CN201443435U - 一种柴油机 - Google Patents

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孙模师
田静
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李怀华
王政
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Abstract

本实用新型4L22E(四气门)柴油机，为增压中冷型柴油机，采用每缸四气门的结构布置，增加了柴油机的充气效率，改善柴油机的燃烧质量，提高柴油机的升功率；燃油系统采用先进的电控VE泵，ECU控制单元，控制单元能够根据柴油机不同工况下的转速和负荷精确控制电控VE泵的喷油时刻；同时采用EGR技术，ECU控制单元能够根据柴油机不同工况下的转速和负荷精确控制EGR阀的开度。这些技术的应用，能够保证柴油机稳定达到国III排放水平。

Description

一种柴油机
一、所属技术领域：
本实用新型涉及一种柴油机，尤其是一种直喷、增压、中冷、电控车用柴油机，属于柴油机结构技术领域。
二、背景技术
在车用柴油机技术领域中，汽车排放法规要求日益严格，我国即将实施国III排放标准，作为汽车的心脏——柴油机，其性能及排放水平决定了汽车的整车排放水平，柴油机的整体性能的提高是提高整车性能的关键。
四气门技术在柴油机领域的应用，最初是在大缸径、高速军用柴油机上，主要目的是提高高速动力性，这种结构在小缸径柴油机上布置比较困难。
三、发明内容
本实用新型的目的在于设计一款采用先进的技术，以提高柴油机的性能，使其配整车后排放指标达到国III标准要求的柴油机。
本实用新型的技术解决方案如下：
本实用新型的原理和技术关键是采用增压中冷技术；采用每缸四气门的结构布置，增加柴油机的冲气效率，改善柴油机的燃烧质量，提高柴油机的升功率；燃油系统采用先进的电控VE泵(电控分配喷油泵)，其ECU控制单元(发动机电子控制单元)能够根据柴油机不同工况下的转速和负荷精确控制喷油时刻；同时采用EGR(废气再循环)技术，该技术具有ECU控制单元能够根据柴油机不同工况下的转速和负荷精确控制EGR阀开度的优点。这些系统的应用使本款柴油机能够稳定达到国III排放水平。
一种柴油机
1、采用增压中冷技术，并通过软件进行分析，匹配适合该柴油机的增压器2；增压器2与排气管36直接连接，压缩气体通过中冷器冷却后，温度控制在45±5℃的范围内，然后进入进气管6，此技术可大幅度地提高柴油机的空燃比，从而能够提高柴油机的升功率、改善柴油机的排放指标。
2、每缸四气门的结构布置，气缸盖5中每缸包括两个进气门即进气门I 12及进气门II 14，进气门I 12及进气门II 14由进气门摇臂18通过气门桥部件13进行驱动，两个排气门即排气门I 15及排气门II 16，排气门I 15及排气门II 16由排气门摇臂17通过气门桥部件13进行驱动，其中进气门I 12及进气门II 14分别与一个进气道相连接，两个进气道为并联结构布置，排气门I 15及排气门II 16分别与一个排气道相连接，两个排气道为串联结构布置，并通过软件分析，保证合适的进气涡流比，每缸四气门的结构布置可有效地提高柴油机的充气效率，提高空燃比，使柴油机在作功冲程过程中喷入气缸内的燃油与充足的空气进行混合，使燃烧更加完全，另外单缸两个排气门的结构，进一步降低了柴油机的排气背压，使柴油机废气排除更彻底。
3、喷油器3垂直于活塞32中心布置，保证了喷油器喷油位置准确，大幅度地降低了由于制造误差引起的喷油位置的偏差。
4、燃油系统采用电控VE泵9，主要包括喷油器3、电控VE泵9、油门位置传感器20、供油电磁阀21、时间控制继电器22、位移传感器23、转速传感器24、水温传感器11、ECU控制单元25，其中ECU控制单元25能够根据柴油机在不同工况下的转速和负荷精确控制喷油时刻。
5、采用EGR技术，即废气再循环技术，是针对有害气体NOx设置的排气净化装置，包括有EGR阀1、转速传感器24、水温传感器11、油门位置传感器20、ECU控制单元25、EGR开度传感器26、真空执行器31，该技术具有ECU控制单元25能够根据柴油机在不同工况下的转速和负荷精确控制EGR阀开度的优点，这对于有效控制高温富氧条件下NOx的生成，使整机能够稳定达到国III排放起着关键作用。
本实用新型一种柴油机，采用增压中冷技术，采用每缸四气门的结构布置，增加了柴油机的冲气效率，改善了柴油机的燃烧质量，提高柴油机的升功率，有效提高了柴油机的经济性及排放水平；燃油系统采用先进的电控VE泵，其ECU控制单元能够根据柴油机不同工况下的转速和负荷精确控制喷油时刻；同时采用EGR技术，该技术具有ECU控制单元能够根据柴油机不同工况下的转速和负荷精确控制EGR阀开度的优点，这些系统的应用使本款柴油机能够稳定达到国III排放水平。
四、附图说明：
图1：为本实用新型4L22E(四气门)柴油机轴侧图；
图2：为本实用新型4L22E柴油机(四气门)的气缸盖5；
图3：图2中的A-A剖视图；
图4：图2中的B-B剖视图；
图5：为本实用新型4L22E(四气门)柴油机的摇臂轴部件4；
图6：为本实用新型4L22E(四气门)柴油机的电控VE泵9；
图7：ECU控制单元25；
图8：EGR阀1；
图9：真空执行器31；
图10：为本实用新型4L22E(四气门)柴油机的剖视图。
图中：1、EGR阀，2、增压器，3、喷油器，4、摇臂轴部件，5、气缸盖，6、进气管，9、电控VE泵，11、水温传感器，12、进气门I，13、气门桥部件，14、进气门II，15、排气门I，16、排气门II，17、排气门摇臂，18、进气门摇臂，20、油门位置传感器，21、供油电磁阀，22、时间控制继电器，23、位移传感器，24、转速传感器，25、ECU控制单元，26、EGR开度传感器，27、EGR真空接管，28、真空接管，29、真空出管，30、真空执行器电磁阀，31、真空执行器，32、活塞，33、连杆，34、曲轴，35、凸轮轴，36、排气管
五、具体实施方式
以下结合附图对本实用新型做进一步详述：
4L22E型柴油机，参考图1、2、3、4、5、6、7、8、9、10，采用每缸四气门的结构布置，两个进气门：进气门I 12及进气门II 14，进气门I 12及进气门II 14由进气门摇臂18通过气门桥部件13进行驱动；两个排气门：排气门I 15及排气门II 16，排气门I 15及排气门II 16由排气门摇臂17通过气门桥部件13进行驱动。其中进气门I 12及进气门II 14分别与一个进气道相连接，形成两个并联的进气道结构，排气门I 15及排气门II 16分别与一个排气道相连接，形成两个排气道的串联结构。两个并联的进气道，通过软件分析，能够保证进气涡流比1.8。
喷油器3安装在气缸盖5上，竖直布置在活塞32的正中心，避免了由于气缸盖喷油器安装孔斜置，造成加工误差而导致的喷油位置的偏差，保证了喷油器的喷油位置的准确性，使柴油机燃烧更加完善，排放更低。
燃油系统主要包括喷油器3、电控VE泵9、油门位置传感器20、供油电磁阀21、时间控制继电器22、位移传感器23、转速传感器24、水温传感器11、ECU控制单元25，其中喷油器3安装在气缸盖5上，竖直布置在活塞32的正中心，顶部伸出气缸盖下端面2.1～2.2mm。水温传感器11装在节温器上，给ECU控制单元25提供发动机冷却水温度信号；供油电磁阀21装在电控VE泵9上，用以给VE泵供油；油门位置传感器20装在电控VE泵9上，给ECU控制单元25提供油门位置信号；位移传感器23装在电控VE泵9上，给ECU控制单元25提供提前角位置反馈信号；转速传感器24装在电控VE泵9上，给ECU控制单元25提供发动机转速信号；时间控制继电器22装在电控VE泵9上，由ECU控制单元25采集水温传感器11、油门位置传感器20、位移传感器23、转速传感器24发来的各种信号，通过软件计算获得最佳供油提前角的控制量，然后通过时间控制继电器22来控制电控VE泵9获得发动机该工况下的最佳供油提前角，从而保证了柴油机能够稳定地达到国III排放水平。
采用EGR技术的排气净化装置，EGR阀1装在进气管6上，真空执行器31上的真空接管28由发电机上的真空泵提供真空，EGR开度传感器26位于EGR阀1上，给ECU控制单元25反馈EGR阀1的开度信号，ECU控制单元25根据所采集EGR开度传感器26、水温传感器11、油门位置传感器20、转速传感器24的传感器信号，通过软件计算出发动机相应工况下EGR阀1的最佳开度值，然后通过控制真空执行器31上的真空执行器电磁阀30，使真空执行器31上的真空出管29输出一定的真空度给EGR阀1上的EGR真空接管27，保证EGR阀1打开相应的开度，从而使柴油机在该工况下有合适量的排气从排气管36经过EGR阀1进入到进气管6中，与进气混合，有效降低排放中的NOx排放量，确保整机满足国III排放法规的要求。
本实施例主要适用于4L22E型柴油机，配整车后排放指标达到国III排放水平。

Claims (6)

1.一种柴油机，其特征在于采用增压中冷结构，具有采用EGR技术的排气净化装置，燃油系统采用电控VE泵。
2.按照权利要求1所述的一种柴油机，其特征在于所述采用增压中冷结构，增压器(2)与排气管(36)直接连接，压缩气体通过中冷器冷却后进入进气管(6)。
3.按照权利要求1所述的一种柴油机，其特征在于采用每缸四气门的结构布置。
4.按照权利要求3所述的一种柴油机，其特征在于
所述每缸四气门的结构布置，气缸盖(5)中每缸包括两个进气门即进气门I(12)及进气门II(14)，进气门I(12)及进气门II(14)由进气门摇臂(18)通过气门桥部件(13)进行驱动，两个排气门即排气门I(15)及排气门II(16)，排气门I(15)及排气门II(16)由排气门摇臂(17)通过气门桥部件(13)进行驱动，其中进气门I(12)及进气门II(14)分别与一个进气道相连接，形成两个并联的进气道结构，排气门I(15)及排气门II(16)分别与一个排气道相连接，形成两个串联的排气道结构。
5.按照权利要求1或3所述的一种柴油机，其特征在于
燃油系统采用电控VE泵，主要包括喷油器(3)、电控VE泵(9)、油门位置传感器(20)、供油电磁阀(21)、时间控制继电器(22)、位移传感器(23)、转速传感器(24)、水温传感器(11)、ECU控制单元(25)，其中喷油器(3)安装在气缸盖(5)上，竖直布置在活塞(32)的正中心，顶部伸出气缸盖下端面，给ECU控制单元(25)提供发动机冷却水温度信号的水温传感器(11)装在节温器上，供油电磁阀(21)、油门位置传感器(20)、位移传感器(23)、转速传感器(24)以及时间控制继电器(22)均装在电控VE泵(9)上且分别与接收采集各种信号的ECU控制单元(25)连通，由ECU控制单元(25)内设的软件计算获得最佳供油提前角的控制量，然后通过时间控制继电器(22)来控制电控VE泵(9)获得发动机该工况下的最佳供油提前角。
6.按照权利要求1或3所述的一种柴油机，其特征在于
采用EGR技术的排气净化装置，包括有EGR阀(1)、转速传感器(24)、水温传感器(11)、油门位置传感器(20)、ECU控制单元(25)、EGR开度传感器(26)、真空执行器(31)，EGR阀(1)装在进气管(6)上，真空执行器(31)上的真空接管(28)由发电机上的真空泵提供真空，EGR开度传感器(26)位于EGR阀(1)上且与ECU控制单元(25)连通，EGR开度传感器(26)、水温传感器(11)、油门位置传感器(20)、转速传感器(24)分别输出信号至与其连通的ECU控制单元(25)，通过ECU控制单元(25)内设软件计算出发动机相应工况下EGR阀(1)的最佳开度值，然后通过控制真空执行器(31)上的真空执行器电磁阀(30)，使真空执行器(31)上的真空出管(29)输出一定的真空度给EGR阀(1)上的EGR真空接管(27)，保证EGR阀(1)打开相应的开度，从而使柴油机在该工况下有合适量的排气从排气管(36)经过EGR阀(1)进入到进气管(6)中，与进气混合。
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