专利名称：一种新原理燃烧的电喷柴油发动机的制作方法
一种新原理燃烧的电喷柴油发动机，属内燃机领域。
目前，柴油发动机排污和节能是世界各国研究的重要课题，近100年来，柴油发动机燃烧方法没有变化，仍是柴油喷入汽缸压缩空气中自燃，缺点较多，排污不理想，费油、噪声大、缸壁残留油滴，滞后燃烧，稀溥燃烧困难，低温起动困难，尤其是坦克和大型柴油车起动费油，排污多，传统的燃烧方法限制了柴油机的提高和发展。
就目前所知柴油发动机这种燃烧方法没有改变，包括电控柴油机，也是柴油喷入汽缸内压缩空气中自燃的传统燃烧方式。
本发明的目的在于提供一种新原理燃烧的电喷柴油发动机，很好的解决了上述问题。
本发明的技术方案如下方案1、一种新原理燃烧的电喷柴油发动机，其特征在于包括由汽缸盖(1)连接汽缸(2)；汽缸盖(1)与进气门(3)(可以是二个以上)、排气门(4)(可以是二个以上)、电控喷燃器(5)(可以是二个以上)连接；进气门(3)进气端有节气门(6)和节气门位置传感器(7)；汽缸(2)内置活塞(8)，活塞(8)连接连杆(9)的一端，连杆(9)另一端连接曲轴(10)构成机体；燃料通过燃料接口(11)进入高压油泵(12)加压后进入电控喷燃器(5)构成油路，蓄电池(13)通过点火开关(14)连接电脑ECU(15)(以下简称ECU)；蓄电池(13)通过起动开关(16)连接起动机(17)；ECU(15)A端分别连接各系统传感器输入检测信号，包括节气门位置传感器(7)、曲轴转角传感器(18)；ECU(15)B端分别输出各执行元件的控制信号，包括ECU(15)连接高压油泵(12)；ECU(15)连接电控喷燃器(5)的组件电磁喷油器(19)；ECU(15)通过连接点火线圈(20)再连接电控喷燃器(5)的组件电控点火器(21)构成电路组成。
2、按方案1所述的一种新原理燃烧的电喷柴油发动机，其特征在于包括电控喷燃器(5)是由电磁喷油器(19)连接电控点火器(21)组成。
3、按方案2所述的一种电控喷燃器(5)，其特征在于包括电磁喷油器(19)按喷口形式分为二种，一种是由针阀型喷口组成；另一种是由孔型喷口组成，孔型喷口分为单孔型和多孔型。
4、按方案2所述的一种电控喷燃器(5)，其特征在于包括电磁喷油器(19)是由1—燃油滤网、2—油道、3—电磁线圈接头、4—电磁线圈、5—弹簧、6—磁芯、7—针阀(针阀带有轴针和轴针孔对应为轴针型电磁喷油器；针阀不带轴针，以端面直对一个或二个以上的喷油孔为孔型电磁喷油器)、8—喷口、9—针阀体、10—壳体组成。
5、按方案2所述的一种电控喷燃器(5)，其特征在于包括电控点火器(21)是由相对有一定距离的正负两个电极构成；还包括电磁喷油器(19)为多孔型出口时，将一个负电极分成几个负极按一定距离和间距分别在正电极四周或相邻排列，每一个负电极与中心的或相邻的正电极构成一个新的电控点火器(21)，使每一个电控点火器(21)分别对应电磁喷油器(19)由一个或二个以上喷油出口构成的“8—喷口”组成；以上所有方案完成一种新原理燃烧的电喷柴油发动机的整体结构。
本发明一种新原理燃烧的电喷柴油发动机，其特征在于包括一种新燃烧方法，利用本发明的部分技术特征结合四行程发动机的工作过程和步骤说明如下假定发动机各系统在工作状态，电路通电，油路供油，循环的四行程由a·进气行程，b·压缩行程，c·做功行程，d·排气行程组成；工作由a·进气行程开始，节气门(6)打开，进气门(3)打开，排气门(4)关闭，活塞(8)由上止点下行到下止点，使汽缸(2)吸入空气，b·压缩行程，进气门(3)和排气门(4)关闭，活塞(8)由下止点上行压缩汽缸(2)内的空气，活塞(8)到上止点点火位置；c·做功行程，进气门(3)和排气门(4)关闭，一种新燃烧方法由做功行程实现，此时由点火线圈(20)提供高压脉冲电流，供电控点火器(21)先点火，正负电极之间产生电火花等离子区，等待喷油；ECU(15)向电磁喷油器(19)输出脉冲电流，电磁喷油器(19)的组件4—电磁线圈通电产生磁场，在磁场的作用下，6—磁芯克服5—弹簧弹力，带动与6—磁芯一体的7—针阀(是孔型喷油器)离开阀座升起，高压燃油由“8—喷口”喷出油束，油束全部穿过电控点火器(21)先点火的电火花等离子区点燃，喷入汽缸(2)燃烧膨胀，喷油结束，电磁喷油器(19)的组件4—电磁线圈脉冲电流切断，6—磁芯在回位5—弹簧的作用下，带动7—针阀回位落座，重新封闭由一个或二个以上的喷油孔构成的8—喷口，停止喷油；电控点火器(21)在喷油结束时，切断脉冲电流，点火结束，膨胀气体推动活塞(8)下行做功，由连杆(9)和曲轴(10)输出动力，活塞(8)到达下止点，完成做功行程，上述过程实现了一种新燃烧方法；d·排气行程，进气门(3)关闭，排气门(4)打开，活塞(8)上行到上止点，使汽缸(2)内废气排出，完成排气行程。以上四个行程完成一个循环，下一个循环又从a·进气行程开始，上述四个步骤实现了一种新燃烧方法，并实现了一种新原理燃烧的电喷柴油发动机的工作过程。本发明与传统柴油发动机的根本区别在于传统柴油机是柴油喷入汽缸压缩空气中自燃着火燃烧；本发明是利用一种新燃烧方法，先点火，后喷油，油料全部穿过电火花等离子区点燃，实现了等离子点火，点火和喷油由一个电控喷燃器(5)完成，实现了一种新燃烧方法。
本发明的优点在于由于用一种新燃烧方法，利用ECU(15)整机精确控制，可以大幅度提高空燃比，可提高进气增压，实现更稀薄燃烧，显然排污极微，达到或超过世界最高环保标准，节油25—30％以上。因为简化了发动机结构，噪声小；起动一次成功，对军车和坦克尤为重要。本发明的优点还在于可以使用各种燃料，如汽油、天燃气等，制造成本极低，有利于市场竞争。
实现本发明的最佳方式实现一种新原理燃烧的电喷柴油发动机，结合四行程发动机工作过程说明，四行程由a·进气行程，b·压缩行程，c·做功行程，d·排气行程组成；发动机开始起动，先接通点火开关(14)，电路通电，油路供油；接通起动开关(16)，起动机(17)起动(起动成功后关闭起动机)，假定起动机(17)(通过飞轮)带动曲轴(10)和连杆(9)与活塞(8)，使活塞(8)位于汽缸(2)上止点；工作由a·进气行程开始，节气门(6)打开，进气门(3)打开，排气门(4)关闭(进气门、排气门是由与曲轴(10)连接的凸轮轴驱动)，活塞(8)由上止点下行到下止点，汽缸(2)内吸入空气；b·压缩行程，进气门(3)和排气门(4)关闭，活塞(8)由下止点上行压缩汽缸(2)内空气，活塞(8)到达上止点点火位置；c·做功行程，进气门(3)和排气门(4)关闭，一种新燃烧方法由做功行程实现，ECU(15)A端输入蓄电池(13)电流电压信号，由进气门位置传感器(7)输入进气量信号，曲轴转角传感器(18)输入点火提前角信号(还分别有基准位置传感器，水温和转数传感器信号)，输入与点火和喷油相关的信号，ECU(15)将各种输入信号与内存数据对比，由B端分别向控制元件输出控制信号，控制高压油泵(12)输出(高压油泵(12)可以是电动高压油泵，或是利用曲轴(10)直接或间接驱动的高压油泵，输出连续稳定的高压燃油)，确定点火开始时间和喷油时间；ECU(15)将蓄电池(13)的电流变成有一定宽度的脉冲电流，提供给点火线圈(20)，脉冲宽度决定点火时间长短，由点火线圈(20)提供高压脉冲电流，供电控点火器(21)点火，活塞(8)位于点火位置时，电控点火器(21)先点火，正负电极之间产生电火花等离子区，称为先点火，等待喷油；同时ECU(15)向电控喷燃器(5)的组件电磁喷油器(19)输出喷油脉冲电流，电磁喷油器(19)组件4—电磁线圈通电产生磁场，在磁场的作用下，6—磁芯克服5—弹簧弹力，带动与6—磁芯一体的7—针阀(是孔型喷油器)，离开阀座升起，高压燃油从“8—喷口”喷出，喷出的油束全部穿过电控点火器(21)先点火的电火花等离子区点燃，形成火焰喷入汽缸(2)燃烧膨胀；喷油结束，电磁喷油器(19)的组件4—电磁线圈脉冲电流切断，6—磁芯在回位5—弹簧的作用下，带动7—针阀回位落座，重新封闭由一个或二个以上的喷油孔构成的8—喷口，停止喷油；电控点火器(21)在喷油结束时，切断脉冲电流，点火结束；膨胀气体推动活塞(8)下行做功，由连杆(9)和曲轴(10)输出动力，活塞(8)到达下止点，完成做功行程，实现了一种新燃烧方法；d·排气行程，进气门(3)关闭，排气门(4)打开，活塞(8)上行到上止点，使汽缸(2)内废气排出，完成排气行程。以上四个行程完成一个循环，下一个循环又从a·进气行程开始，发动机的加减速由节气门(6)进气量决定(类似于汽油发动机是由于改变了传统的柴油机各种喷油方式，去掉了调速系统所致)。上述步骤实现了一种新燃烧方法，并实现了一种新原理燃烧的电喷柴油发动机整体结构和工作过程。
权利要求
1.一种新原理燃烧的电喷柴油发动机，其特征在于由汽缸盖(1)连接汽缸(2)；汽缸盖(1)与进气门(3)(可以是二个以上)、排气门(4)(可以是二个以上)，电控喷燃器(5)(可以是二个以上)连接；进气门(3)进气端有节气门(6)和节气门位置传感器(7)；汽缸(2)内置活塞(8)，活塞(8)连接连杆(9)的一端，连杆(9)另一端连接曲轴(10)构成机体；燃料通过燃料接口(11)进入高压油泵(12)加压后进入电控喷燃器(5)构成油路，蓄电池(13)通过点火开关(14)连接电脑ECU(15)(以下简称ECU)；蓄电池(13)通过起动开关(16)连接起动机(17)；ECU(15)A端分别连接各系统传感器输入检测信号，包括节气门位置传感器(7)、曲轴转角传感器(18)；ECU(15)B端分别输出各执行元件的控制信号，包括ECU(15)连接高压油泵(12)、ECU(15)连接电控喷燃器(5)的组件电磁喷油器(19)；ECU(15)通过连接点火线圈(20)再连接电控喷燃器(5)的组件电控点火器(21)构成电路组成。
2.按权利要求1所述的一种新原理燃烧的电喷柴油发动机，其特征在于电控喷燃器(5)是由电磁喷油器(19)连接电控点火器(21)组成。
3.按权利要求2所述的一种电控喷燃器(5)，其特征在于电磁喷油器(19)按喷口形式分为二种，一种是由针阀型喷口组成；另一种是由孔型喷口组成，孔型喷口分为单孔型和多孔型。
4.按权利要求2所述的一种电控喷燃器(5)，其特征在于电磁喷油器(19)是由1—燃油滤网、2—油道、3—电磁线圈接头、4—电磁线圈、5—弹簧、6—磁芯、7—针阀(针阀带有轴针和轴针孔对应，为轴针型电磁喷油器；针阀不带轴针，以端面直对一个或二个以上的喷油孔为孔型电磁喷油器)、8—喷口、9—针阀体、10—壳体组成。
5.按权利要求2所述的一种电控喷燃器(5)，其特征在于电控点火器(21)是由相对有一定距离的正负两个电极构成；还包括电磁喷油器(19)为多孔型出口时，将一个负电极分成几个负极按一定距离和间距分别在正电极四周或相邻排列，每一个负电极与中心的或相邻的正电极构成一个新的电控点火器(21)，使每一个电控点火器(21)分别对应电磁喷油器(19)由一个或二个以上的喷油出口构成的“8—喷口”组成。
6.按权利要求1所述的一种新原理燃烧的电喷柴油发动机，其特征在于包括一种新燃烧方法，利用本发明的部分技术特征结合四行程发动机工作过程和步骤说明如下假定发动机各系统在工作状态，电路通电，油路供油，循环的四行程由a·进气行程，b·压缩行程，c·做功行程，d·排气行程组成；工作由a·进气行程开始，节气门(6)打开，进气门(3)打开，排汽门(4)关闭，活塞(8)由上止点下行到下止点，使汽缸(2)内吸入空气；b·压缩行程，进气门(3)和排气门(4)关闭，活塞(8)由下止点上行压缩汽缸(2)内的空气，活塞(8)到上止点点火位置；c·做功行程，进气门(3)和排气门(4)关闭，一种新燃烧方法由做功行程实现，此时由点火线圈(20)提供高压脉冲电流，使电控点火器(21)先点火，正负电极之间产生电火花等离子区，等待喷油；ECU(15)向电磁喷油器(19)输出脉冲电流，电磁喷油器(19)的组件4—电磁线圈通电产生磁场，在磁场作用下，6—磁芯克服 5—弹簧弹力，带动与 6—磁芯一体的 7—针阀(是孔型喷油器)离开阀座升起，高压燃油由 8—喷口喷出油束，油束全部穿过电控点火器(21)的电火花等离子区点燃，喷入汽缸(2)内燃烧膨胀；喷油结束，电磁喷油器(19)的组件4—电磁线圈脉冲电流切断，6—磁芯在回位5—弹簧作用下，带动7—针阀回位落座，重新封闭由一个或二个以上的喷油孔构成的8—喷口，停止喷油；电控点火器(21)在喷油结束时，切断脉冲电流，点火结束，膨胀气体推动活塞(8)下行做功，由连杆(9)和曲轴(10)输出动力，活塞(8)到下止点，完成做功行程，上述过程实现了一种新燃烧方法；d·排气行程，进气门(3)关闭，排气门(4)打开，活塞(8)上行到上止点，使汽缸(2)内废气排出，完成排气行程，以上四个行程完成一个循环，下一个循环又从a·进气行程开始，上述四个步骤实现了一种新燃烧方法，并实现了一种新原理燃烧的电喷柴油发动机及其工作过程。
7.本发明与传统柴油发动机的根本区别在于传统柴油机是柴油喷入汽缸压缩空气中自燃着火燃烧；本发明是先点火，后喷油，油料全部穿过电火花等离子区点燃，实现了等离子点火，点火和喷油由一种电控喷燃器(5)完成，实现了一种新燃烧方法。
全文摘要
一种新原理燃烧的电喷柴油发动机,属内燃机领域。主要由:汽缸盖(1)、汽缸(2)、进气门(3)、排气门(4)、电控喷燃器(5)、活塞(8)、连杆(9)、曲轴(10)、ECU(15)组成;包括一种新燃烧方法,根本区别于传统柴油发动机。
文档编号F02B3/02GK1280242SQ0012115
公开日2001年1月17日 申请日期2000年7月28日 优先权日2000年7月28日
发明者常宝山 申请人:常宝山