專利名稱：分層稀薄燃燒液態(tài)lpg噴射發(fā)動(dòng)機(jī)混合氣形成方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種發(fā)動(dòng)機(jī)混合氣形成方法，具體地說是一種分層稀薄燃燒液態(tài)LPG 噴射發(fā)動(dòng)機(jī)混合氣形成方法。
背景技術(shù)：
目前以LPG作為汽車發(fā)動(dòng)機(jī)燃料主要有3種方式①混合器方式；我國(guó)現(xiàn)在改裝 的LPG汽車大多采用這類方式。②氣態(tài)電控噴射方式；由于噴射的氣態(tài)LPG也占有進(jìn)氣容 積， 一般原汽油機(jī)功率下降5 10%左右，國(guó)內(nèi)外已有這種氣態(tài)LPG噴射汽車少量使用。③ 液態(tài)電控噴射方式；由ECU控制向進(jìn)氣岐管進(jìn)行液態(tài)LPG噴射(lMPa 4MPa)，荷蘭Vialle 公司等開發(fā)了液態(tài)LPG噴射發(fā)動(dòng)機(jī)燃料供給裝置(參見文獻(xiàn)1)，日本NIKII和日產(chǎn)公司 開發(fā)了液態(tài)LPG噴射發(fā)動(dòng)機(jī)并進(jìn)行了性能試驗(yàn)(參見文獻(xiàn)2)，我國(guó)吉林大學(xué)等選用荷蘭 Vialle的燃料裝置也開展了汽油和液態(tài)LPG共存方式的發(fā)動(dòng)機(jī)燃料供給系統(tǒng)(參見文獻(xiàn) 3)。上述液態(tài)LPG噴射發(fā)動(dòng)機(jī)都采用了預(yù)混合均質(zhì)燃燒方式，這也是發(fā)動(dòng)機(jī)在最常使用的 中小負(fù)荷工況時(shí)，燃料經(jīng)濟(jì)性不好的主要原因之一。而電控汽油機(jī)采用稀薄燃燒方式是提 高中小負(fù)荷經(jīng)濟(jì)性最有效的措施之一，發(fā)動(dòng)機(jī)效率可提高10%以上。 為了實(shí)現(xiàn)分層稀薄燃燒，必須組織汽油機(jī)缸內(nèi)的空氣流動(dòng)，日本三菱汽車公司利 用進(jìn)氣的雙滾流實(shí)現(xiàn)了進(jìn)氣管噴射汽油機(jī)在中小負(fù)荷時(shí)的分層稀薄燃燒(參見文獻(xiàn)4)。但 大負(fù)荷工況運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，如果仍采用這種混合氣分層構(gòu)造時(shí)，在火花塞附近聚集的混合氣將過 濃，不利于功率混合氣的要求；特別是與這種汽油機(jī)的低壓燃料噴射(0. 25MPa 0. 3MPa) 不同的，采用中、高壓液態(tài)LPG噴射(2MPa 2. 5MPa)時(shí)，相應(yīng)于不同負(fù)荷工況而提供不同 缸內(nèi)混合氣構(gòu)造的分層稀薄燃燒發(fā)動(dòng)機(jī)尚未看到。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的技術(shù)任務(wù)是提供一種分層稀薄燃燒液態(tài)LPG噴射發(fā)動(dòng)機(jī)混合氣形成方 法。 本發(fā)明的技術(shù)任務(wù)是按以下方式實(shí)現(xiàn)的 1)、在前端向內(nèi)彎曲的進(jìn)氣道內(nèi)的進(jìn)氣閥前安裝隔板，LPG噴霧僅向兩隔板內(nèi)側(cè)噴 射； 2)、采用與滾流形狀相配合的凹面彎曲活塞頂； 3)、與可變氣門定時(shí)_升程技術(shù)相配合，中小負(fù)荷工況時(shí)采用進(jìn)氣過程中后期即 上止點(diǎn)后60 100° CA時(shí)LPG噴射，LPG噴霧沿隔板內(nèi)側(cè)氣道，在滾流比最大時(shí)流入氣缸； 大負(fù)荷工況時(shí)采用上一循環(huán)的壓縮上止點(diǎn)LPG噴霧噴射，LPG噴霧與關(guān)閉的進(jìn)氣閥碰撞后 將反射并越過隔板進(jìn)入外側(cè)的氣道，氣門打開時(shí)，LPG噴霧-空氣混合氣將同時(shí)從隔板的兩 側(cè)流入氣缸。 中小負(fù)荷時(shí)由于液態(tài)LPG噴射時(shí)產(chǎn)生減壓沸騰現(xiàn)象促進(jìn)了燃料蒸發(fā)汽化，可以 采用進(jìn)氣過程中后期(上止點(diǎn)后60 10Q。
CA)噴射。在節(jié)氣門開度小的低負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，減少氣閥升程和提前打開時(shí)間，以增強(qiáng)進(jìn)氣滾流；隨節(jié)氣門開度增加，增大氣門升程和提前 打開時(shí)間。 大負(fù)荷時(shí)由于LPG噴射量增大，為防止火花塞附近混合氣過濃，以及為了在節(jié)氣 門全開時(shí)使用功率混合氣，由ECU控制在壓縮上止點(diǎn)時(shí)開始LPG噴射，此時(shí)進(jìn)氣閥是關(guān)閉 的，高壓(2MPa以上)噴射的LPG噴霧與進(jìn)氣閥碰撞后將反射并越過隔板進(jìn)入隔板外側(cè)的 進(jìn)氣道內(nèi)，當(dāng)氣閥打開時(shí)，已蒸發(fā)汽化的LPG-空氣混合氣將同時(shí)從岐管內(nèi)的隔板兩側(cè)流入 氣缸。再配合以最大的氣閥升程和提前打開時(shí)間，這時(shí)的混和氣形成過程已與預(yù)混合均勻 燃燒方式?jīng)]有大的不同。 由計(jì)算機(jī)數(shù)值解析和光學(xué)可視化實(shí)驗(yàn)以及實(shí)際發(fā)動(dòng)機(jī)上的初步實(shí)驗(yàn)表明，本發(fā)明 提出的分層稀薄燃燒方式與一般預(yù)混合氣均勻燃燒LPG發(fā)動(dòng)機(jī)相比，可比現(xiàn)有的預(yù)混合均 勻燃燒LPG發(fā)動(dòng)機(jī)燃油消耗率降低5 10% 。


附圖1為本發(fā)明提供的分層稀薄燃燒液態(tài)LPG噴射發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室結(jié)構(gòu)示意圖。
附圖2為改造前后進(jìn)氣道形狀及隔板位置。 圖中1 、噴油器，2、進(jìn)氣閥，3、隔板，4、滾流，5、中心凹坑活塞頂，6、原進(jìn)氣道，7、改 進(jìn)后進(jìn)氣道。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例在噴油器l的前方，在前端向內(nèi)彎曲的進(jìn)氣道7內(nèi)的進(jìn)氣閥2前安裝隔板 3，LPG噴霧僅向兩隔板3內(nèi)側(cè)噴射；采用與滾流4形狀相配合的凹面彎曲活塞頂5 ;設(shè)計(jì)氣 缸直徑D = 85mm;壓縮比e = 10. 2 ;火花塞中心布置，制作液態(tài)LPG燃料系統(tǒng)，在燃料共 軌上加裝了壓力傳感器和溫度傳感器，以便相應(yīng)于燃料壓力和燃料溫度來調(diào)整輔助燃料噴 射量，同時(shí)，由傳感器對(duì)整個(gè)燃料回路進(jìn)行監(jiān)控，以防止燃料供給壓力過高。在LPG燃料箱 內(nèi)設(shè)置了燃油泵(2 2. 5MPa)，將液態(tài)LPG經(jīng)瞬時(shí)切斷閥(當(dāng)油路發(fā)生故障時(shí)迅速切斷油 路)供給燃油共軌(噴油器)，多余的燃料經(jīng)壓力調(diào)節(jié)閥返回到燃料箱，使用燃料噴射-點(diǎn) 火時(shí)間控制儀與多通道廢氣分析儀相配合，由發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架實(shí)驗(yàn)確定不同負(fù)荷時(shí)的LPG噴射 經(jīng)實(shí)驗(yàn)和數(shù)值解析都表明了 中小負(fù)荷工況時(shí)，沿滾流軸線方向和垂直于滾流軸 線方向都形成了混合氣分層構(gòu)造。壓縮過程接近終了時(shí)，在火花塞附近聚集了易于點(diǎn)火的 濃混和氣，而整個(gè)燃燒室內(nèi)的空然比A/F二 21 23 : 1。而大負(fù)荷工況時(shí)，由于LPG-空氣 混合時(shí)間長(zhǎng)，在壓縮過程接近終了時(shí)，氣缸內(nèi)已形成相當(dāng)均勻的功率混合氣。
權(quán)利要求
分層稀薄燃燒液態(tài)LPG噴射發(fā)動(dòng)機(jī)混合氣形成方法，其特征在于該方法由如下1)、在前端向內(nèi)彎曲的進(jìn)氣道內(nèi)的進(jìn)氣閥前安裝隔板，LPG噴霧僅向兩隔板內(nèi)側(cè)噴射；2)、采用與滾流形狀相配合的凹面彎曲活塞頂；3)、與可變氣門定時(shí)-升程技術(shù)相配合，中小負(fù)荷工況時(shí)采用進(jìn)氣過程中后期即上止點(diǎn)后60～100℃A時(shí)LPG噴射，LPG噴霧沿隔板內(nèi)側(cè)氣道，在滾流比最大時(shí)流入氣缸；大負(fù)荷工況時(shí)采用上一循環(huán)的壓縮上止點(diǎn)LPG噴霧噴射，LPG噴霧與關(guān)閉的進(jìn)氣閥碰撞后將反射并越過隔板進(jìn)入外側(cè)的氣道，氣門打開時(shí)，LPG噴霧-空氣混合氣將同時(shí)從隔板的兩側(cè)流入氣缸。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種分層稀薄燃燒液態(tài)LPG噴射發(fā)動(dòng)機(jī)混合氣形成方法，其主要技術(shù)方案是在前端向內(nèi)彎曲的進(jìn)氣道內(nèi)的進(jìn)氣閥前安裝隔板，LPG噴霧僅向兩隔板內(nèi)側(cè)噴射；采用與滾流形狀相配合的凹面彎曲活塞頂；中小負(fù)荷工況時(shí)采用進(jìn)氣過程中后期即上止點(diǎn)后60～100°CA時(shí)LPG噴射，LPG噴霧沿隔板內(nèi)側(cè)氣道，在滾流比最大時(shí)流入氣缸；大負(fù)荷工況時(shí)采用上一循環(huán)的壓縮上止點(diǎn)LPG噴霧噴射，LPG噴霧與關(guān)閉的進(jìn)氣閥碰撞后將反射并越過隔板進(jìn)入外側(cè)的氣道，氣門打開時(shí)，LPG噴霧-空氣混合氣將同時(shí)從隔板的兩側(cè)流入氣缸。與現(xiàn)有發(fā)動(dòng)機(jī)相比，燃油消耗降低5～10％，本發(fā)明也同樣適用于預(yù)混合均勻燃燒方式的汽油機(jī)。
文檔編號(hào)F02M21/04GK101725435SQ20081015800
公開日2010年6月9日 申請(qǐng)日期2008年10月17日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月17日
發(fā)明者許伯彥 申請(qǐng)人:許伯彥