專利名稱：一種新原理燃燒的電噴柴油發(fā)動機(jī)的制作方法
一種新原理燃燒的電噴柴油發(fā)動機(jī)，屬內(nèi)燃機(jī)領(lǐng)域。
目前，柴油發(fā)動機(jī)排污和節(jié)能是世界各國研究的重要課題，近100年來，柴油發(fā)動機(jī)燃燒方法沒有變化，仍是柴油噴入汽缸壓縮空氣中自燃，缺點(diǎn)較多，排污不理想，費(fèi)油、噪聲大、缸壁殘留油滴，滯后燃燒，稀溥燃燒困難，低溫起動困難，尤其是坦克和大型柴油車起動費(fèi)油，排污多，傳統(tǒng)的燃燒方法限制了柴油機(jī)的提高和發(fā)展。
就目前所知柴油發(fā)動機(jī)這種燃燒方法沒有改變，包括電控柴油機(jī)，也是柴油噴入汽缸內(nèi)壓縮空氣中自燃的傳統(tǒng)燃燒方式。
本發(fā)明的目的在于提供一種新原理燃燒的電噴柴油發(fā)動機(jī)，很好的解決了上述問題。
本發(fā)明的技術(shù)方案如下方案1、一種新原理燃燒的電噴柴油發(fā)動機(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)通過起動開關(guān)(16)連接起動機(jī)(17)；ECU(15)A端分別連接各系統(tǒng)傳感器輸入檢測信號，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，包括ECU(15)連接高壓油泵(12)；ECU(15)連接電控噴燃器(5)的組件電磁噴油器(19)；ECU(15)通過連接點(diǎn)火線圈(20)再連接電控噴燃器(5)的組件電控點(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電噴柴油發(fā)動機(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—油道、3—電磁線圈接頭、4—電磁線圈、5—彈簧、6—磁芯、7—針閥(針閥帶有軸針和軸針孔對應(yīng)為軸針型電磁噴油器；針閥不帶軸針，以端面直對一個(gè)或二個(gè)以上的噴油孔為孔型電磁噴油器)、8—噴口、9—針閥體、10—?dú)んw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或相鄰排列，每一個(gè)負(fù)電極與中心的或相鄰的正電極構(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；以上所有方案完成一種新原理燃燒的電噴柴油發(fā)動機(jī)的整體結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明一種新原理燃燒的電噴柴油發(fā)動機(jī)，其特征在于包括一種新燃燒方法，利用本發(fā)明的部分技術(shù)特征結(jié)合四行程發(fā)動機(jī)的工作過程和步驟說明如下假定發(fā)動機(jī)各系統(tǒng)在工作狀態(tài)，電路通電，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)下行到下止點(diǎn)，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，進(jìn)氣門(3)和排氣門(4)關(guān)閉，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，供電控點(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)的組件4—電磁線圈通電產(chǎn)生磁場，在磁場的作用下，6—磁芯克服5—彈簧彈力，帶動與6—磁芯一體的7—針閥(是孔型噴油器)離開閥座升起，高壓燃油由“8—噴口”噴出油束，油束全部穿過電控點(diǎn)火器(21)先點(diǎn)火的電火花等離子區(qū)點(diǎn)燃，噴入汽缸(2)燃燒膨脹，噴油結(jié)束，電磁噴油器(19)的組件4—電磁線圈脈沖電流切斷，6—磁芯在回位5—彈簧的作用下，帶動7—針閥回位落座，重新封閉由一個(gè)或二個(gè)以上的噴油孔構(gòu)成的8—噴口，停止噴油；電控點(diǎn)火器(21)在噴油結(jié)束時(shí)，切斷脈沖電流，點(diǎn)火結(jié)束，膨脹氣體推動活塞(8)下行做功，由連桿(9)和曲軸(10)輸出動力，活塞(8)到達(dá)下止點(diǎn)，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電噴柴油發(fā)動機(jī)的工作過程。本發(fā)明與傳統(tǒng)柴油發(fā)動機(jī)的根本區(qū)別在于傳統(tǒng)柴油機(jī)是柴油噴入汽缸壓縮空氣中自燃著火燃燒；本發(fā)明是利用一種新燃燒方法，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)火和噴油由一個(gè)電控噴燃器(5)完成，實(shí)現(xiàn)了一種新燃燒方法。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于由于用一種新燃燒方法，利用ECU(15)整機(jī)精確控制，可以大幅度提高空燃比，可提高進(jìn)氣增壓，實(shí)現(xiàn)更稀薄燃燒，顯然排污極微，達(dá)到或超過世界最高環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)，節(jié)油25—30％以上。因?yàn)楹喕税l(fā)動機(jī)結(jié)構(gòu)，噪聲??；起動一次成功，對軍車和坦克尤為重要。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)還在于可以使用各種燃料，如汽油、天燃?xì)獾?，制造成本極低，有利于市場競爭。
實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的最佳方式實(shí)現(xiàn)一種新原理燃燒的電噴柴油發(fā)動機(jī)，結(jié)合四行程發(fā)動機(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)動機(jī)開始起動，先接通點(diǎn)火開關(guān)(14)，電路通電，油路供油；接通起動開關(guān)(16)，起動機(jī)(17)起動(起動成功后關(guān)閉起動機(jī))，假定起動機(jī)(17)(通過飛輪)帶動曲軸(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、排氣門是由與曲軸(10)連接的凸輪軸驅(qū)動)，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)上行壓縮汽缸(2)內(nèi)空氣，活塞(8)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，一種新燃燒方法由做功行程實(shí)現(xiàn)，ECU(15)A端輸入蓄電池(13)電流電壓信號，由進(jìn)氣門位置傳感器(7)輸入進(jìn)氣量信號，曲軸轉(zhuǎn)角傳感器(18)輸入點(diǎn)火提前角信號(還分別有基準(zhǔn)位置傳感器，水溫和轉(zhuǎn)數(shù)傳感器信號)，輸入與點(diǎn)火和噴油相關(guān)的信號，ECU(15)將各種輸入信號與內(nèi)存數(shù)據(jù)對比，由B端分別向控制元件輸出控制信號，控制高壓油泵(12)輸出(高壓油泵(12)可以是電動高壓油泵，或是利用曲軸(10)直接或間接驅(qū)動的高壓油泵，輸出連續(xù)穩(wěn)定的高壓燃油)，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，提供給點(diǎn)火線圈(20)，脈沖寬度決定點(diǎn)火時(shí)間長短，由點(diǎn)火線圈(20)提供高壓脈沖電流，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)的組件電磁噴油器(19)輸出噴油脈沖電流，電磁噴油器(19)組件4—電磁線圈通電產(chǎn)生磁場，在磁場的作用下，6—磁芯克服5—彈簧彈力，帶動與6—磁芯一體的7—針閥(是孔型噴油器)，離開閥座升起，高壓燃油從“8—噴口”噴出，噴出的油束全部穿過電控點(diǎn)火器(21)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，電磁噴油器(19)的組件4—電磁線圈脈沖電流切斷，6—磁芯在回位5—彈簧的作用下，帶動7—針閥回位落座，重新封閉由一個(gè)或二個(gè)以上的噴油孔構(gòu)成的8—噴口，停止噴油；電控點(diǎn)火器(21)在噴油結(jié)束時(shí)，切斷脈沖電流，點(diǎn)火結(jié)束；膨脹氣體推動活塞(8)下行做功，由連桿(9)和曲軸(10)輸出動力，活塞(8)到達(dá)下止點(diǎn)，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，發(fā)動機(jī)的加減速由節(jié)氣門(6)進(jìn)氣量決定(類似于汽油發(fā)動機(jī)是由于改變了傳統(tǒng)的柴油機(jī)各種噴油方式，去掉了調(diào)速系統(tǒng)所致)。上述步驟實(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電噴柴油發(fā)動機(jī)整體結(jié)構(gòu)和工作過程。
權(quán)利要求
1.一種新原理燃燒的電噴柴油發(fā)動機(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)通過起動開關(guān)(16)連接起動機(jī)(17)；ECU(15)A端分別連接各系統(tǒng)傳感器輸入檢測信號，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，包括ECU(15)連接高壓油泵(12)、ECU(15)連接電控噴燃器(5)的組件電磁噴油器(19)；ECU(15)通過連接點(diǎn)火線圈(20)再連接電控噴燃器(5)的組件電控點(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電噴柴油發(fā)動機(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—油道、3—電磁線圈接頭、4—電磁線圈、5—彈簧、6—磁芯、7—針閥(針閥帶有軸針和軸針孔對應(yīng)，為軸針型電磁噴油器；針閥不帶軸針，以端面直對一個(gè)或二個(gè)以上的噴油孔為孔型電磁噴油器)、8—噴口、9—針閥體、10—?dú)んw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或相鄰排列，每一個(gè)負(fù)電極與中心的或相鄰的正電極構(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)分別對應(yīng)電磁噴油器(19)由一個(gè)或二個(gè)以上的噴油出口構(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電噴柴油發(fā)動機(jī)，其特征在于包括一種新燃燒方法，利用本發(fā)明的部分技術(shù)特征結(jié)合四行程發(fā)動機(jī)工作過程和步驟說明如下假定發(fā)動機(jī)各系統(tǒng)在工作狀態(tài)，電路通電，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，排汽門(4)關(guān)閉，活塞(8)由上止點(diǎn)下行到下止點(diǎn)，使汽缸(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，進(jìn)氣門(3)和排氣門(4)關(guān)閉，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)的組件4—電磁線圈通電產(chǎn)生磁場，在磁場作用下，6—磁芯克服 5—彈簧彈力，帶動與 6—磁芯一體的 7—針閥(是孔型噴油器)離開閥座升起，高壓燃油由 8—噴口噴出油束，油束全部穿過電控點(diǎn)火器(21)的電火花等離子區(qū)點(diǎn)燃，噴入汽缸(2)內(nèi)燃燒膨脹；噴油結(jié)束，電磁噴油器(19)的組件4—電磁線圈脈沖電流切斷，6—磁芯在回位5—彈簧作用下，帶動7—針閥回位落座，重新封閉由一個(gè)或二個(gè)以上的噴油孔構(gòu)成的8—噴口，停止噴油；電控點(diǎn)火器(21)在噴油結(jié)束時(shí)，切斷脈沖電流，點(diǎn)火結(jié)束，膨脹氣體推動活塞(8)下行做功，由連桿(9)和曲軸(10)輸出動力，活塞(8)到下止點(diǎn)，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電噴柴油發(fā)動機(jī)及其工作過程。
7.本發(fā)明與傳統(tǒng)柴油發(fā)動機(jī)的根本區(qū)別在于傳統(tǒng)柴油機(jī)是柴油噴入汽缸壓縮空氣中自燃著火燃燒；本發(fā)明是先點(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)火和噴油由一種電控噴燃器(5)完成，實(shí)現(xiàn)了一種新燃燒方法。
全文摘要
一種新原理燃燒的電噴柴油發(fā)動機(jī),屬內(nèi)燃機(jī)領(lǐng)域。主要由:汽缸蓋(1)、汽缸(2)、進(jìn)氣門(3)、排氣門(4)、電控噴燃器(5)、活塞(8)、連桿(9)、曲軸(10)、ECU(15)組成;包括一種新燃燒方法,根本區(qū)別于傳統(tǒng)柴油發(fā)動機(jī)。
文檔編號F02B3/02GK1280242SQ0012115
公開日2001年1月17日 申請日期2000年7月28日 優(yōu)先權(quán)日2000年7月28日
發(fā)明者常寶山 申請人:常寶山