具有低充入空气氧浓度水平和高燃料喷射压力的低排放柴油机内燃烧系统及方法

摘要

本发明提出了一种商业上可以实施的柴油机内的燃烧系统，该系统无需采用NOx后续处理，就可以满足环境可以接受的NOx排放水平(即，在发动机速度和负荷的布局图中，0.2g/bhp-hr或更低)，并且，同时保持发动机排出的PM排放比较接近(例如，烟尘水平等于或低于3BSN)环境可以接受的PM的后续处理后的水平。本发明通过在独特的参数的组合内运转，达到这些结果。这些参数包括：(1)对于实质上所有的发动机操作状态(但并不需要在没有负荷或低负载状态下)充入空气的氧浓度低于16%，优选地在10%和15%之间，更优选地在11.5%到14%之间，最优选地在12%到13.5之间，(2)在绝对数发动机的速度和负荷下，燃料喷射的压力等于或超过1800bar，优选地，超过2100bar，更优选地，超过2300bar，最优选地，超过2500bar，以及(3)对于中等和高负荷，充入空气的质量/燃料质量的比例，在25∶1到45∶1之间。进而，该系统优选地在连续的稍贫的化学配比的情况下运转，提供刚好足够的过量的氧，以便促进完全燃烧，并在运转的平衡点处，保持足够的排出的氧浓度，用于连续的进行捕集器的再生。