CN1078929C - 多缸的强迫点火式内燃机 - Google Patents

Abstract

在采用大家所知道的、为了单个喷油它另外具有一个燃油汽化装置的多缸强迫点火式内燃机时；会发生这种情况，即从燃油汽化装置中供给的燃油蒸汽不均匀地分布给汽缸。这里建议的多缸强迫点火式内燃机(10)，具有一个燃油汽化装置(26)，它通过一个管道系统(36)可以同内燃机(10)的单个吸管相连接。在这里，管道系统(36)以这样的方式分支构成；即只有没有在直接点火顺序(1-3-4-2)中工作的各个燃烧室(13)或者汽缸(1，2，3，4)相互成对地通过一个管子(35)同燃油汽化装置(26)连接在一起。按照本发明的多缸强迫点火式内燃机预定用于汽车。

Description

多缸的强迫点火式内燃机

本发明涉及一种多缸的强迫点火式内燃机。

这是一种大家都已知道的内燃机(GB-OS2248 087)，它具有一个进气管，这个进气管转成为进气总管，从这个进气总管分接出通往内燃机各个燃烧室、或者通往各个汽缸的进气支管。借助于在燃烧室进气阀的上游安装在进气支管上的喷油阀，燃油可以供入进气支管中，以便这样制备可点燃的燃油-空气混合物，在进气阀打开时进入燃烧室。此时，一个电子式发动机控制器根据内燃机吸入的空气量以及根据其它的发动机工作参数来控制由该喷油阀给出的燃油量。

另外，为了借助于这些独立喷油阀喷油，内燃机还具有另外一个喷油阀，它是集中式燃油汽化装置的一部分，燃油汽化装置可以准备好燃油蒸汽，燃油蒸汽在例如以节流阀的形式构成的节流机构的上游输送到进气管中。在这里，借助于燃油汽化装置输入燃油蒸汽只限于在内燃机负荷较低的范围内、特别是限于在内燃机怠速范围内进行。与此相反，在负荷较高的范围内、特别是在满负荷时，只由与燃烧室或者更确切地说与汽缸对应配置的喷油阀提供必要的燃料。在内燃机起动过程中，通过向进气管输入蒸汽状态的燃料，可以进一步阻止燃料蒸汽在内燃机的冷壁上再冷凝，这样可以大大降低有害废气成分的扩散，特别是碳氢化合物。

然而，在这里也有问题，因为各个汽缸顺序点火或者说顺序吸气，在抽吸由燃油蒸汽装置制备的燃料蒸汽时，由于进气管振动造成汽缸间相互影响，使得燃油蒸汽只能不均匀地分配到汽缸的各个燃烧室。这造成了有害废气成分扩散增加，这样就不能保持极低的废气值和内燃机的平稳运行。

本发明的目的是，提供一种多缸的强迫点火式内燃机，它可以把由燃料蒸汽装置制备的燃料蒸汽或者燃料-空气混合物几乎均匀地分配到内燃机的各个燃烧室中，这样可保持极低的废气值和内燃机的平稳运行。

按照本发明，提出了一种多缸的强迫点火式内燃机，它具有一个进气装置，从这个进气装置分接出通往内燃机各个燃烧室、或者说通往各个汽缸的进气支管，每个燃烧室至少有一个进气阀，具有一个在进气阀的上游安装的喷油阀，燃油可以供入进气支管中，它还具有一个燃油汽化装置，这个燃油汽化装置在内燃机一定工作范围内准备燃油-空气混合物，其中，燃油汽化装置通过管与内燃机的进气支管相连接，管在燃油蒸汽装置的下游以这样的方式分支，使得只有按照点火顺序1-3-4-2或者1-5-3-6-2-4而不是紧接着相继点火的各个燃烧室或者汽缸，通过汽缸管成对地相互连接并且与燃油汽化装置连接在一起。

与现有技术相比，本发明的内燃机具有下列优点：它可以把由燃料蒸汽装置制备的燃料蒸汽或者燃料-空气混合物几乎均匀地分配到内燃机的各个燃烧室中，这样可保持极低的废气值和内燃机的平稳运行。

通过其它的措施，可以有利地对所述的内燃机进一步改进。

在图中简单地示出了本发明的实施例，并且在下面的说明中进行了详细的介绍。

图1以剖面图的形式示出了按照本发明的内燃机的部分视图，

图2示出了用于内燃机的管道系统的按照本发明的第一个实施例，

图3示出了用于内燃机的管道系统的按照本发明的第二个实施例。

在图1中，以剖面图的形式示出了内燃机10的部分视图，这个内燃机具有四个汽缸1、2、3、4，或者更确切地说4个燃烧室13，在图1中只示出了有一个燃烧室13的单个汽缸1。每个燃烧室13具有至少一个进气阀14和火花塞19。在进气阀14的上游，在内燃机10的进气支管15上安装至少一个喷油阀12，燃料可以沿指向进气阀14的方向供入到进气支管15中。例如：四个进气支管自一个进气总管16引出，总管16是内燃机10的继续延伸的进气管17的一部分。在进气管17中安装了一个用于控制由内燃机10抽吸的空气量的节流机构18，它是例如以节流阀的形式构成的，而且在进气管17中可旋转。从内燃机10周围抽吸的空气通过一个没有详细示出的空气过滤器沿图1中标出的箭头20的方向流入进气管17中，在节流阀18打开时，这些空气继续流入进气总管16中，从这个进气总管通过进气支管15分配到内燃机10的各个燃烧室13中。

在节流阀18的上游，从进气管17中分接出一个怠速空气管24，这个怠速空气管通往燃油汽化装置26的混合室25。在怠速空气管24中可以安装一个节流阀32，例如以节流板的形式构成，这个节流阀通过节流可以限制在怠速空气管24中流动的空气量。燃油汽化装置26具有例如一个中心喷油阀27，喷油阀装备了一个加热器28。加热器28包括了一个例如以公知的方式电子加热的液体燃油蒸发器29，而且为此有一个电阻加热元件31，例如，它可以具有一个正的温度系数(PTC)或者一个负的温度系数(NTC)。为了控制电阻加热元件31，例如可以安装一个没有详细示出的电动控制器。电阻加热元件31安装在蒸发器壳体30中并以例如板状构成，而且在需要情况下也可有一个有气孔的表面。从燃油汽化装置26的混合室25处引出一个中心管35，中心管转成为一个分支的管道系统36，这个管道系统可以使内燃机10的各个燃烧室13与混合室25的气流相通。按照本发明，通向内燃机10的进气支管15的管道系统36是这样分支的，即只有在点火顺序中不是相互紧接着的各个燃烧室13或者汽缸1、2、3、4，成对地相互连接并共同通过中心管35与燃油汽化装置26或者混合室25连接在一起。

在图1和图2中，详细地示出了按照本发明的用于四缸强迫点火式内燃机10的管道系统36。在图2中用虚线示出的内燃机10具有四个汽缸1、2、3和4，与图2中的图示不同，实际上按1、2、3、4顺序依次布置，并且以这样的点火顺序、例如1-3-4-2进行工作。从燃油汽化装置26出来的中心管35继续分支成第一个成对汽缸共用管38和第二个成对汽缸共用管39。第一个成对汽缸共用管38又继续分支成用于第一个汽缸1的第一个汽缸管41和用于第四个汽缸4的第二个汽缸管42。以同样的方式，第二个成对汽缸共用管39分支成用于第三个汽缸3的第三个汽缸管43和用于第二个汽缸2的第四个汽缸管44。管35、38、39和38、41、42及39、43、44的分叉部位呈Y形，是等腰的，最好在引出的管41和42之间、43和44之间包含着一个尽可能尖的夹角，以便这样来减少由于流动阻力提高而造成的成对相互连接汽缸的相互影响。为了完善性还要提到，分叉部位也可以呈T形。因为第一个汽缸管41与第一个汽缸1连接，第二个汽缸管42与第四个汽缸4连接，第三个汽缸管43与第三个汽缸3连接，第四个汽缸管44与第二个汽缸2连接，所以在采用预定的1-3-4-2的汽缸点火顺序时，即借助于火花塞19首先把汽缸1点燃，然后是汽缸3，然后是汽缸4，最后是汽缸2，就形成这样的情况，即只有不紧接着相继点火的各个燃烧室或者汽缸，通过成对汽缸共用管38、39和中心管35，成对地相互连接并与燃油汽化装置26连接在一起。

管道系统36的管35、38、39、41至44最好以管子或软管的形式构成，由导热性较小的有弹性的材料、例如塑料制成。汽缸管41至44的连接点或者说燃油蒸汽进入进气支管15的入口，如图1所示出的那样，是在内燃机10的进气阀14附近。

燃油汽化装置26的工作最好限制在内燃机10的低负荷范围、特别是内燃机10的怠速范围内。但是，也可以使燃油汽化装置26在紧接着怠速范围的部分负荷范围内甚至直至内燃机即将达到满负荷前的范围内工作。在这里，特别是在高负荷范围内，燃油-空气混合物可以进入管35、38、39、41、42、43、44中，但混合物太油腻，也就是说，用于达到借助于火花塞19点火的燃油成分太高，但是又不能提高空气量，因为进入混合室的空气量例如由安装在怠速空气管24中的节流片32来保持不变，然而，对于在汽缸1至4的燃烧室13中的燃烧来说，这没有影响，因为在通过管41至44供入太油腻的燃油-空气混合物之后，通过同在进气支管15中吸入的空气进行混合，重又调节成可燃烧的燃油-空气混合物。在借助于燃油汽化装置26送入燃油-空气混合物时，喷油阀12不起作用(不工作)，这也就是说，不喷燃油。只有燃油汽化装置26的中心喷油阀27供给液态燃油，然后，燃油到达电加热的蒸发器29中，以便在这里加热并且至少蒸发一部分。由于在加热时液体燃油向气态转变过程中发生体积变化，燃油被输入到混合室中。同时，通过怠速空气管24把空气带入混合室25中，以便这样在混合室25中在怠速范围内得到λ＝1的可燃烧的燃油-空气混合物，然后，混合物通过中心管35输送到管道系统36中。在这里，燃油-空气混合物中的燃油量通过燃油汽化装置26的中心喷油阀27的喷射量来控制。在这里，输入到混合室25中的空气量基本上相当于在内燃机怠速运行时通常所需要的怠速空气量。但是，也可以在怠速空气管24上安装一个在图1中用虚线示出的怠速调节装置46，以便可以控制输入到混合室25中的空气量。在暖机过程结束之后或者在需要更多燃油时，例如在急剧加速时、上坡时或者在进行相类似的工作时，可以转换成采用喷油阀12进行传统的单独喷油，补充或者取代用燃油汽化装置26制备混合物。

如已经提到的，在采用图2中示出的管道系统36时，只有不紧接着相继点火或者说吸气的汽缸相互连接并和燃油汽化装置26连接，这样，对于按1-3-4-2顺序一个接一个吸气的汽缸1、2、3、4来说，产生不同长度的、通往混合室25的蒸汽管路。在这里，通过合适地选择管38、39和41至44的长度可以几乎完全避免汽缸在吸气时由于进气管振动产生的相互影响，这样就可以把在混合室25中形成的燃油-空气混合物均匀地分配到内燃机10的各个汽缸1、2、3、4或者燃烧室13中。

在图3中示出了第二个按照本发明的内燃机的实施例，在这里，所有相同的或者起相同作用的零件采用与图1和图2相同的参考符号来表明。在图3中，用一条虚线勾画出了具有6个汽缸1、2、3、4、5、6的内燃机10′，与图3中的图示不同，实际上按1、2、3、4、5和6的顺序依次布置，而且是以这样的点火顺序、例如1-5-3-6-2-4来进行工作的。从燃油汽化装置26出来的中心管35′继续分支成第一个成对汽缸共用管48、第二个成对汽缸共用管49和第三个成对汽缸共用管50。第一个成对汽缸共用管48又继续分支成用于第一个汽缸1的第一个汽缸管51和用于第六个汽缸6的第二个汽缸管52。第二个成对汽缸共用管49分支成用于第五个汽缸5的第三个汽缸管53和用于第二个汽缸2的第四个汽缸管54。第三个成对汽缸共用管50又继续分支成用于第三个汽缸3的第五个汽缸管55和用于第四个汽缸4的第六个汽缸管56。管道系统36′的管48、51、52和49、53、54及50、55、56的分叉部位呈Y形，是等腰的，最好在引出的管51，52；53，54；55，56之间包含着一个尽可能尖的夹角。因为第一个汽缸管51与第一个汽缸1连接，第二个汽缸管52与第六个汽缸6连接，第三个汽缸管53与第五个汽缸5连接，第四个汽缸管54与第二个汽缸2连接，第五个汽缸管55与第三个汽缸3连接，第六个汽缸管56与第四个汽缸4连接，所以在采用预定的1至6汽缸的1-5-3-6-2-4的点火顺序时，只有不紧接着相继点火的各个燃烧室或者汽缸，成对地相互连接并通过共用的管48、49、50和中心管35′与燃油汽化装置26连接在一起。这样，对于按1-5-3-6-2-4顺序一个接一个吸气的1至6汽缸来说，又存在着不同长度的、通往混合室25的蒸汽管路，这样就可以把燃油-空气混合物均匀地分配到燃烧室13中，而且1至6汽缸相互之间没有影响。

Claims (9)

1.一种多缸的强迫点火式内燃机，它具有一个进气装置，从这个进气装置分接出通往内燃机各个燃烧室、或者说通往各个汽缸的进气支管，每个燃烧室至少有一个进气阀，具有一个在进气阀的上游安装的喷油阀，燃油可以供入进气支管中，它还具有一个燃油汽化装置，这个燃油汽化装置在内燃机一定工作范围内准备燃油-空气混合物，其特征是，燃油汽化装置(26)通过管(38，39和41至44；48，49，50和51至56)与内燃机(10)的进气支管(15)相连接，管(38，39和41至44；48，49，50和51至56)在燃油蒸汽装置(26)的下游以这样的方式分支，使得只有按照点火顺序(1-3-4-2或者1-5-3-6-2-4)而不是紧接着相继点火的各个燃烧室(13)或者汽缸(1至4或者1至6)，通过汽缸管(41至44或者51至56)成对地相互连接并且与燃油汽化装置(26)连接在一起。

2.按照权利要求1所述的内燃机，其特征是，只有在点火顺序中相互有最大时间间隔的燃烧室(13)或者汽缸(1，2，3，4)成对地通过汽缸管相互连接在一起。

3.按照权利要求1所述的内燃机，其特征是，在采用具有四个汽缸(1，2，3，4)的内燃机(10)时，从来自燃油汽化装置(26)的中心管(35)分接出两个成对汽缸共用管(38，39)，每个成对汽缸共用管(38；39)继续分支成两个汽缸管(41，42；43，44)，这两个管通到按照点火顺序(1-3-4-2)而不是紧接着相继点火的汽缸(1，4；2，3)的进气支管(15)中。

4.按照权利要求1所述的内燃机，其特征是，在采用具有六个汽缸(1，2，3，4，5，6)的内燃机(10′)时，从来自燃油汽化装置(26)的中心管(35′)分接出三个成对汽缸共用管(48，49，50)，每个成对汽缸共用管(48；39；50)继续分支成两个汽缸管(51，52；53，54；55，56)，这两个管通到按照点火顺序(1-5-3-6-2-4)而不是紧接着相继点火的汽缸(1，6；5，2；3，4)的进气支管(15)中。

5.按照权利要求3或4所述的内燃机，其特征是，汽缸管(41至44；51至56)在进气阀(14)附近通到进气支管(15)中。

6.按照权利要求5所述的内燃机，其特征是，三个管(38，41，42；39，43，44；48，51，52；49，53，54；50，55，56)的分叉部位呈Y形。

7.按照权利要求5所述的内燃机，其特征是，三个管(38，41，42；39，43，44；48，51，52；49，53，54；50，55，56)的分叉部位包含了在两个管(41，42；43，44；51，52；53，54；55，56)之间构成的一个尽可能尖的夹角。

8.按照权利要求6所述的内燃机，其特征是，三个管(38，41，42；39，43，44；48，51，52；49，53，54；50，55，56)的分叉部位包含了在两个管(41，42；43，44；51，52；53，54；55，56)之间构成的一个尽可能尖的夹角。

9.按照权利要求1所述的内燃机，其特征是，所述的内燃机的一定工作范围是低负荷范围。

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