專利名稱：一種新原理燃燒的缸內(nèi)電噴發(fā)動(dòng)機(jī)的制作方法
一種新原理燃燒的缸內(nèi)電噴發(fā)動(dòng)機(jī)，屬發(fā)動(dòng)機(jī)領(lǐng)域。
目前，隨著世界環(huán)保和節(jié)能要求不斷提高，發(fā)動(dòng)機(jī)排污問題十分突出，是由于100多年來至今為止，汽油發(fā)動(dòng)機(jī)只有化油器供油，單點(diǎn)或多點(diǎn)電噴供油，缸內(nèi)電噴供油，而且必須是燃油在化油器內(nèi)、單點(diǎn)或多點(diǎn)電噴是在進(jìn)氣管內(nèi)、缸內(nèi)電噴是在汽缸內(nèi)與空氣混合先形成混合氣后再點(diǎn)火的傳統(tǒng)燃燒方式；缺點(diǎn)很多排放污染多、起動(dòng)困難、表面點(diǎn)火、爆震、限制增壓、混合氣濃稀控制復(fù)雜、火花塞淹滅、油滴殘留等缺點(diǎn)。先形成混合氣再點(diǎn)火燃燒的原理，嚴(yán)重限制了發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)展和提高，發(fā)展新的理論和燃燒體系，是各國努力的目標(biāo)。
就目前所知最新技術(shù)是由日本三菱公司1995年研制成功的四行程(汽油)缸內(nèi)電噴發(fā)動(dòng)機(jī)，仍是由a、進(jìn)氣行程，進(jìn)氣；b、壓縮行程，壓縮；c、做功行程，d·排氣行程組成，是向缸內(nèi)空氣中電噴油形成混合氣后再點(diǎn)火的傳統(tǒng)燃燒方式，僅改供油方式由缸內(nèi)進(jìn)行，因此有爆震等，缺點(diǎn)比較多，目前沒有與本發(fā)明原理相似的發(fā)動(dòng)機(jī)可對(duì)比。
本發(fā)明的目的在于提供一種新原理燃燒的缸內(nèi)電噴發(fā)動(dòng)機(jī)，很好的解決了上述問題。
本發(fā)明的技術(shù)方案是
方案1、一種新原理燃燒的缸內(nèi)電噴發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于包括由汽缸蓋(1)連接汽缸(2)；汽缸蓋(1)與進(jìn)氣門(3)(可以是二個(gè)以上)、排氣門(4)(可以是二個(gè)以上)、電控噴燃器(5)(可以是二個(gè)以上)連接；進(jìn)氣門(3)進(jìn)氣端有節(jié)氣門(6)和節(jié)氣門位置傳感器(7)；汽缸(2)內(nèi)置活塞(8)，活塞(8)連接連桿(9)的一端，連桿(9)另一端連接曲軸(10)構(gòu)成機(jī)體；燃料通過燃料接口(11)進(jìn)入高壓油泵(12)加壓后進(jìn)入電控噴燃器(5)構(gòu)成油路；蓄電池(13)通過點(diǎn)火開關(guān)(14)連接電腦ECU(15)(以下簡稱ECU)；蓄電池(13)通過起動(dòng)開關(guān)(16)連接起動(dòng)機(jī)(17)；ECU(15)A端分別連接各系統(tǒng)傳感器輸入檢測信號(hào)，包括節(jié)氣門位置傳感器(7)、曲軸轉(zhuǎn)角傳感器(18)；ECU(15)B端分別輸出各執(zhí)行元件的控制信號(hào)，包括ECU(15)連接高壓油泵(12)、ECU(15)連接電控噴燃器(5)的電磁噴油器(19)；ECU(15)通過連接點(diǎn)火線圈(20)再連接電控噴燃器(5)的電控點(diǎn)火器(21)構(gòu)成電路組成。
2．按方案1所述的一種新原理燃燒的缸內(nèi)電噴發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于包括電控噴燃器(5)是由電磁噴油器(19)連接電控點(diǎn)火器(21)組成。
3．按方案2所述的一種電控噴燃器(5)，其特征在于包括電磁噴油器(19)按噴口形式分為二種，一種是由針閥型噴口組成；另一種是由孔型噴口組成，孔型噴口分為單孔型和多孔型。
4．按方案2所述的一種電控噴燃器(5)，其特征在于包括電磁噴油器(19)是由1-燃油濾網(wǎng)、2-電磁線圈接頭、3-電磁線圈、4-彈簧、5-磁芯、6-針閥、7-軸針(將6-針閥改為球閥，7-軸針去掉，改為單孔或多孔出口組成孔型電磁噴油器)、8-噴口組成。
5．按方案2所述的一種電控噴燃器(5)，其特征在于包括電控點(diǎn)火器(21)，是由相對(duì)有一定距離的正負(fù)兩個(gè)電極構(gòu)成；還包括電磁噴油器(19)為多孔型出口時(shí)，將一個(gè)負(fù)電極分成幾個(gè)負(fù)極按一定距離和間距分別在正電極四周排列，每一個(gè)負(fù)電極與中心的正電極構(gòu)成一新的電控點(diǎn)火器(21)，使每一個(gè)電控點(diǎn)火器(21)分別對(duì)應(yīng)電磁噴油器(19)由一個(gè)或二個(gè)以上噴油出口構(gòu)成的“8-噴口”組成。以上方案完成一種新原理燃燒的缸內(nèi)電噴發(fā)動(dòng)機(jī)的整體結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明一種新原理燃燒的缸內(nèi)電噴發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于包括一種新燃燒方法，利用本發(fā)明的特征結(jié)合四行程發(fā)動(dòng)機(jī)工作過程和步驟說明如下假定發(fā)動(dòng)機(jī)各系統(tǒng)在工作狀態(tài)，電路接通，油路供油，循環(huán)的四行程由a·進(jìn)氣行程，b·壓縮行程，c·做功行程，d·排氣行程組成；工作由a·進(jìn)氣行程開始，節(jié)氣門(6)打開，進(jìn)氣門(3)打開，排氣門(4)關(guān)閉，活塞(8)由上止點(diǎn)下行，使氣缸(2)吸入空氣，b·壓縮行程，進(jìn)氣門(3)和排氣門(4)關(guān)閉，活塞(8)由下止點(diǎn)上行壓縮汽缸(2)內(nèi)的空氣，活塞(8)到上止點(diǎn)點(diǎn)火位置；c·做功行程，一種新燃燒方法由做功行程實(shí)現(xiàn)，此時(shí)由點(diǎn)火線圈(20)提供高壓脈沖電流，使電控點(diǎn)火器(21)先點(diǎn)火，正負(fù)電極之間產(chǎn)生電火花等離子區(qū)，等待噴油，ECU(15)向電磁噴油器(19)輸出脈沖電流，電磁噴油器(19)由“8-噴口”噴出油束，油束全部通過電控點(diǎn)火器(21)的電火花等離子區(qū)點(diǎn)燃,噴入汽缸(2)燃燒膨脹，噴油結(jié)束后，點(diǎn)火結(jié)束，膨脹氣體推動(dòng)活塞(8)下行做功，由連桿(9)和曲軸(10)輸出動(dòng)力，完成做功行程；上述過程實(shí)現(xiàn)了一種新燃燒方法；d·排氣行程，進(jìn)氣門(3)關(guān)閉，排氣門(4)打開，活塞(8)上行到上止點(diǎn)，使汽缸(2)內(nèi)廢氣排出，完成排氣行程。以上四個(gè)行程完成一個(gè)循環(huán)，下一個(gè)循環(huán)又從a·進(jìn)氣行程開始；上述四個(gè)步驟實(shí)現(xiàn)了一種新燃燒方法，并實(shí)現(xiàn)了一種新原理燃燒的缸內(nèi)電噴發(fā)動(dòng)機(jī)工作過程和原理。本發(fā)明完全區(qū)別于現(xiàn)有的由化油器供油、進(jìn)氣管多點(diǎn)電噴供油(桑塔納2000型)。缸內(nèi)電噴供油，必須是燃油在化油器內(nèi)，進(jìn)氣管內(nèi)和缸內(nèi)與空氣先形成混合氣后再點(diǎn)火的傳統(tǒng)燃燒方式。還包括日本三菱公司1995年研制成功四行程(汽油)缸內(nèi)電噴發(fā)動(dòng)機(jī)，也是在缸內(nèi)先形成混合氣，后點(diǎn)火，與本發(fā)明有根本性的區(qū)別。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于先點(diǎn)火、后噴油，油料全部穿過電火花等離子區(qū)點(diǎn)燃，噴油結(jié)束后，點(diǎn)火結(jié)束，實(shí)現(xiàn)了等離子點(diǎn)火燃燒。點(diǎn)火、噴油由一個(gè)電控噴燃器(5)完成，沒有火花塞，沒有混合氣，因燃燒徹底，排污極微，更節(jié)油，更有利于提高轉(zhuǎn)數(shù)和發(fā)動(dòng)機(jī)性能，徹底消除爆震、表面點(diǎn)火；低溫起動(dòng)一次成功，各種工況下適應(yīng)性好。
實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的最佳方式實(shí)現(xiàn)一種新原理燃燒的缸內(nèi)電噴發(fā)動(dòng)機(jī)，結(jié)合四行程發(fā)動(dòng)機(jī)工作過程說明，四行程由a·進(jìn)氣行程，b·壓縮行程，c·做功行程，d·排氣行程組成，發(fā)動(dòng)機(jī)開始起動(dòng)，先接通點(diǎn)火開關(guān)(14)電路通電，油路供油；接通起動(dòng)開關(guān)(16)，起動(dòng)機(jī)(17)起動(dòng)(起動(dòng)成功后關(guān)閉起動(dòng)機(jī))，起動(dòng)機(jī)(17)(通過飛輪)帶動(dòng)曲軸(10)和連桿(9)與活塞(8)，使活塞(8)位于汽缸(2)上止點(diǎn)，工作由a·進(jìn)氣行程開始，節(jié)氣門(6)打開，進(jìn)氣門(3)打開，排氣門(4)關(guān)閉(進(jìn)氣門、排氣門由與曲軸連接的凸輪軸驅(qū)動(dòng))、活塞(8)由上止點(diǎn)下行到下止點(diǎn)，汽缸(2)內(nèi)吸入空氣；b·壓縮行程，進(jìn)氣門(3)和排氣門(4)關(guān)閉，活塞(8)由下止點(diǎn)上行壓縮空氣并到達(dá)上止點(diǎn)點(diǎn)火位置；c·做功行程，進(jìn)氣門(3)和排氣門(4)關(guān)閉，活塞(8)位于點(diǎn)火位置；ECU(15)A端輸入蓄電池(13)電流電壓信號(hào)、進(jìn)氣門位置傳感器(7)進(jìn)氣量信號(hào)、曲軸轉(zhuǎn)角傳感器(18)輸入點(diǎn)火提前角信號(hào)(還分別有基準(zhǔn)位置傳感器，水溫和轉(zhuǎn)數(shù)傳感器信號(hào))，輸入與點(diǎn)火和噴油相關(guān)的信號(hào)，ECU(15)將各種輸入信號(hào)與內(nèi)存數(shù)據(jù)對(duì)比，由B端分別向控制元件輸出控制信號(hào)，控制高壓油泵(12)輸出，確定點(diǎn)火開始時(shí)間和噴油時(shí)間；ECU(15)將蓄電池(13)的電流變成有一定寬度的脈沖電流，脈沖寬度決定點(diǎn)火時(shí)間長短，脈沖電流經(jīng)點(diǎn)火線圈(20)升壓后供電控點(diǎn)火器(21)點(diǎn)火；活塞(8)位于點(diǎn)火位置時(shí)電控點(diǎn)火器(21)先點(diǎn)火，正負(fù)電極之間產(chǎn)生電火花等離子區(qū)，稱為先點(diǎn)火，等待噴油；同時(shí)ECU(15)向電控噴燃器(5)的電磁噴油器(19)輸出噴油脈沖電流，電磁噴油器(19)的3-電磁線圈通電產(chǎn)生磁場，在磁場的作用下，5-磁芯克服4-彈簧彈力，帶動(dòng)與5-磁芯一體的6-針閥和7-軸針升起，高壓燃油從8-噴口噴出，噴出的油束全部穿過先點(diǎn)火的電火花等離子區(qū)點(diǎn)燃，形成火焰噴入汽缸(2)燃燒膨脹，噴油結(jié)束后，點(diǎn)火結(jié)束，膨脹氣體推動(dòng)活塞(8)下行做功，由連桿(9)和曲軸(10)輸出動(dòng)力，活塞(8)到達(dá)下止點(diǎn)，完成做功；d·排氣行程，進(jìn)氣門(3)關(guān)閉，排氣門(4)打開，活塞(8)上行到上止點(diǎn)，使汽缸(2)內(nèi)廢氣排出，完成排氣行程。以上四個(gè)行程完成一個(gè)循環(huán)，下一個(gè)循環(huán)又從a·進(jìn)氣行程開始，發(fā)動(dòng)機(jī)加減速由節(jié)氣門(6)進(jìn)氣量決定，上述四個(gè)步驟實(shí)現(xiàn)了一種新燃燒方法，并實(shí)現(xiàn)了一種新原理燃燒的缸內(nèi)電噴發(fā)動(dòng)機(jī)工作過程。
權(quán)利要求
1.一種新原理燃燒的缸內(nèi)電噴發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于由汽缸蓋(1)連接汽缸(2)；汽缸蓋(1)與進(jìn)氣門(3)(可以是二個(gè)以上)、排氣門(4)(可以是二個(gè)以上)、電控噴燃器(5)(可以是二個(gè)以上)連接；進(jìn)氣門(3)進(jìn)氣端有節(jié)氣門(6)和節(jié)氣門位置傳感器(7)；汽缸(2)內(nèi)置活塞(8)，活塞(8)連接連桿(9)的一端，連桿(9)另一端連接曲軸(10)構(gòu)成機(jī)體；燃料通過燃料接口(11)進(jìn)入高壓油泵(12)，加壓后進(jìn)入電控噴燃器(5)構(gòu)成油路；蓄電池(13)通過點(diǎn)火開關(guān)(14)連接電腦ECU(15)(以下簡稱ECU)；蓄電池(13)通過起動(dòng)開關(guān)(16)連接起動(dòng)機(jī)(17)；ECU(15)A端分別連接各系統(tǒng)傳感器輸入檢測信號(hào)，包括節(jié)氣門位置傳感器(7)、曲軸轉(zhuǎn)角傳感器(18)，ECU(15)B端分別輸出各執(zhí)行元件的控制信號(hào)，包括ECU(15)連接高壓油泵(12)、ECU(15)連接電控噴燃器(5)的電磁噴油器(19)，ECU(15)通過連接點(diǎn)火線圈(20)再連接電控噴燃器(5)的電控點(diǎn)火器(21)構(gòu)成電路組成。
2.按權(quán)利要求1所述的一種新原理燃燒的缸內(nèi)電噴發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于電控噴燃器(5)是由電磁噴油器(19)連接電控點(diǎn)火器(21)組成。
3.按權(quán)利要求2所述的一種電控噴燃器(5)，其特征在于電磁噴油器(19)按噴口形式分為二種，一種是由針閥型噴口組成；另一種是由孔型噴口組成，孔型噴口分為單孔型和多孔型。
4.按權(quán)利要求2所述的一種電控噴燃器(5)，其特征在于電磁噴油器(19)是由1-燃油濾網(wǎng)，2-電磁線圈接頭，3-電磁線圈，4-彈簧，5-磁芯，6-針閥，7-軸針(將6-針閥改為球閥，7-軸針去掉，改為單孔或多孔出口組成孔型電磁噴油器)，8-噴口組成。
5.按權(quán)利要求2所述的一種電控噴燃器(5)，其特征在于電控點(diǎn)火器(21)是由相對(duì)有一定距離的正負(fù)兩個(gè)電極構(gòu)成；還包括電磁噴油器(19)為多孔型出口時(shí)，將一個(gè)負(fù)電極分成幾個(gè)負(fù)極按一定距離和間距分別在正電極四周排列，每一個(gè)負(fù)極與中心的正極構(gòu)成一個(gè)新的電控點(diǎn)火器(21)，使每一個(gè)電控點(diǎn)火器(21)分別對(duì)應(yīng)電磁噴油器(19)由一個(gè)或二個(gè)以上噴油出口構(gòu)成的“8-噴口”組成。
6.按權(quán)利要求1所述的一種新原理燃燒的缸內(nèi)電噴發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于包括一種新燃燒方法，利用本發(fā)明的技術(shù)特征結(jié)合四行程發(fā)動(dòng)機(jī)工作過程和步驟說明如下假定發(fā)動(dòng)機(jī)各系統(tǒng)在工作狀態(tài)，電路接通，油路供油，循環(huán)的四行程a·進(jìn)氣行程，b·壓縮行程，c·做功行程，d·排氣行程組成，工作由a·進(jìn)氣行程開始；節(jié)氣門(6)開，進(jìn)氣門(3)打開，排氣門(4)關(guān)閉，活塞(8)由上止點(diǎn)下行，使汽缸(2)吸入空氣；b·壓縮行程，進(jìn)氣門(3)和排氣門(4)關(guān)閉，活塞(8)由下止點(diǎn)上行壓縮汽缸(2)內(nèi)的空氣，活塞(8)到上止點(diǎn)點(diǎn)火位置；c·做功行程，一種新燃燒方法由做功行程實(shí)現(xiàn)，此時(shí)由點(diǎn)火線圈(20)提供高壓脈沖電流，使電控點(diǎn)火器(21)先點(diǎn)火，正負(fù)電極之間產(chǎn)生電火花等離子區(qū)，等待噴油，ECU(15)向電磁噴油器(19)輸出脈沖電流，電磁噴油器(19)由“8-噴口”噴出油束，油束全部通過電控點(diǎn)火器(21)的電火花等離子區(qū)點(diǎn)燃，噴入汽缸(2)燃燒膨脹，噴油結(jié)束后，點(diǎn)火結(jié)束，膨脹氣體推動(dòng)活塞(8)下行做功，由連桿(9)和曲軸(10)輸出動(dòng)力，完成做功行程；實(shí)現(xiàn)了一種新燃燒方法；d·排氣行程，進(jìn)氣門(3)關(guān)閉，排氣門(4)打開，活塞(8)上行到上止點(diǎn)，使汽缸(2)內(nèi)廢氣排出，完成排氣行程，以上四個(gè)行程完成一個(gè)循環(huán)，下一個(gè)循環(huán)又從a·進(jìn)氣行程開始；上述四個(gè)步驟實(shí)現(xiàn)了一種新燃燒方法，并實(shí)現(xiàn)了一種新原理燃燒的缸內(nèi)電噴發(fā)動(dòng)機(jī)工作過程和原理；本發(fā)明與傳統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)的根本區(qū)別在于現(xiàn)有的由化油器供油、進(jìn)氣管多點(diǎn)電噴供油(桑塔納2000型)，缸內(nèi)電噴供油，必須是燃油在化油器內(nèi)，進(jìn)氣管內(nèi)和缸內(nèi)與空氣先形成混合氣后再點(diǎn)火的傳統(tǒng)燃燒方式，與本發(fā)明的根本區(qū)別在于本發(fā)明先點(diǎn)火，后噴油，油料全部穿過電火花等離子區(qū)點(diǎn)燃，實(shí)現(xiàn)了等離子點(diǎn)火，點(diǎn)火，噴油由一個(gè)電控噴燃器(5)完成，沒有火花塞，沒有混合氣，因此燃燒徹底，排污極微，更節(jié)油，更有利于提高轉(zhuǎn)數(shù)。
全文摘要
一種新原理燃燒的缸內(nèi)電噴發(fā)動(dòng)機(jī),主要由汽缸蓋(1)、汽缸(2)、進(jìn)氣門(3)、排氣門(4)、活塞(8)、連桿(9)、曲軸(10)、電控點(diǎn)火器(21)、電磁噴油器(19)、ECU(15)組成;包括一種新燃燒方法,區(qū)別于傳統(tǒng)燃燒方式。
文檔編號(hào)F02B3/02GK1279342SQ0012131
公開日2001年1月10日 申請(qǐng)日期2000年7月18日 優(yōu)先權(quán)日2000年7月18日
發(fā)明者常寶山 申請(qǐng)人:常寶山