廓段，其中，第一段升程轮廓段和第二段升程轮廓段之间一侧有以驱动凸轮的轴心为旋转中心的圆弧面，另一侧有一段控制进油的进油轮廓段。 

上述中，圆弧面形成的圆弧角与发动机预混合喷油提前角相应。 

与现有技术比较，本实用新型具有如下优点： 

在一个发动机工作循环内具有两次喷油能力，通过预喷射部分燃料形成均质混合气，实现清洁燃烧，达到节能减排的目的。在排气前进行首次喷油，在高温废气作用下加速气化，再与进气混合，获得均质预混合气，在压缩上止点前，进行第二次喷油（第二次喷油与传统柴油机喷油模式相似），引燃全部燃料燃烧做功。这种柱塞式两次喷油泵，可满足柴油HCII（或p-HCCI，均质稀薄压燃发动机）的供油条件，实现柴油清洁燃烧，可实现碳烟排放下降63%，甚至实现无碳烟排放，氮氧化物排放亦大幅下降，发动机的输出功率、热效率均可得到一定程度的提高。

附图说明

图1是本实用新型的结构图。