CN114542341B - 一种发动机燃油喷油系统及喷油方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种发动机燃油喷油系统及喷油方法，包括电控单元、供油机构、引燃喷油器、以及与引燃喷油器相邻设置的火花塞，所述发动机的缸体内部形成有燃烧室且设有进气口和排气口，所述引燃喷油器设于排气口的对面位置且朝向缸体内部上方倾斜设置，所述进气口的对面位置设有辅助喷油器，所述引燃喷油器和辅助喷油器的中间位置设有主喷油器，所述主喷油器、辅助喷油器及火花塞均朝向缸体内部下方倾斜设置。本发明在仍然保证轻量化的同时，能够满足发动机高速高功率时的动力需求，且大幅度地提升了整体的燃烧效果，保证了燃油在燃烧室内的充分混合燃烧。
Description
技术领域
本发明涉及发动机技术领域，具体地来说，涉及一种应用于转子发动机的发动机燃油喷油系统及喷油方法。
背景技术
转子发动机具有结构简单、体积小、质量轻、高速性能好、噪声低、振动小等优点，往往被广泛应用于在无人机、巡飞弹领域等领域，其缸体内腔被转子分成多个工作区域，随着转子的转动，进行工作循环。现有的转子发动机大多采用进气道喷射或者新型加气喷射方案，但是这两种方案不仅结构复杂，导致发动机的重量大，而且能耗较高，排放难以达标。
而中国专利，公开号CN 111396190 A，公开一种中小型煤油三角转子发动机双喷油系统，文中提出“包括三角转子发动机、供油系统，火花塞和电控单元，在转子发动机缸体侧壁上开设两个喷油器安装孔，分别用于安装第一喷油器和第二喷油器；所述第一喷油器位于进气道附近，燃烧过程所需要的煤油主要由第一喷油器提供；第二喷油器靠近火花塞；通过第二喷油器喷出的煤油用于引燃；还包括缸内温度传感器、缸内压力传感器、霍尔传感器、磁铁、油箱、燃油滤清器、油泵和燃油压力调节器”。
该现有技术中虽然通过第一喷油器和第二喷油器在缸体壁面的设置，一定程度上解决了轻量化的问题，但是该现有技术中仅设有两个喷油器，第一喷油器负责喷射燃烧过程所需要的大部分燃油，第二喷油器喷出的煤油用于引燃，无法完全保证可以满足发动机高速高功率时的动力需求，同时第一喷油器位于进气道附近，第二喷油器靠近火花塞，整体燃烧效果有限，无法完全保证充分混合燃烧。
为此，需要一种新的技术方案以解决上述技术问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种发动机燃油喷油系统及喷油方法，以解决上述背景提出的现有转子发动机燃油喷油系统无法完全保证可以满足发动机高速高功率时的动力需求，且燃烧效果有限，无法完全保证充分混合燃烧的技术问题。
为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：
一种发动机燃油喷油系统，包括电控单元、供油机构、引燃喷油器、以及与引燃喷油器相邻设置的火花塞，所述供油机构包括共轨器、以及设置于共轨器上的高压油管，所述发动机的缸体内部形成有燃烧室且设有进气口和排气口，所述进气口和排气口设置于缸体的一侧侧壁上，所述引燃喷油器设于排气口的对面位置且朝向缸体内部上方倾斜设置，所述进气口的对面位置设有辅助喷油器，所述引燃喷油器和辅助喷油器的中间位置设有主喷油器，所述共轨器与发动机的高压泵相连，所述高压油管设有三个且分别与引燃喷油器、主喷油器、辅助喷油器相连，所述主喷油器、辅助喷油器及火花塞均朝向缸体内部下方倾斜设置且其安装孔中轴线均分别与缸体的短轴轴线呈锐角设置，所述引燃喷油器为单孔喷油器，所述主喷油器和引燃喷油器均为带有扇形喷嘴的多孔喷油器，所述引燃喷油器、主喷油器、辅助喷油器、以及火花塞均设置于缸体的另一侧侧壁上；
进一步的，所述主喷油器的安装孔中轴线和缸体的短轴轴线之间的锐角角度小于引燃喷油器的安装孔中轴线和缸体的短轴轴线之间的锐角角度，所述辅助喷油器的安装孔中轴线和缸体的短轴轴线之间的锐角角度大于引燃喷油器的安装孔中轴线和缸体的短轴轴线之间的锐角角度。
本发明还提供了上述发动机燃油喷油系统的喷油方法，具体步骤如下：
S1、使发动机的曲轴转动，从而带动高压泵工作，进而通过高压泵将高压的燃油储存在共轨器的内部；
S2、将高压的燃油通过高压油管分别输送给引燃喷油器、主喷油器、以及辅助喷油器；
S3、电控单元根据曲轴转动的角度，控制引燃喷油器首先进行喷射，喷射的同时，电控单元驱动火花塞点火，使被点燃的火焰束贯穿整个燃烧室；
S4、在引燃燃油并点火后，通过电控单元控制主喷油器进行喷射，使主喷油器的喷射范围位于被火花塞点燃的火焰束的范围内，且控制辅助喷油器与主喷油器同时喷射。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本发明中在引燃喷油器和火花塞外，还设置有主喷油器和辅助喷油器，通过仅增设辅助燃油器、以及且巧妙布置各喷油器及火花塞在缸体上的分布位置的设置，利用多次喷油、点火顺序相互配合，使引燃喷油器、主喷油器、辅助喷油器和火花塞协同作用，在仍然保证轻量化的同时，能够满足发动机高速高功率时的动力需求，且大幅度地提升了整体的燃烧效果，保证了燃油在燃烧室内的充分混合燃烧，极大地降低了能耗；
2、本发明中通过主喷油器的安装孔中轴线和缸体的短轴轴线之间的锐角角度小于引燃喷油器的安装孔中轴线和缸体的短轴轴线之间的锐角角度，辅助喷油器的安装孔中轴线和缸体的短轴轴线之间的锐角角度大于引燃喷油器的安装孔中轴线和缸体的短轴轴线之间的锐角角度的设置，进一步优化了引燃喷油器、主喷油器、辅助喷油器及火花塞的分布位置，进一步保证了燃油燃烧的稳定性，从而提升了燃烧效率和燃烧效果；
3.本发明中的供油机构由包括共轨器、以及设置于共轨器上的高压油管，通过共轨器与发动机的高压泵相连，高压油管设有三个且分别与引燃喷油器、主喷油器、辅助喷油器相连的设置，形成高压共轨供油机构，进一步提升了燃油供油的稳定性，且其与喷油器、主喷油器、辅助喷油器、火花塞的电控喷油点火相协同作用，从而进一步保证了燃烧室内的燃烧效果；
4.本发明中的主喷油器和引燃喷油器均为带有扇形喷嘴的多孔喷油器，其在发散喷射，进一步提升燃油的雾化喷射效果的同时，有效地避免了雾化的燃气撞击缸体的壁面。
附图说明
图1为本发明的结构示意图（省去供油机构、电控单元）；
图2为本发明供油机构的结构示意图；
图3为本发明的工作原理示意图；
图中：1、转子，2、缸体，3、进气口，4、排气口，5、引燃喷油器，6、火花塞，7、主喷油器，8、辅助喷油器，9、燃烧室，10、电控单元，11、共轨器，12、高压油管，13、高压泵。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明提出的技术方案作进一步详细说明，这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构及其工作方式，因此其仅显示与本发明有关的构成。
请参照图1～图3，其示出一种发动机燃油喷油系统，包括电控单元10、引燃喷油器5、主喷油器7、辅助喷油器8以及火花塞6（现有发动机燃油喷油系统上具备的缸内温度传感器，缸内压力传感器及、霍尔传感器等基础结构在此未作具体描述，但不应因此限制其功能实现），引燃喷油器5与所述火花塞6相邻布置，发动机的缸体2内部形成有与引燃喷油器5、主喷油器7、辅助喷油器8和火花塞6相配合的燃烧室9，缸体2的一侧侧壁上设置有进气口3和排气口4，引燃喷油器5、主喷油器7、辅助喷油器8和火花塞6均设置于缸体2的另一侧侧壁上，引燃喷油器5设于排气口4的对面位置且朝向缸体2内部上方倾斜，辅助喷油器8设于进气口3的对面位置，主喷油器7设于引燃喷油器5和辅助喷油器8的中间位置，主喷油器7、辅助喷油器8及火花塞6均朝向缸体2内部下方倾斜，引燃喷油器5、主喷油器7、辅助喷油器8均分别连接有高压油管12，三个高压油管12共同连接有一共轨器11，共轨器11与发动机的高压泵13相连；
进一步的，引燃喷油器为5单孔喷油器，主喷油器7和引燃喷油器8均为带有扇形喷嘴的多孔喷油器，呈多孔扇面发散喷射，能够有效避免雾化的燃气撞击缸体2的内壁，同时，引燃喷油器5、主喷油器7和辅助喷油器8的安装孔中轴线均分别与缸体2的短轴轴线呈锐角设置（具体角度需根据各自的几何尺寸确定，同时保证其功能可以实现），其中，引燃喷油器5的安装孔中轴线和缸体2的短轴轴线之间的锐角角度大于主喷油器7的安装孔中轴线和缸体2的短轴轴线之间的锐角角度，辅助喷油器8的安装孔中轴线和缸体2的短轴轴线之间的锐角角度大于引燃喷油器5的安装孔中轴线和缸体2的短轴轴线之间的锐角角度。
上述发动机燃油喷油系统的喷油方法（正常发动机中常配的曲轴、高压泵、电控单元等常规设备的功能和结构均为本领域所公知，连接设定也为公知常识，所以在此不多做说明，在附图中也未详细示出），包括如下步骤：
S1、使发动机（转子发动机）的曲轴转动，从而带动高压泵13工作，进而通过高压泵13将高压的燃油储存在共轨器11的内部；
S2、将高压的燃油通过高压油管12分别输送给引燃喷油器5、主喷油器7、以及辅助喷油器8；
S3、电控单元10根据曲轴转动的角度（判断转子的位置），控制引燃喷油器5首先进行单孔直喷（包括喷油量和喷射时间的控制），喷射的同时，电控单元10驱动火花塞6点火，使被点燃的火焰束贯穿整个燃烧室9；
S4、在引燃燃油并点火后，通过电控单元10控制主喷油器7进行喷射（包括喷油量和喷射时间的控制），使主喷油器7的喷射范围位于被火花塞6点燃的火焰束的范围内，且控制辅助喷油器8与主喷油器7同时喷射（包括喷油量和喷射时间的控制），最终使燃油在燃烧室9内充分混合燃烧，发动机产生源源动力。
Claims (6)
1.一种发动机燃油喷油系统，包括电控单元、供油机构、引燃喷油器、以及与引燃喷油器相邻设置的火花塞，所述发动机的缸体内部形成有燃烧室且设有进气口和排气口，其特征在于，所述引燃喷油器设于排气口的对面位置且朝向缸体内部上方倾斜设置，所述进气口的对面位置设有辅助喷油器，所述引燃喷油器和辅助喷油器的中间位置设有主喷油器，所述主喷油器、辅助喷油器及火花塞均朝向缸体内部下方倾斜设置；
所述喷油系统采用如下喷油方法：
S1、使发动机的曲轴转动，从而带动高压泵工作，进而通过高压泵将高压的燃油储存在共轨器的内部；
S2、将高压的燃油通过高压油管分别输送给引燃喷油器、主喷油器、以及辅助喷油器；
S3、电控单元根据曲轴转动的角度，控制引燃喷油器首先进行喷射，喷射的同时，电控单元驱动火花塞点火，使被点燃的火焰束贯穿整个燃烧室；
S4、在引燃燃油并点火后，通过电控单元控制主喷油器进行喷射，使主喷油器的喷射范围位于被火花塞点燃的火焰束的范围内，且控制辅助喷油器与主喷油器同时喷射。
2.根据权利要求1所述的一种发动机燃油喷油系统，其特征在于，所述进气口和排气口设置于缸体的一侧侧壁上，所述引燃喷油器、主喷油器、辅助喷油器、以及火花塞均设置于缸体的另一侧侧壁上。
3.根据权利要求2所述的一种发动机燃油喷油系统，其特征在于，所述引燃喷油器、主喷油器和辅助喷油器的安装孔中轴线均分别与缸体的短轴轴线呈锐角设置。
4.根据权利要求3所述的一种发动机燃油喷油系统，其特征在于，所述主喷油器的安装孔中轴线和缸体的短轴轴线之间的锐角角度小于引燃喷油器的安装孔中轴线和缸体的短轴轴线之间的锐角角度，所述辅助喷油器的安装孔中轴线和缸体的短轴轴线之间的锐角角度大于引燃喷油器的安装孔中轴线和缸体的短轴轴线之间的锐角角度。
5.根据权利要求1所述的一种发动机燃油喷油系统，其特征在于，所述引燃喷油器为单孔喷油器，所述主喷油器和引燃喷油器均为带有扇形喷嘴的多孔喷油器。
6.根据权利要求1所述的一种发动机燃油喷油系统，其特征在于，所述供油机构包括共轨器、以及设置于共轨器上的高压油管，所述共轨器与发动机的高压泵相连，所述高压油管设有三个且分别与引燃喷油器、主喷油器、辅助喷油器相连。
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