用于缸內(nèi)直噴燃燒系統(tǒng)的燃油噴射方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及車輛領(lǐng)域，具體涉及一種用于缸內(nèi)直噴燃燒系統(tǒng)的燃油噴射方法。
【背景技術(shù)】
[0002]發(fā)動機(jī)是汽車中的重要部件，其將某一種形式的能量轉(zhuǎn)換為機(jī)械能輸出向汽車提供動力。
[0003]如圖1-2所示，發(fā)動機(jī)包括氣缸5，氣缸5頂部具有氣缸蓋6，氣缸5底部連接有曲軸8，活塞7連接于曲軸8頂部，活塞7隨著曲軸8的轉(zhuǎn)動在氣缸5內(nèi)作循環(huán)往復(fù)運動；活塞7頂面以上，氣缸蓋6底面以下所形成的空間稱為燃燒室；氣缸蓋6上連接有進(jìn)氣道3、排氣道4、噴油器1以及火花塞2,進(jìn)氣道3與排氣道4分別于燃燒室連通,噴油器1與火花塞2的頭部均伸入燃燒室。其中燃燒室以及連接于燃燒室的所有部件統(tǒng)稱為燃燒系統(tǒng)。
[0004]缸內(nèi)直噴燃燒系統(tǒng)是燃燒系統(tǒng)的一種，在我國，受燃油品質(zhì)及后處理技術(shù)的影響，缸內(nèi)直噴燃燒系統(tǒng)在市場中占用的越來越大的比重。缸內(nèi)直噴燃燒系統(tǒng)的布置方式主要有兩種，第一種是將噴油器1布置于進(jìn)氣道3相對于排氣道4的另一側(cè)(即進(jìn)氣道3外側(cè))，采用側(cè)向噴射，如圖1所示；第二種是將噴油器1位于進(jìn)氣道3和排氣道4之間、且布置于氣缸蓋6的中間區(qū)域，采用中心噴射，如圖2所示。
[0005]理想的狀態(tài)下，當(dāng)發(fā)動機(jī)在高轉(zhuǎn)速大負(fù)荷工況下運行時，每循環(huán)噴入氣缸內(nèi)的燃油量較大，希望噴油器的流量系數(shù)能夠盡量提高，以實現(xiàn)大量的燃油在進(jìn)氣過程中盡快地噴入氣缸內(nèi)，留有足夠的蒸發(fā)混合時間，達(dá)到最佳的均勻混合燃燒的效果；當(dāng)發(fā)動機(jī)在中小負(fù)荷工況下運行時，每循環(huán)噴入氣缸內(nèi)的燃油量非常少，混合時間比較充分，又希望噴油器的流量系數(shù)能夠盡量減少，以適當(dāng)延長燃油在進(jìn)氣過程中的噴射時間，提高噴油器的運行穩(wěn)定性。
[0006]因此，發(fā)動機(jī)(尤其是均勻混合缸內(nèi)直噴發(fā)動機(jī))在選擇噴油器時，就存在上述的一組矛盾，從而無法實現(xiàn)理想的狀態(tài)。為了解決上述問題，現(xiàn)有技術(shù)采用了折中的方法:選擇流量系數(shù)居中的噴油器。但是這又會來帶新的問題:在高轉(zhuǎn)速大負(fù)荷工況下運行時，由于噴油器流量系數(shù)不夠大，延長了燃油噴射時間，減少了噴霧的蒸發(fā)混合時間，一定程度上降低了缸內(nèi)油氣混合的均勻度，影響了燃燒的效果；當(dāng)發(fā)動機(jī)在中小負(fù)荷工況下運行時，需要通過降低噴射壓力來減少噴油器的流量系數(shù)、延長噴射時間，由于噴射壓力的降低，噴霧粒子的平均粒徑會顯著增加，造成噴霧的霧化效果降低，一定程度上也降低了氣缸內(nèi)油氣混合的均勻度，影響了燃燒和排放。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明提供一種缸內(nèi)直噴燃燒系統(tǒng)的燃油噴射方法。它可以滿足發(fā)動機(jī)在不同工況下對噴霧流量的需求，改善噴霧的霧化混合效果，提高氣缸內(nèi)油氣混合的均勻度，從而實現(xiàn)更理想的燃燒、排放效果。
[0008]為解決上述問題，本發(fā)明提供一種缸內(nèi)直噴燃燒系統(tǒng)的燃油噴射方法，所述缸內(nèi)直噴燃燒系統(tǒng)包括燃燒室，所述燃燒室頂部連接有火花塞和噴油器；
[0009]所述火花塞和所述噴油器均位于燃燒室頂部的中間區(qū)域；
[0010]所述噴油器具有兩個，對稱設(shè)置于所述火花塞兩側(cè)；
[0011]所述噴油器噴射的油束與所述火花塞之間不干涉，且兩個噴油器噴射的油束之間不干涉；
[0012]在發(fā)動機(jī)大負(fù)荷運行的工況下，進(jìn)氣沖程中，控制兩個所述噴油器同時噴射；
[0013]在發(fā)動機(jī)中小負(fù)荷運行的工況下，進(jìn)氣沖程中，控制兩個所述噴油器輪流噴射或間歇輪流噴射。
[0014]可選的，在發(fā)動機(jī)所有工況下，燃油燃燒的實際空燃比接近于理論空燃比。
[0015]可選的，所述噴油器伸入燃燒室內(nèi)的長度為5?10mm。
[0016]可選的，所述噴油器與所述燃燒室軸向方向的夾角為5?10度。
[0017]可選的，所述噴油器為多孔式噴油器。
[0018]可選的，所述噴油器的噴孔為6?7個，所述噴孔的直徑為150?180 μ m。
[0019]可選的，所述缸內(nèi)直噴燃燒系統(tǒng)還包括與所述燃燒室頂部連接的進(jìn)氣道和排氣道；
[0020]所述進(jìn)氣道和所述排氣道分別布置于所述燃燒室頂部的中間區(qū)域之外，所述進(jìn)氣道位于兩個噴油器的一側(cè)，所述排氣道位于兩個噴油器的另一側(cè)。
[0021]可選的，所述進(jìn)氣道和所述排氣道均有兩條，且分別相對于所述火花塞對稱布置。
[0022]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的技術(shù)方案具有以下優(yōu)點:
[0023]相對于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明采用了兩個噴油器對稱布置在燃燒室頂部，沒有破壞現(xiàn)有缸內(nèi)直噴燃燒系統(tǒng)的特點。每個噴油器的流量系數(shù)可以選擇現(xiàn)有單噴油器的65?70%，即選擇兩個小一點的噴油器。這樣，在發(fā)動機(jī)大負(fù)荷的運行工況下，采用兩個噴油器同時噴射的策略，可以提高整體的流量系數(shù)，縮短燃油噴射時間，增加噴霧的蒸發(fā)、混合時間，提高點火時缸內(nèi)混合氣的均勻度，有利于燃燒和排放；在發(fā)動機(jī)中小負(fù)荷的運行工況下，采用兩個噴油器輪流噴射(每個噴油器噴一次，兩噴油器交替使用)或間歇輪流噴射(每個噴油器噴多次，兩噴油器交替使用)的策略，可以提高燃油噴射壓力，提升噴霧霧化的質(zhì)量，增加缸內(nèi)混合氣的均勻度，保證更好的燃燒、排放效果。另外，也增加噴油器工作過程的穩(wěn)定性，延長噴油器的使用壽命。
【附圖說明】
[0024]圖1是現(xiàn)有技術(shù)中一種缸內(nèi)直噴燃燒系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖2是現(xiàn)有技術(shù)中另一種缸內(nèi)直噴燃燒系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖3是本發(fā)明實施例燃油噴射方法的缸內(nèi)直噴燃燒系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027]圖4是本發(fā)明實施例燃油噴射方法的缸內(nèi)直噴燃燒系統(tǒng)的俯視示意圖；
[0028]圖5是本發(fā)明實施例燃油噴射方法的缸內(nèi)直噴燃燒系統(tǒng)中活塞主視方向的截面示意圖。
【具體實施方式】
[0029]如【背景技術(shù)】中所述，在發(fā)動機(jī)大負(fù)荷工況運行和中小負(fù)荷工況運行時，對噴油器流量系統(tǒng)的要求完全不同，而目前的缸內(nèi)直噴系統(tǒng)無法同時滿足上述兩種要求，以致不能達(dá)到理想的狀態(tài)，因此在缸內(nèi)直噴燃燒系統(tǒng)的設(shè)計中，只能選擇折中的模式:采用流量系數(shù)居中的噴油器。
[0030]發(fā)動機(jī)在高轉(zhuǎn)速大負(fù)荷工況下運行時，有可能要在一個循環(huán)中噴入缸內(nèi)100?120mg燃油，而當(dāng)采用流量系數(shù)居中的噴油器時，即使按照系統(tǒng)最大噴射壓力150bar噴射，噴射過程也會持續(xù)150個曲軸轉(zhuǎn)角(即曲軸轉(zhuǎn)過150度)左右，那么，容易導(dǎo)致噴霧在氣缸內(nèi)的混合時間被縮短，引起油氣混合不均勻和機(jī)油稀釋量大的問題，而機(jī)油稀釋量大又會導(dǎo)致早燃和超級爆震等一系列問題。
[0031]發(fā)動機(jī)在中低轉(zhuǎn)速小負(fù)荷工況下運行時，噴入缸內(nèi)的燃油量有時候僅有10_20mg。如果按照系統(tǒng)最大噴射壓力來噴射，噴油器噴射時間會很短，也就是噴油器中針閥的開啟、關(guān)閉時間會很短暫，這樣會引起噴油器流量不穩(wěn)定，進(jìn)而影響噴油器的性能。目前，為了防范這種情況，如【背景技術(shù)】中所述，在實際控制中一般采取降低噴射壓力的辦法，例如:由150bar的噴射壓力降為40_50bar。這樣雖然延長了噴射時間，但是由于噴射壓力降低，導(dǎo)致噴霧的粒徑增大了幾倍，相應(yīng)地，噴霧的貫穿度變長，霧化和蒸發(fā)變差，最終導(dǎo)致燃油的燃燒穩(wěn)定性降低。
[0032]本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問題，提供一種用于缸內(nèi)直噴燃燒系統(tǒng)的燃油噴射方法。
[0033]為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點能夠更為明顯易懂，下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施例做詳細(xì)的說明。
[0034]本發(fā)明提供一種用于缸內(nèi)直噴燃燒系統(tǒng)的燃油噴射方法，其中采用一種新的缸內(nèi)直噴燃燒系統(tǒng)，參照圖3-4，缸內(nèi)直噴燃燒系統(tǒng)包括:
[0035]主要由氣缸120、氣缸蓋130和活塞110圍成的燃燒室100，所述燃燒室100頂部連接有火花塞102和噴油器101 ；
[0036]所述火花塞102和所述噴油器101均位于燃燒室100頂部氣缸蓋130的中間區(qū)域，這里的“中間區(qū)域”指的是圍繞氣缸蓋130中心形成的具有一定范圍的區(qū)域，即相對靠近氣缸蓋130中心的區(qū)域，并不是指絕對中心；
[0037]所述噴油器101具有兩個，對稱設(shè)置于所述火花塞102兩側(cè)；
[0038]所述噴油器101噴射的油束與所述火花塞102之間不干涉，且兩個噴油器101噴射的油束之間不干涉。也就是說，噴油器101噴射的油束101a不能噴到火花塞102上，否則會影響火花塞102的點火性能，同時兩個噴油器101噴射的油束101a之間不能出現(xiàn)交叉，如圖3所示，否則會影響噴霧在氣缸120內(nèi)與空氣的混合。
[0039]為了避免上述干涉的情況，本實施例中設(shè)置所述噴油器101伸入燃燒室100內(nèi)的長度為5?10_。
[0040]另外，所述噴油器101與所述燃燒室100軸向方向的夾角Θ為5?10度。如果夾角過大，則兩個噴油器101噴射的油束101a之間很有可能發(fā)生干涉。
[0041]本實施例中，采用了兩個噴油器對稱布置在燃燒室頂部，不需要破壞現(xiàn)有缸內(nèi)直噴燃燒系統(tǒng)的基本構(gòu)造。
[0042]在其他實施例中，兩個所述噴油器101也可以不對稱地設(shè)置于所述火花塞102兩偵牝只要滿足噴油器101噴射的油束101a與火花塞102之間不干涉，以及兩個噴油器101噴射的油束101a之間不干涉即可。
[0043]另外，本實施例中，噴油器101應(yīng)當(dāng)與氣缸蓋130固定連接，可以通過分別形成于噴油器101和氣缸蓋130上的螺紋實現(xiàn)連接，或者以其他方式連接，以保證噴油器101與氣缸蓋130之間不會發(fā)生相互偏移。