專利名稱：改善柴油機加速性能及碳煙排放的方法及其裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及柴油機技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種改善柴油機加速性能及碳煙排放的方法及其裝置。
背景技術(shù)：
現(xiàn)代柴油機加速過程是通過加大噴油量，提升轉(zhuǎn)矩輸出，獲得良好的加速性能，但加速過程中氣缸進氣量增加緩慢，造成燃燒的惡化。加速時油量增加快，則加速性好，但碳煙排放多；如果控制油量增加，則加速性變差，特別是渦輪增壓柴油機，進氣量的增加滯后明顯，影響了加速性能，碳煙排放迅速增加。目前國內(nèi)外從限制供油量和增加瞬時供氣量兩方面來研究提高加速性能與降低碳煙問題。從限制油量方面進行噴油泵調(diào)速特性進行調(diào)整，減少加速時的供油量，但是噴油量的調(diào)整不當會影響汽車的加速性。另一方面是增壓系統(tǒng)進行研究，增壓系統(tǒng)的瞬態(tài)響應(yīng)、流量特性及效率都會影響汽車的冒煙問題，國內(nèi)外主要方法集中在減少渦輪增壓器的轉(zhuǎn)動慣量，縮小渦輪噴嘴面積，可變截面增壓器，采用復(fù)合增壓器系統(tǒng)，直接向壓氣機葉輪進行噴射高壓空氣，進氣管內(nèi)補氣等。但這些方案都存在諸如機構(gòu)復(fù)雜、發(fā)動機成本大量增加等不足。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提出一種方法以及裝置使得柴油機在加速時實現(xiàn)與燃油增加相匹配的空氣增量，改善燃燒，在提高加速性能同時，降低碳煙排放。本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為一種改善柴油機加速性能及碳煙排放的方法，在柴油機加速過程中，在進氣門關(guān)閉后的壓縮行程，燃油噴射前，空氣噴嘴(安裝于氣缸蓋上) 順著缸內(nèi)氣流(渦流)運動方向，通過扇形或錐形噴口，將高于氣缸壓力0. 2 0. 3MPa的適量壓縮空氣噴入氣缸，及時增加空氣量，與加速時的燃油增加相匹配，促進混合燃燒，改善加速性能，降低碳煙排放。僅在加速工況時采用此方法。同時，本發(fā)明實現(xiàn)該方法的裝置是一種改善柴油機加速性能及碳煙排放的裝置， 包括電控單元以及與電控單元電連接的油門踏板位置傳感器、發(fā)動機轉(zhuǎn)速傳感器、凸輪軸位置傳感器、進氣管空氣流量計和燃油流量計，所述的電控單元還連接有電磁離合器以及高壓儲氣罐，所述的高壓儲氣罐內(nèi)安裝有壓力傳感器；柴油機氣缸蓋上安裝有空氣噴嘴，所述的空氣噴嘴與高壓儲氣罐連通，空氣噴嘴與電控單元電連接。所述的空氣噴嘴為電磁閥式。本發(fā)明的有益效果是工作獨立的空氣增加方法，實現(xiàn)該方法的裝置與其他進氣裝置互不干涉，可用于在用柴油機改造與新柴油機開發(fā)，電控單元與傳感器可以利用原有的配置，成本相對較低，加速時間縮短80% 90%，碳煙排放降低30% 40%。


下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進一步說明。
圖1是本發(fā)明的裝置結(jié)構(gòu)原理框圖。
具體實施例方式現(xiàn)在結(jié)合附圖和優(yōu)選實施例對本發(fā)明作進一步詳細的說明。這些附圖均為簡化的示意圖，僅以示意方式說明本發(fā)明的基本結(jié)構(gòu)，因此其僅顯示與本發(fā)明有關(guān)的構(gòu)成。如圖1所示，油門踏板傳感器感知加速信號，進氣管空氣流量計檢測加速時空氣流量信號，油量計量器檢測迅速增加的燃油消耗量，傳遞給電控單元。電控單元根據(jù)空氣流量、燃油流量計算加速時的過量空氣系數(shù)λ，并與過量空氣系數(shù)目標值4 5進行比較，計算出每循環(huán)所需補充噴射的空氣量。同時電控單元根據(jù)凸輪軸位置傳感器，確定空氣噴射始點(可以根據(jù)不同柴油機的配氣相位，選取在氣門關(guān)閉后、上止點前的某一時刻作為空氣噴射始點，此時氣缸壓力可以認為是個恒定值)?？諝鈮嚎s泵由柴油機驅(qū)動，產(chǎn)生的壓縮空氣經(jīng)冷卻后進入儲氣罐，儲氣罐的壓力保持在高于噴射始點的氣缸壓力0. 2 0. 3MPa。 由于壓縮空氣壓力與氣缸內(nèi)壓力差是恒定值，噴射的空氣量僅取決于噴射時間，電控單元根據(jù)需噴射的空氣量計算出噴射時間，給空氣噴嘴發(fā)出脈沖信號?？諝鈬娮鞛殡姶砰y式，接受電腦發(fā)出的脈沖信號，脈寬決定開啟的時間，即空氣噴射量的多少。在加速踏板開始加速 10 12秒后，空氣噴射裝置停止工作。柴油機通過電磁離合器驅(qū)動空氣壓縮泵，儲氣罐內(nèi)的壓力傳感器把壓力信號傳遞給電控單元，電控單元根據(jù)壓力信號決定電磁離合器的離合，保證儲氣罐的壓力為一恒定值?？諝鈬娚涫键c的選定原則是距離上止點盡量遠，此時氣缸內(nèi)壓力較低，可以減小儲氣罐的保持壓力，降低柴油機耗功。以上說明書中描述的只是本發(fā)明的具體實施方式
，各種舉例說明不對本發(fā)明的實質(zhì)內(nèi)容構(gòu)成限制，所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在閱讀了說明書后可以對以前所述的具體實施方式
做修改或變形，而不背離發(fā)明的實質(zhì)和范圍。
權(quán)利要求
1.一種改善柴油機加速性能及碳煙排放的方法，其特征在于包括以下步驟1)柴油機加速過程中，在進氣門關(guān)閉后的壓縮行程，并在燃油噴射前，打開空氣噴嘴；2)通過空氣噴嘴的扇形或錐形噴口向柴油機氣缸內(nèi)、順著缸內(nèi)氣流或渦流的運動方向噴射壓縮空氣；3)噴射的壓縮空氣的增加量在氣缸內(nèi)與柴油機加速時的燃油量混合燃燒。
2.如權(quán)利要求1所述的改善柴油機加速性能及碳煙排放的方法，其特征在于所述的步驟1)中的空氣噴嘴安裝在柴油機氣缸蓋上。
3.如權(quán)利要求1所述的改善柴油機加速性能及碳煙排放的方法，其特征在于所述的步驟2)中噴入氣缸內(nèi)的壓縮空氣的氣體壓力高于氣缸壓力0. 2 0. 3MPa。
4.一種改善柴油機加速性能及碳煙排放的裝置，其特征在于包括電控單元以及與電控單元電連接的油門踏板位置傳感器、發(fā)動機轉(zhuǎn)速傳感器、凸輪軸位置傳感器、進氣管空氣流量計和燃油流量計，所述的電控單元還連接有電磁離合器以及高壓儲氣罐，所述的高壓儲氣罐內(nèi)安裝有壓力傳感器；柴油機氣缸蓋上安裝有空氣噴嘴，所述的空氣噴嘴與高壓儲氣罐連通，空氣噴嘴與電控單元電連接。
5.如權(quán)利要求4所述的改善柴油機加速性能及碳煙排放的裝置，其特征在于所述的空氣噴嘴為電磁閥式。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種改善柴油機加速性能及碳煙排放的方法及其裝置，在柴油機加速過程中，在進氣門關(guān)閉后的壓縮行程，燃油噴射前，空氣噴嘴(安裝于氣缸蓋上)順著缸內(nèi)氣流(渦流)運動方向，通過扇形或錐形噴口，將高于氣缸壓力0.2～0.3MPa的適量壓縮空氣噴入氣缸，及時增加空氣量，與加速時的燃油增加相匹配，促進混合燃燒，改善加速性能，降低碳煙排放。僅在加速工況時采用此方法。本發(fā)明成本相對較低，加速時間縮短80％～90％，碳煙排放降低30％～40％。
文檔編號F02M23/04GK102278239SQ20111014591
公開日2011年12月14日 申請日期2011年5月31日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月31日
發(fā)明者李彥 申請人:常州機電職業(yè)技術(shù)學院