專利名稱：柴油內(nèi)燃機(jī)中的燃料噴射過程的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種將燃料噴入柴油型往復(fù)式內(nèi)燃機(jī)氣缸中的燃燒室內(nèi)的燃料噴射過程。其中供著火沖程用的總?cè)剂狭渴怯蛇@樣配置于燃燒室內(nèi)的至少兩個(gè)噴咀噴射的，使離開每一噴咀的燃料噴注并不影響離開另外噴咀的燃料噴注。本發(fā)明也涉及完成該過程的裝置。
在這種常規(guī)的噴射過程中，每一著火沖程所需的燃料量是通過一些同時(shí)開啟的噴咀輸入到燃燒室內(nèi)的，這些噴咀在工作活塞達(dá)到上止點(diǎn)(OTP)后的很短時(shí)間內(nèi)開啟，并在上止點(diǎn)后大約曲軸轉(zhuǎn)角20°處再關(guān)閉。在該過程中，在氣缸內(nèi)便形成壓力分布，在圖3中，它以實(shí)線PZA代表，其特點(diǎn)是在上止點(diǎn)后很短時(shí)間內(nèi)，該壓力在短暫時(shí)間內(nèi)是不變的或稍微平穩(wěn)地下降，然后在被點(diǎn)燃燒料的作用下再較陡地上升直至達(dá)到某一最大值。這種壓力分布是不理想的，因?yàn)橛蓛?nèi)燃機(jī)結(jié)構(gòu)形成的最大可能的氣缸壓力未被最佳利用。壓力的急增也是不希望的，因?yàn)橐饍?nèi)燃機(jī)結(jié)構(gòu)應(yīng)力。在上止點(diǎn)附近的最大壓力恒定的壓力分布是理想的。
本發(fā)明的一個(gè)目的是要?jiǎng)?chuàng)造一種柴油內(nèi)燃機(jī)燃料噴射過程，借助于它，使上止點(diǎn)附近的氣缸壓力分布盡可能接近等壓分布。
按照本發(fā)明，可以達(dá)到這一目的，其中，著火沖程所需總?cè)剂狭康膰娚涫沁@樣進(jìn)行的，首先，第一噴咀在與氣缸配合的工作活塞上止點(diǎn)附近開啟，而后第二噴咀開啟，此時(shí)第一噴咀仍然開啟著。
由于總?cè)剂狭康腻e(cuò)開噴射，可避免圖3中所示的公知過程的氣缸壓力“下垂”，這是通過在上止點(diǎn)之前的短暫時(shí)間內(nèi)借助于第一噴咀的較早的燃料噴射量達(dá)到壓力逐漸增加來避免的。結(jié)果，達(dá)到了比以前更好地利用最大可能的氣缸壓力。發(fā)動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)應(yīng)力由于壓力逐漸增加也得到改善。
實(shí)現(xiàn)本發(fā)明這一過程的特別簡單的結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是，采用具有由關(guān)閉彈簧保持關(guān)閉的針閥的噴咀，其中關(guān)閉彈簧具有不同的尺寸和/或被施加預(yù)應(yīng)力。
借助于附圖，下面詳細(xì)說明本發(fā)明的示例性實(shí)施例。


圖1簡略表示用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的這一過程的一種簡化的噴咀結(jié)構(gòu);
圖2表示自燃料室看的噴咀結(jié)構(gòu)視圖;
圖3表示一條說明壓力分布和針閥隨曲軸轉(zhuǎn)角α而變的曲線。
在圖1中表示了一種多缸低速二沖程往復(fù)內(nèi)燃機(jī)的一個(gè)氣缸44，該氣缸未被進(jìn)一步詳細(xì)表示，它按柴油機(jī)過程運(yùn)轉(zhuǎn)，工作活塞45安裝在氣缸內(nèi)，因此能上、下移動(dòng)。工作活塞45和安裝在其上方的氣缸蓋一起限定了燃燒室43，流體燃料，即柴油由第一噴咀1和第二噴咀11以下面還要詳細(xì)敘述的方式噴入燃燒室內(nèi)。在氣缸蓋46的中央配置一排氣閥(未示)，因此，在工作活塞45向上移動(dòng)開始時(shí)，形成直流帚氣。
公知結(jié)構(gòu)的第一噴咀1本身包括一針閥7，在關(guān)閥彈簧8的作用下，它被強(qiáng)制頂靠在噴咀殼體內(nèi)的閥座1′上。在圖1中，在噴咀殼體內(nèi)的閥座下方設(shè)有一盲孔，自盲孔處制出一些通入燃燒室43的噴孔。在圖1中，在噴咀殼體內(nèi)的閥座上方設(shè)有壓力腔10，它經(jīng)壓力管9連于噴射泵40，燃料自油箱(未示)經(jīng)輸油管41被輸送到噴射泵。在噴咀1噴油期間，經(jīng)輸油管9供給壓力室10的燃油壓力是這樣的大，以致能克服彈簧8的關(guān)閉壓力而使針閥7自閥座1′上升起，從而燃料經(jīng)噴孔2噴入燃燒室43。管42連于噴咀1的殼體上，它用于輸送泄漏的燃油。
第二噴咀11具有跟噴咀1同樣的結(jié)構(gòu)，其唯一區(qū)別在于作用在針閥17上的關(guān)閉彈簧18的直徑較關(guān)閉彈簧8的直徑大。因此，經(jīng)由管9分支的噴咀11的管19供給的燃油壓力必須大于針閥7的開啟壓力，這樣，針閥17才能開啟。也可以使關(guān)閉彈簧18具有跟彈簧8相同的尺寸，此時(shí)調(diào)正彈簧18，使其預(yù)應(yīng)力較大。
如圖2所示，兩噴咀1和11彼此沿直徑方向配置在氣缸蓋46內(nèi)，實(shí)際上噴孔2和12允許燃料以相反方向的噴注噴出(箭頭A和A′)。這是因?yàn)樵诠ぷ骰钊?5向上移動(dòng)期間在燃燒室43內(nèi)產(chǎn)生了一股燃燒空氣渦流(箭頭B)，并且因?yàn)殡x開噴孔2和12的燃料噴注基本上具有相同的方向。相鄰噴咀的燃料噴注不能穿透燃燒室43區(qū)域的事實(shí)是和離開噴咀的燃料噴注相關(guān)聯(lián)的，對(duì)噴咀的布置是至關(guān)緊要的。
正如已提到的，在圖3中的實(shí)線PZA表示當(dāng)總?cè)剂狭坑擅扛讕讉€(gè)噴咀同時(shí)開啟噴射時(shí)的氣缸壓力分布。相比之下，虛線PZ44表示利用本發(fā)明規(guī)定的用二個(gè)錯(cuò)開開啟的噴咀噴射的在氣缸44中的壓力分布。圖3還表示了噴咀端部的燃油壓力分布，實(shí)線PDA代表公知噴射，虛線PD1，11代表為本發(fā)明規(guī)定的噴射。最后，在圖3中還表示了針閥升程，相應(yīng)于公知噴射過程的噴咀針閥升程以實(shí)線HA表示，相應(yīng)于本發(fā)明規(guī)定的噴射過程的錯(cuò)開開啟的噴咀1、11的針閥升程以虛線H1和H11表示。
具有所述裝置的本發(fā)明的噴射過程是按下列方式進(jìn)行的在排氣閥關(guān)閉后，借助于工作活塞45的向上沖程，空氣在燃燒室43內(nèi)被壓縮，其時(shí)氣缸44中的壓力上升(曲線PZ44)。當(dāng)工作活塞45的向上沖程接近結(jié)束，燃油泵40壓力側(cè)的壓力也上升，并經(jīng)管9和19分配給噴咀1和11。在泵壓大約300巴的時(shí)候，克服第一噴咀1中的彈簧8的關(guān)閉壓力，從而在上止點(diǎn)前大約曲線轉(zhuǎn)角2°處噴咀1的針閥7開啟，開始噴射柴油(點(diǎn)X1)。通過燃燒室43內(nèi)這些燃油的著火和燃燒，氣缸44中的壓力平緩上升(曲線PZ44)，此時(shí)，第二噴咀11仍然保持關(guān)閉狀態(tài)。在曲軸轉(zhuǎn)角8°的噴油延續(xù)時(shí)間間隔內(nèi)，由燃油泵40產(chǎn)生的壓力被分散了，因此不超過第二噴咀11的開啟壓力。這狀態(tài)用圖3中X1、X2兩點(diǎn)之間的曲線上的壓力PD下降表示。在這一時(shí)間周期內(nèi)，也可以保持壓力PD大致不變。此后，燃油泵40壓力側(cè)的燃油壓力進(jìn)一步上升到大約500巴，克服第二噴咀11內(nèi)的具有較大直徑的彈簧18的關(guān)閉壓力，從而針閥17也開啟(點(diǎn)X2)。因此，從現(xiàn)在起，兩個(gè)噴咀1和11均開啟，直到上止點(diǎn)后曲軸轉(zhuǎn)角大約22°時(shí)，兩噴咀才關(guān)閥，至此完成噴射作業(yè)。由于第二噴咀11的開啟和與此相關(guān)的燃燒的強(qiáng)化，氣缸44內(nèi)的壓力再度輕微上升?？紤]整個(gè)噴射過程，就本發(fā)明的噴射過程而言，氣缸44內(nèi)的壓力分布(曲線PZ44)較之公知的噴射過程的壓力分布(曲線PZA)更為均勻。此外，整個(gè)噴射過程的壓力分布是分段的。因?yàn)樗鲇扇加捅?0產(chǎn)生的壓力分布在第一噴咀噴射期間被保持著，X1和X2之間的時(shí)間間隔可借助于燃油泵驅(qū)動(dòng)凸輪的適當(dāng)形狀加以控制。
偏離開所述示例性實(shí)施例，本發(fā)明的噴射過程也可采用兩個(gè)以上的噴咀來完成，在此情況下，噴咀按前述關(guān)于燃燒室43中燃料噴注的式樣配置。此時(shí)，首先僅第一噴咀開啟，而其余的噴咀以后同時(shí)或也錯(cuò)開開啟。
代替采用不同尺寸的關(guān)閉彈簧或預(yù)應(yīng)力關(guān)閉彈簧，噴咀中針閥的開啟運(yùn)動(dòng)通過電磁作用于針閥而被電子控制，也能達(dá)到噴咀的錯(cuò)開開啟。
偏離于圖3中所述噴射過程的改進(jìn)，第一噴咀噴射開始也可處于上止點(diǎn)后。這取決于所謂的起燃躍變，即起燃?jí)毫蛪嚎s壓力之比?！皦嚎s壓力”應(yīng)理解為在上止點(diǎn)時(shí)氣缸中無燃燒的空氣壓縮壓力。對(duì)于小的壓力比，噴射開始可處于上止點(diǎn)后，而隨著該壓力比增大，逐移向上止點(diǎn)。
權(quán)利要求
1.一種用于將燃料噴入往復(fù)柴油內(nèi)燃機(jī)氣燃燃燒室內(nèi)的過程，其中供給著火沖程的總?cè)剂狭坑弥辽賰蓚€(gè)這樣配置于燃燒室中的噴咀噴射，使正在離開每一噴咀的燃料噴注并不影響正在離另外相應(yīng)噴咀的燃料噴注，其特征在于供給著火沖程的總?cè)剂狭繃娚涫沁@樣進(jìn)行的，起先，一個(gè)第一噴咀在氣缸中被導(dǎo)向的工作活塞的上止點(diǎn)附近開啟，而第二噴咀在第一噴咀仍然開啟著的稍后時(shí)間里開啟。
2.一種按權(quán)利要求1所述的燃料噴射過程，其特征在于在第一和第二噴咀開啟之間的時(shí)間間隔通過影響這些噴咀端部的燃料壓力而得以控制。
3.一種按權(quán)利要求1或2所述的燃料噴射過程，其特征在于第一和第二噴咀同時(shí)結(jié)束它們的噴射相位。
4.一種按權(quán)利要求1至3所述的燃料噴射過程，其特征在于第一和第二噴咀開啟之間的時(shí)間周期為至少4°曲軸轉(zhuǎn)角。
5.一種用于完成權(quán)利要求1所述的噴射過程的裝置，其特征在于設(shè)置至少兩個(gè)噴咀，它們?cè)跁r(shí)間上錯(cuò)開開啟，以噴射供給一個(gè)氣缸著火沖程的總?cè)剂狭俊?br> 6.一種按權(quán)利要求5所述的噴射裝置，它具有包括針閥的噴咀，針閥借助于燃油壓力克服關(guān)閉彈簧的作用力而開啟，其特征在于所述兩噴咀包括不同剛度的關(guān)閉彈簧。
7.一種按權(quán)利要求5所述的噴射裝置，它具有包括針閥的噴咀，針閥借助于燃油壓力克服關(guān)閉彈簧的作用力而開啟，其特征在于當(dāng)所述關(guān)閉彈簧具有相同尺寸時(shí)，它們被施加不同的預(yù)應(yīng)力。
全文摘要
本發(fā)明的噴射過程，借助于至少兩個(gè)這樣配置于燃燒室(43)中的噴嘴(1，11)將供給著火沖程中的總?cè)剂狭繃娚洌拐诜謩e離開各噴嘴的燃料噴注并不相互干擾。噴射是以這樣方式形成的，首先，第一噴嘴(1)，在氣缸(44)中被導(dǎo)向的工作活塞(45)的上止點(diǎn)附近開啟，而第二噴嘴在第一噴嘴仍然開啟著的稍后時(shí)間里開啟。
文檔編號(hào)F02M45/04GK1087702SQ9311641
公開日1994年6月8日 申請(qǐng)日期1993年9月4日 優(yōu)先權(quán)日1992年9月11日
發(fā)明者M·舒茲 申請(qǐng)人:新蘇舍柴油機(jī)有限公司