一種電控直噴多燃料兩沖程發(fā)動機(jī)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種電控直噴多燃料兩沖程發(fā)動機(jī)，特別是無人機(jī)用、舷外機(jī)用兩沖程發(fā)動機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002]眾所周知，兩沖程發(fā)動機(jī)主要限于摩托車使用，這主要是由于零部件數(shù)量少以及隨之帶來的結(jié)構(gòu)的簡化。
[0003]與四沖程發(fā)動機(jī)相比，兩沖程發(fā)動機(jī)的其他優(yōu)勢:在相同排量下產(chǎn)生的更大的動力和更規(guī)律的扭矩，這是由于兩沖程發(fā)動機(jī)每轉(zhuǎn)一圈就做一次功所帶來的(四沖程發(fā)動機(jī)每轉(zhuǎn)兩圈做一次功)。
[0004]然而在機(jī)動車領(lǐng)域，消極方面戰(zhàn)勝了這些優(yōu)勢:與四沖程發(fā)動機(jī)相比，兩沖程發(fā)動機(jī)油耗更高，有更多的污染物排放，噪音更大，需要更頻繁的維修。
[0005]特別是油耗和排放，會受到日益嚴(yán)格的法規(guī)和來自民眾更多的關(guān)注的影響。
[0006]但是在無人機(jī)及舷外機(jī)領(lǐng)域，兩沖程發(fā)動機(jī)的優(yōu)勢將能得到完全的體現(xiàn)。其原因是這兩種應(yīng)用對于發(fā)動機(jī)的功率/重量比有較高的要求，對噪音、排放等問題關(guān)注度較小。
[0007]基于以上邏輯，一種新型的電控直噴多燃料兩沖程發(fā)動機(jī)在無人機(jī)及舷外機(jī)領(lǐng)域似乎是一個更好的選擇，特別是高功率/重量比、低燃油耗、低機(jī)油耗和多燃料的兩沖程發(fā)動機(jī)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本實用新型目的是提供一種消除了與傳統(tǒng)兩沖程發(fā)動機(jī)相關(guān)缺點的改進(jìn)的兩沖程發(fā)動機(jī)，其利用了更好的燃燒組織方式和潤滑方式以便它能更有效的被用于傳統(tǒng)應(yīng)用領(lǐng)域。
[0009]本實用新型的另一目的是提供一種兩沖程發(fā)動機(jī)特別適合于無人機(jī)或者舷外機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域。
[0010]以上所述目的是根據(jù)如下所述的一種兩沖程發(fā)動機(jī)來獲得的。
[0011]—種電控直噴多燃料兩沖程發(fā)動機(jī)，包括:一包含至少一個發(fā)動機(jī)氣缸(27)的曲軸箱，相應(yīng)于氣缸數(shù)量的在氣缸內(nèi)部在上止點和下止點之間移動的發(fā)動機(jī)活塞(26)，支撐于所述曲軸箱內(nèi)帶有至少兩個軸承且包含相應(yīng)于氣缸數(shù)量的曲柄的曲軸(31)，相應(yīng)于氣缸數(shù)量的鉸接于所述發(fā)動機(jī)活塞(26)和所述曲軸(31)的所述曲柄的連桿(28)，一個曲軸位置傳感器(14)，相應(yīng)于氣缸數(shù)量的進(jìn)氣口及掃氣口，相應(yīng)于氣缸數(shù)量的火花塞(8)，一個單獨的機(jī)油箱(12)和一個單獨的安裝有燃油成分傳感器的燃油箱(I)，一個節(jié)氣門(16)，一個安裝在節(jié)氣門(16)后的獨立的機(jī)油噴嘴(23)及為所述機(jī)油噴嘴(23)提供所需壓力的機(jī)油栗(17)，其特征在于:還包括一個空氣-燃油軌￠)，一個安裝在曲軸箱體上的由曲軸直接驅(qū)動的氣栗(13)，一個電子控制的適用于各種不同液體燃料的燃油栗(3)，相應(yīng)于氣缸數(shù)量的燃油噴嘴(5)和直噴噴嘴(7)，一個可以分別采集所有傳感器及控制不同執(zhí)行部件的ECU(發(fā)動機(jī)控制單元，11)，其中，所述氣栗(13)為空氣-燃油軌(6)及直噴噴嘴(7)提供穩(wěn)定壓力的壓縮空氣，所述燃油栗(3)為空氣-燃油軌(6)提供燃油，所述燃油噴嘴
(5)將燃油噴入空氣-燃油軌￠)，所述直噴噴嘴(7)將燃油空氣混合物噴入氣缸。
[0012]所述發(fā)動機(jī)適用于各種不同的液體燃料，使用不同液體燃料時都使用火花塞(8)點火的方式運轉(zhuǎn)發(fā)動機(jī)，且ECU (II)可以根據(jù)燃油箱(I)內(nèi)的燃油成分傳感器自動判別燃料類型以調(diào)整直噴噴嘴(7)噴射時刻和火花塞(8)點火的時刻。所述液體燃料為汽油、柴油、航空煤油或其混合物。
[0013]所述機(jī)油栗(17)連接機(jī)油箱(12)并由ECU(Il)控制，所述機(jī)油栗(17)為安裝于發(fā)動機(jī)節(jié)氣門(16)后的單獨的機(jī)油噴嘴(23)提供所需壓力的機(jī)油，所述機(jī)油噴嘴(23)同樣由ECU(Il)單獨控制噴射量及噴射時間。
[0014]所述氣栗(13)，由曲軸一端的帶曲面的驅(qū)動盤驅(qū)動(24)。
[0015]所述空氣-燃油軌￠)，安裝于發(fā)動機(jī)缸蓋(25)頂上，空氣及燃油的壓力隨發(fā)動機(jī)運轉(zhuǎn)工況的不同由E⑶(11)進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)節(jié)。
[0016]所述直噴噴嘴(7)，安裝于所述空氣-燃油軌￠)內(nèi)，將空氣和燃油的混合物噴入發(fā)動機(jī)氣缸(27)，所述直噴噴嘴(7)與燃油噴嘴(5)同時使用，燃油噴嘴(5)將燃油噴入空氣-燃油軌￠)，所述直噴噴嘴(7)再將軌內(nèi)的混合物在適當(dāng)?shù)臅r間噴入氣缸(27)。所述直噴噴嘴(7)安裝在發(fā)動機(jī)缸蓋(25)上，位置與氣缸中心線相對并垂直于氣缸徑向，火花塞(8)與所述直噴噴嘴(7)形成45±10°夾角。
[0017]所述ECU(Il)根據(jù)特殊的控制策略對燃油噴嘴(5)、直噴噴嘴(7)及火花塞(8)進(jìn)行獨立控制，首先對將經(jīng)過精確計量的燃油經(jīng)由燃油噴嘴(5)噴入空氣-燃油軌￠)，然后控制直噴噴嘴(7)將空氣燃油混合物噴入發(fā)動機(jī)氣缸(27)，在空氣燃油混合物噴入氣缸后的精確時刻控制火花塞(8)進(jìn)行點火。
[0018]相比于傳統(tǒng)的兩沖程發(fā)動機(jī)，所述發(fā)動機(jī)的優(yōu)勢如下:
[0019]I)減少濕壁的發(fā)生；
[0020]2)提升的燃油霧化程度在低于1bar的噴射壓力時能夠使各種液體燃料的索特平均直徑達(dá)到10微米以下，實現(xiàn)缸內(nèi)的分層燃燒和稀薄燃燒；
[0021]3)更加靈活的空燃比電子控制，它可以幫助:
[0022]減少35-50%的油耗，即二氧化碳排放量；
[0023]減少85 %的碳?xì)渑欧帕浚?br>[0024]減少70 %的一氧化碳排放量；
[0025]減少冷啟動和熱啟動的排放；
[0026]增加稀薄燃燒的工況范圍；
[0027]提升后處理的轉(zhuǎn)化效率；
[0028]提升EGR率(廢氣再循環(huán)百分比)
[0029]4)排放一致性的提升。根據(jù)實驗，由本實用新型所制造的兩沖程發(fā)動機(jī)的排放一致性即同款發(fā)動機(jī)不同個體的排放水平比傳統(tǒng)的兩沖程發(fā)動機(jī)大大提高。
[0030]5)所述發(fā)動機(jī)的優(yōu)勢還在于相比于傳統(tǒng)沖程發(fā)動機(jī)極大程度改善的冷啟動性能，根據(jù)實驗，由本實用新型所制造的兩沖程發(fā)動機(jī)能夠在不采用任何加熱輔助系統(tǒng)的情況下在-30°C環(huán)境溫度時順利啟動且穩(wěn)定性極高。
[0031]6)所述發(fā)動機(jī)能夠靈活地應(yīng)用各種常用液體燃料包括汽油、柴油、航空煤油或其混合物等。
[0032]7)所述發(fā)動機(jī)采用的低壓電控直噴式供油系統(tǒng)，一方面提高控制精度及發(fā)動機(jī)工作穩(wěn)定性，使發(fā)動機(jī)的NVH水平大大提高，另一方面大大降低了發(fā)動機(jī)對于燃油系統(tǒng)的要求，從而降低制造成本。
[0033]8)除了排放的減少，此種發(fā)動機(jī)還具有其他的優(yōu)勢，比如降低制動比油耗，增加發(fā)動機(jī)全負(fù)荷工況下的輸出功率和扭矩等。
【附圖說明】
[0034]圖1示出了本實用新型所涉及的兩沖程發(fā)動機(jī)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。
[0035]圖2示出了根據(jù)本實用新型制造的一個兩缸兩沖程發(fā)動機(jī)的部分橫向剖面圖，基于一個通過氣缸中心且垂直于曲軸中心的平面。
[0036]圖3示出了如圖2所示發(fā)動機(jī)的部分縱向剖面圖，基于一個通過兩個氣缸中心線的平面。
[0037]圖4示出了本實用新型涉及的E⑶(11)對噴油點火的控制策略。
[0038]圖5示出了本實用新型涉及的氣栗(13)的安裝位置及驅(qū)動原理。
[0039]附圖標(biāo)記說明
[0040]圖中:1、燃油箱，2、燃油濾清器，3、燃油栗，4、燃油壓力調(diào)節(jié)閥，5燃油噴嘴，6、空氣-燃油軌，7、直噴噴嘴，8、火花塞，9、溫度傳感器，10、點火線圈，11、E⑶，12、機(jī)油箱，13、氣栗，14、曲軸位置傳感器，15、節(jié)氣門位置傳感器，16、節(jié)氣門，17、機(jī)油栗，18、空氣穩(wěn)壓腔，19、空氣濾清器，20、環(huán)境壓力傳感器，21、點火開關(guān)，22、蓄電池，23、機(jī)油噴嘴，24、氣栗驅(qū)動盤，25、發(fā)動機(jī)缸蓋，26、發(fā)動機(jī)活塞，27、發(fā)動機(jī)氣缸，28、連桿，29、曲柄，30、馬達(dá)，31、曲軸。
【具體實施方式】
[0041]以下結(jié)合附圖1-5對本實用新型的實施作進(jìn)一步詳細(xì)說明，但對相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)人員，依據(jù)本實用新型的思想，在【具體實施方式】及應(yīng)用范圍上均有可能發(fā)生改變。所以，不應(yīng)將本說明書理解為對本實用新型的限制。在本實用新型基本思想限制下的任何改變均屬于本實用新型范疇之內(nèi)，本實用新型的專利保護(hù)范圍應(yīng)由權(quán)利要求限制。
[0042]如圖1-3所示，所述發(fā)動機(jī)工作過程如下:發(fā)動機(jī)工作時，當(dāng)活塞(26)下行至打開進(jìn)氣口時，進(jìn)氣過程開始。新鮮空氣經(jīng)