缸內(nèi)直噴汽油機(jī)廢氣輔助噴射方法及系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種缸內(nèi)直噴汽油機(jī)廢氣輔助噴射方法及系統(tǒng)，該方法為：從發(fā)動機(jī)排氣系統(tǒng)中引出部分廢氣與燃油進(jìn)行混合，將混合后形成的燃油混合氣通過位于發(fā)動機(jī)氣缸內(nèi)的燃?xì)鈬娮靽娙氚l(fā)動機(jī)氣缸內(nèi)進(jìn)行燃燒。該系統(tǒng)包括氣缸、燃?xì)鈬娮?、燃油箱、排氣管、油氣混合裝置、燃油泵、廢氣泵和油氣泵，燃油箱通過輸油管道與油氣混合裝置連接，燃油泵安裝在輸油管道上，排氣管通過廢氣管道與油氣混合裝置連接，廢氣泵安裝在廢氣管道上，油氣混合裝置通過油氣管道與燃?xì)鈬娮爝B接，油氣泵安裝在油氣管道上。本發(fā)明提高了噴射油霧質(zhì)量，降低了發(fā)動機(jī)碳煙排放并優(yōu)化了燃燒效果。
【專利說明】缸內(nèi)直噴汽油機(jī)廢氣輔助噴射方法及系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及發(fā)動機(jī)缸內(nèi)直噴技術(shù)，具體涉及一種利用氣缸廢氣與燃油進(jìn)行預(yù)先混合的輔助噴射方法及系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]汽油缸內(nèi)直噴技術(shù)是提高汽油機(jī)燃油經(jīng)濟(jì)性的重要手段。目前已經(jīng)應(yīng)用的汽油缸內(nèi)直噴技術(shù)的燃燒方法主要分為兩種，即分層稀薄燃燒和均質(zhì)當(dāng)量比燃燒。第一代缸內(nèi)直噴汽油機(jī)采用分層稀薄燃燒方式，由于提高了比熱容比以及降低了泵氣損失，故大幅度提高燃油經(jīng)濟(jì)性。但是，三效催化劑不能解決稀燃模式下廢氣中的氮氧化物過高的問題，并且會造成比傳統(tǒng)的進(jìn)氣道噴射更高的碳煙排放問題。鑒于以上問題，目前產(chǎn)業(yè)化的GDI汽油機(jī)大多采用均質(zhì)當(dāng)量比燃燒方式，但由于無法采用分層稀薄燃燒，部分負(fù)荷下仍存在較大的泵氣損失使得節(jié)油效果減弱，并且即使采用當(dāng)量比燃燒模式，在冷啟動工況以及為抑制大負(fù)荷爆震所采取的二次噴射策略也會由于分層燃燒而帶來碳煙排放問題。
[0003]為解決上述問題，現(xiàn)有一些企業(yè)開始探索采用空氣輔助噴射的方法，即將燃油提前與新鮮空氣混合后噴入缸內(nèi)，可有效促進(jìn)燃油的霧化蒸發(fā)，但噴霧質(zhì)量仍有待提高，且還存在噴油難以定量、空燃比不易控制的問題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種缸內(nèi)直噴汽油機(jī)廢氣輔助噴射方法及系統(tǒng)，以提高發(fā)動機(jī)噴射油霧質(zhì)量和發(fā)動機(jī)的燃燒效率。
[0005]本發(fā)明所述的缸內(nèi)直噴汽油機(jī)廢氣輔助噴射方法，包括如下步驟:從發(fā)動機(jī)排氣系統(tǒng)中引出部分廢氣與燃油進(jìn)行混合；將混合后形成的燃油混合氣通過位于發(fā)動機(jī)氣缸內(nèi)的燃?xì)鈬娮靽娙氚l(fā)動機(jī)氣缸內(nèi)進(jìn)行燃燒。
[0006]進(jìn)一步的，所述混合后形成的燃油混合氣在進(jìn)氣沖程中噴入發(fā)動機(jī)氣缸內(nèi)，或者在壓縮沖程中噴入發(fā)動機(jī)氣缸內(nèi)，或者分別在進(jìn)氣沖程和壓縮沖程中噴入發(fā)動機(jī)氣缸內(nèi)。
[0007]發(fā)動機(jī)在運(yùn)行過程中，燃油與空氣以理論空燃比進(jìn)行燃燒。
[0008]所述廢氣在與燃油進(jìn)行混合時，廢氣形成旋轉(zhuǎn)的渦流與燃油進(jìn)行混合。
[0009]缸內(nèi)直噴汽油機(jī)廢氣輔助噴射系統(tǒng)，包括氣缸、燃?xì)鈬娮臁⑷加拖?、排氣管、油氣混合裝置、燃油泵、廢氣泵和油氣泵，燃油箱通過輸油管道與油氣混合裝置連接，燃油泵安裝在輸油管道上，排氣管通過廢氣管道與油氣混合裝置連接，廢氣泵安裝在廢氣管道上，油氣混合裝置通過油氣管道與燃?xì)鈬娮爝B接，油氣泵安裝在油氣管道上。
[0010]進(jìn)一步的，在輸油管道上安裝有油量控制閥，在廢氣管道上安裝有氣量控制閥。
[0011]所述油氣混合裝置具有圓柱體形腔室，廢氣沿圓柱形腔室表面切線方向進(jìn)入，在其內(nèi)形成快速旋轉(zhuǎn)的渦流。
[0012]本發(fā)明的有益效果如下:
1、由于廢氣的溫度較高，使得與其混合的燃油快速蒸發(fā)并與廢氣均勻混合，再將混合后形成的燃油混合氣通過燃?xì)鈬娮靽娙霘飧變?nèi)進(jìn)行燃燒，因此與現(xiàn)有的燃油直接噴射或空氣輔助噴射相比，本發(fā)明具有更好的噴霧質(zhì)量，其油氣混合效果、氣化效果得到顯著提高，因此能夠有效降低發(fā)動機(jī)碳煙排放并改善燃燒效果。
[0013]2、采用理論空燃比燃燒后的廢氣進(jìn)行輔助噴射，與利用新鮮空氣相比，并沒有在噴油系統(tǒng)中引入新鮮空氣，便能更容易地建立噴油量和空燃比的定量關(guān)系，對于增強(qiáng)噴射系統(tǒng)精度、降低發(fā)動機(jī)控制難度有顯著意義。
[0014]3、在發(fā)動機(jī)中小負(fù)荷下，引入的高溫廢氣不僅具有體積稀釋的效果，還具有溫度稀釋的效果，能夠稀釋氣缸充量從而降低泵氣損失；在發(fā)動機(jī)大負(fù)荷下，引入的廢氣可以降低燃燒速度，達(dá)到抑制爆震的效果。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1是本發(fā)明所述缸內(nèi)直噴汽油機(jī)廢氣輔助噴射系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0016]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)闡述:
缸內(nèi)直噴汽油機(jī)廢氣輔助噴射方法，包括如下步驟:
從發(fā)動機(jī)排氣系統(tǒng)中引出部分廢氣與燃油進(jìn)行混合，所述廢氣在與燃油進(jìn)行混合時，廢氣形成旋轉(zhuǎn)的渦流與燃油進(jìn)行混合；
將混合后形成的燃油混合氣通過位于發(fā)動機(jī)氣缸內(nèi)的燃?xì)鈬娮煸谶M(jìn)氣沖程中噴入發(fā)動機(jī)氣缸內(nèi)內(nèi)進(jìn)行燃燒，以形成均質(zhì)當(dāng)量比混合氣形式，或者在壓縮沖程中噴入發(fā)動機(jī)氣缸內(nèi)內(nèi)進(jìn)行燃燒，形成在火花塞附近較濃的分層混合氣形式，或者分別在進(jìn)氣沖程和壓縮沖程中噴入發(fā)動機(jī)氣缸內(nèi)內(nèi)進(jìn)行燃燒，以形成火花塞附近較濃，周圍較稀，濃稀區(qū)域都混合均勻的分層混合氣形式；
發(fā)動機(jī)在運(yùn)行過程中，燃油與空氣以理論空燃比進(jìn)行燃燒，理論空燃比即I公斤燃油完全燃燒需要消耗14.7公斤的空氣。
[0017]如圖1所示的缸內(nèi)直噴汽油機(jī)廢氣輔助噴射系統(tǒng)，包括氣缸、燃?xì)鈬娮?、燃油箱
2、排氣管3、油氣混合裝置4、燃油泵8、廢氣泵6和油氣泵5，該氣缸直徑為80mm，壓縮比為10，燃油箱2通過輸油管道10與油氣混合裝置4連接，燃油泵8安裝在輸油管道10上，在輸油管道10上還安裝有油量控制閥9，其位于油氣混合裝置4與燃油泵8之間，排氣管3通過廢氣管道11與油氣混合裝置4連接，廢氣泵6安裝在廢氣管道11上，在廢氣管道11上還安裝有氣量控制閥7，其位于油氣混合裝置4與廢氣泵6之間，油氣混合裝置4通過油氣管道12與燃?xì)鈬娮霫連接，油氣泵5安裝在油氣管道12上，所述油氣混合裝置4具有圓柱體形腔室，廢氣沿圓柱形腔室表面切線方向進(jìn)入，在其內(nèi)形成快速旋轉(zhuǎn)的渦流。
【權(quán)利要求】
1.一種缸內(nèi)直噴汽油機(jī)廢氣輔助噴射方法，其特征在于:包括如下步驟: 從發(fā)動機(jī)排氣系統(tǒng)中引出部分廢氣與燃油進(jìn)行混合； 將混合后形成的燃油混合氣通過位于發(fā)動機(jī)氣缸內(nèi)的燃?xì)鈬娮靽娙氚l(fā)動機(jī)氣缸內(nèi)進(jìn)行燃燒。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的缸內(nèi)直噴汽油機(jī)廢氣輔助噴射方法，其特征在于:所述混合后形成的燃油混合氣在進(jìn)氣沖程中噴入發(fā)動機(jī)氣缸內(nèi)，或者在壓縮沖程中噴入發(fā)動機(jī)氣缸內(nèi)，或者分別在進(jìn)氣沖程和壓縮沖程中噴入發(fā)動機(jī)氣缸內(nèi)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的缸內(nèi)直噴汽油機(jī)廢氣輔助噴射方法，其特征在于:發(fā)動機(jī)在運(yùn)行過程中，燃油與空氣以理論空燃比進(jìn)行燃燒。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的缸內(nèi)直噴汽油機(jī)廢氣輔助噴射方法，其特征在于:所述廢氣在與燃油進(jìn)行混合時，廢氣形成旋轉(zhuǎn)的渦流與燃油進(jìn)行混合。
5.一種缸內(nèi)直噴汽油機(jī)廢氣輔助噴射系統(tǒng)，包括氣缸、燃?xì)鈬娮?I)、燃油箱(2)和排氣管(3)，其特征在于:還包括油氣混合裝置(4)、燃油泵(8)、廢氣泵(6)和油氣泵(5)，燃油箱通過輸油管道(10)與油氣混合裝置連接，燃油泵安裝在輸油管道上，排氣管通過廢氣管道(11)與油氣混合裝置連接，廢氣泵安裝在廢氣管道上，油氣混合裝置通過油氣管道(12)與燃?xì)鈬娮爝B接，油氣泵安裝在油氣管道上。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的缸內(nèi)直噴汽油機(jī)廢氣輔助噴射系統(tǒng),其特征在于:在輸油管道(10 )上安裝有油量控制閥(9 )，在廢氣管道(11)上安裝有氣量控制閥(7 )。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的缸內(nèi)直噴汽油機(jī)廢氣輔助噴射系統(tǒng)，其特征在于:所述油氣混合裝置(4)具有圓柱體形腔室，廢氣沿圓柱形腔室表面切線方向進(jìn)入。
【文檔編號】F02M25/07GK104179599SQ201310200784
【公開日】2014年12月3日 申請日期:2013年5月27日 優(yōu)先權(quán)日:2013年5月27日
【發(fā)明者】白云龍, 李云伍, 張小燕, 胡鐵剛, 劉斌, 張青 申請人:重慶長安汽車股份有限公司