CN102588075A - 一种缸内多点喷射的内燃机 - Google Patents

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曾少球
李海舟
李建华
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黄河金
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Abstract

本发明提供一种缸内多点喷射的内燃机，其包括气缸体、气缸盖以及活塞，所述活塞可往复运动的设置在所述气缸体中，所述气缸盖盖设在所述气缸体上，所述气缸体、气缸盖以及活塞之间围绕成燃烧室，其特征在于：所述燃烧室中设置有若干喷油嘴，若干喷油嘴呈环形阵列的设置在所述燃烧室中，且所述喷油嘴的数量为三个以上，通过在燃烧室中呈环形阵列的设置若干喷油嘴，达到对所述燃烧室进行多角度全方位的喷射燃料，从而使喷入燃烧室中的燃料在空间中分布更加的充分均匀。

Description

一种缸内多点喷射的内燃机
技术领域
本发明涉及一种电子喷射式的内燃机，特别是指一种缸内直喷且采用多点喷射方式的内燃机。
背景技术
内燃机包括汽油机和柴油机。一直以来，人们为了提高内燃机的燃烧效率，减少燃油消耗，减少污染物排放，发展出了各种各样的改进方法。当前的内燃机均采用“电子燃油喷射”技术，即电喷内燃机，电喷内燃机是一种采用电子控制装置取代传统的机械系统(如化油器)来控制供油过程的内燃机。例如汽油内燃机电喷系统就是通过各种传感器将内燃机的温度、空燃比油门状况、内燃机输出的转速、负荷、曲轴位置、车辆行驶状况等信号输入电子控制装置，电子控制装置根据这些信号参数，计算并控制发动机各气缸所需要的喷油量和喷油时刻，将汽油在一定压力下通过喷油器喷入到进入气管中雾化，并与进入的空气气流混合，进入燃烧室燃烧，从而确保内燃机和催化转化器始终工作在最佳状态。这种由电子系统控制将燃料，由喷油器喷入内燃机进气系统中的内燃机称为电喷内燃机。电喷内燃机按喷油器数量可分为多点喷射和单点喷射。内燃机每一个气缸有一个喷油嘴，英文缩写为MPI，称为多点喷射。内燃机几个气缸共用一个喷油嘴，英文缩写SPl，称单点喷射。
电喷内燃机能够始终保持内燃机以最佳的工作状态向外输出转矩，而且能根据传感器反馈的数据计算出内燃机的工作状况较传统的机械式供油系统通过化油器来控制供油，更能够更好的提高内燃机的燃烧效率、降低油耗、减少污染物排放。但是传统的电喷式内燃机还是存在一些设计上的不足，如：对于汽油内燃机，单点电喷和多点电喷，均是将汽油喷入进气歧管同空气混合成为可燃混合气再进入汽缸，这种在进气歧管中的喷油方式会使燃油颗粒吸附在进气歧管的管壁上，不利于燃油的充分燃烧。为解决以上问题，人们设计出了直喷内燃机，直喷内燃机的喷油嘴位于内燃机的燃烧室中，这样一来，便不会有燃油颗粒吸附在进气歧管道壁上。
但是，目前无论是汽油机还是柴油机中，每个气缸基本上采用单一喷嘴的燃料喷射方式。这种喷射方式，喷射出的燃料在燃烧室中难以达到均匀分布，燃烧室内各个部分的温度也有差异，因此，燃料的不完全燃烧是必然的，燃烧不完全，在造成燃料的浪费的同时，增加了尾气中各种有害物质的含量。因此，采用单一喷嘴进行燃料喷射，燃烧效率低，发动机输出功率低，有害物质排放量大。如专利申请号97102877.X所公开的一种喷嘴，其通过改良喷嘴来使得燃料能以物化状态更加的方式喷入燃烧室，从而使进入燃烧室中的燃料充分均匀，但是这种的喷嘴所喷出的物化燃料还是会一定程度上的汇集在喷嘴喷射的方向，进而造成燃料分布不均匀的情况；又如专利申请号200310104858.4所公开的一种内燃机喷射系统，一种内燃机喷射系统，它是在喷油嘴正下方设有一个导向锥体，导向锥体与喷油嘴下端连接在一起，形成一体，多孔式喷油嘴喷出的油束在碰上导向锥体时，在锥面的引导下，利用二次油束，形成周向均匀分布、雾化好、贯穿距可控的喷雾，极有利于可燃混合气的形成，加快了燃烧速度，使发动机的动力性、经济性和排放指标得到明显改善，但是这种方式的内燃机结构复杂，需要配备专门的喷油嘴，并需要将燃烧室设计成配合该喷油嘴的涡流室，制作工艺复杂、成本高昂，不利于批量换装，而且单一的喷油嘴在喷油过程中存在着很多的喷射死角，难以使燃料充分均匀的分布在燃烧室中。目前虽然开发出了各种如：“废气再循环”、“尾气过滤”等技术方法来达到降低污染，但效果有限，且相关装置技术复杂，寿命不足。
如何解决上述的电喷内燃机因为喷射的燃料在燃烧室中混合不均匀的问题，即为本发明所要研究解决的主要问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种缸内多点喷射的内燃机，其提供的是一种与传统的电喷内燃机同一种工作性质的缸内直喷式内燃机，其所要解决的主要技术问题在于：传统的缸内直喷式的电喷内燃机采用单一喷油嘴，难以使喷射出的燃料在燃烧室中分布均匀，从而在燃烧室中产生局部温度差异，使燃料无法充分燃烧，造成燃料浪费的同时也影响了内燃机的输出功率，并对环境造成污染。以上为本发明所要解决的主要技术问题。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：本发明提供一种缸内多点喷射的内燃机，其包括气缸体、气缸盖以及活塞，所述活塞可往复运动的设置在所述气缸体中，所述气缸盖设在所述气缸体上，所述气缸体、气缸盖以及活塞之间围绕成燃烧室，其特征在于：所述燃烧室中设置有若干喷油嘴，若干喷油嘴呈环形阵列的设置在所述燃烧室中，且所述喷油嘴的数量为三个以上。
优选方式：若干环形阵列的设置在所述燃烧室中的所述喷油嘴均固定设置在所述气缸体上，且所述喷油嘴的轴线垂直于所述气缸体的轴心线。
优选方式：所述喷油嘴的喷油端呈锥形，且所述喷油嘴的喷油端锥形面上围绕中心轴线环形阵列的开设有若干喷油孔。
优选方式：所述燃烧室中设置有四个所述喷油嘴，四个环形阵列在所述燃烧室中的所述喷油嘴构成一个环形喷洒阵列。
优选方式：所述燃烧室中设置有六个所述喷油嘴，六个环形阵列在所述燃烧室中的所述喷油嘴构成一个环形喷洒阵列。
优选方式：所述内燃机为汽油内燃机，所述气缸盖上设置有火花塞。
优选方式：所述内燃机为汽油内燃机。
与现有技术相比，本专利申请的技术效果是：本发明提供一种缸内多点喷射的内燃机，其具备以下所述效果：
第一，技术实现简单，对发动机及其外围部件的改动较小，与其他优化技术不冲突，其他技术可继续保持使用，由于对发动机的外围部件更改少，因此，其他技术均可继续使用。本发明的方案是通过在燃烧室上设置多个燃油喷射点，各燃油喷射点的喷射由ECU电控系统控制燃油喷射器实现燃油的空分多点喷射，由于仅仅涉及燃烧室燃料喷射部分的改动，因此，改动较小，易于实施；此外，因多点喷射天然的提供了更好的均匀性，无须进行燃烧室、涡流等复杂设计，该发明将简化缸盖顶的设计；
第二，可适用于柴油机、汽油机乃至其他燃料类型的内燃机；由于本发明的技术仅仅改进燃料喷射口的数量，保证燃料的均匀喷射及油气混合，至于不同的的燃料点燃方式，如：点燃式、压燃式均不影响本发明方案的实施；
第三，提升燃料喷射均匀性、油气混合均匀性、温度均匀性，提升燃烧效率，增加功率输出，减少油耗；由于采用了多点缸内直接喷射燃油，燃烧室内各个局部的特征参数一致，包括油气混合的均匀性，空间各处的温度一致性，这样可保证完全燃烧，最终燃烧效率，增加功率输出，减少油耗；
第四，降低污染物的排放，由于燃烧的完全性，因此燃烧充分，各种污染物排放少，进一步实现环保。
附图说明
图1为本发明的一种局部剖切立体示意图。
图2为本发明的另一种局部剖切立体示意图。
图3为本发明的喷油嘴示意图。
图4为本发明的一种四个喷油嘴阵列布局示意图。
图5为本发明的一种六个喷油嘴阵列布局示意图。
图6为本发明的一种汽油内燃机局部切示意图。
图7为本发明的一种柴油机局部剖切示意图。
具体实施方式
以下将结合附图1至7以及较佳实施例对本发明提出的一种缸内多点喷射的内燃机作更为详细说明。
如图1、2所示，本发明提供一种缸内多点喷射的内燃机，其包括气缸体10、气缸盖20以及活塞30，所述活塞30可往复运动的设置在所述气缸体10中，所述气缸盖20盖设在所述气缸体10上，所述气缸体10、气缸盖20以及活塞30之间围绕成燃烧室40，其特征在于：所述燃烧室40中设置有若干喷油嘴50，若干喷油嘴50呈环形阵列的设置在所述燃烧室40中，且所述喷油嘴50的数量为三个以上。
本发明在具体实施时，通过在燃烧室40中呈环形阵列的设置若干喷油嘴50，达到对所述燃烧室40进行多角度全方位的喷射燃料，从而使喷入燃烧室40中的燃料在空间中分布更加的充分均匀。 
如图1、2所示，较佳实施例一：若干环形阵列的设置在所述燃烧室40中的所述喷油嘴50均固定设置在所述气缸体10上，且所述喷油嘴50的轴线垂直于所述气缸体10的轴心线。
如图3所示，较佳实施例二：所述喷油嘴50的喷油端呈锥形，且所述喷油嘴50的喷油端锥形面上围绕中心轴线环形阵列的开设有若干喷油孔51，借助这些环设在所述喷油嘴50的喷油端锥形面上的喷油孔51将燃料向喷油嘴50四周喷洒。
如图4所示，较佳实施例三：所述燃烧室40中设置有四个所述喷油嘴50，四个环形阵列在所述燃烧室40中的所述喷油嘴50构成一个环形喷洒阵列。
如图5所示，较佳实施例四：所述燃烧室40中设置有六个所述喷油嘴50，六个环形阵列在所述燃烧室40中的所述喷油嘴50构成一个较为密集的环形喷洒阵列。
如图6所示，较佳实施例五：本发明所述的一种缸内多点喷射的内燃机为汽油内燃机，所述气缸盖20上设置有火花塞60。
如图7所示，较佳实施例六：本发明所述的一种缸内多点喷射的内燃机为汽油内燃机。
综合上所述，本发明的技术方案可以充分有效的完成上述发明目的，且本发明的结构原理及功能原理都已经在实施例中得到充分的验证，而能达到预期的功效及目的，且本发明的实施例也可以根据这些原理进行变换，因此，本发明包括一切在申请专利范围中所提到范围内的所有替换内容。任何在本发明申请专利范围内所作的等效变化，皆属本案申请的专利范围之内。

Claims (7)

1.一种缸内多点喷射的内燃机，其包括气缸体、气缸盖以及活塞，所述活塞可往复运动的设置在所述气缸体中，所述气缸盖盖设在所述气缸体上，所述气缸体、气缸盖以及活塞之间围绕成燃烧室，其特征在于：所述燃烧室中设置有若干喷油嘴，若干喷油嘴呈环形阵列的设置在所述燃烧室中，且所述喷油嘴的数量为三个以上。
2.如权利要求1所述的一种缸内多点喷射的内燃机，其特征在于：若干环形阵列的设置在所述燃烧室中的所述喷油嘴均固定设置在所述气缸体上，且所述喷油嘴的轴线垂直于所述气缸体的轴心线。
3.如权利要求2所述的一种缸内多点喷射的内燃机，其特征在于：所述喷油嘴的喷油端呈锥形，且所述喷油嘴的喷油端锥形面上围绕中心轴线环形阵列的开设有若干喷油孔。
4.如权利要求3所述的一种缸内多点喷射的内燃机，其特征在于：所述燃烧室中设置有四个所述喷油嘴，四个环形阵列在所述燃烧室中的所述喷油嘴构成一个环形喷洒阵列。
5.如权利要求3所述的一种缸内多点喷射的内燃机，其特征在于：所述燃烧室中设置有六个所述喷油嘴，六个环形阵列在所述燃烧室中的所述喷油嘴构成一个环形喷洒阵列。
6.如权利要求3所述的一种缸内多点喷射的内燃机，其特征在于：所述内燃机为汽油内燃机，所述气缸盖上设置有火花塞。
7.如权利要求3所述的一种缸内多点喷射的内燃机，其特征在于：所述内燃机为汽油内燃机。
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