一种电控直喷多燃料两冲程发动机的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种电控直喷多燃料两冲程发动机，特别是无人机用、舷外机用两冲程发动机。
【背景技术】
[0002]众所周知，两冲程发动机主要限于摩托车使用，这主要是由于零部件数量少以及随之带来的结构的简化。
[0003]与四冲程发动机相比，两冲程发动机的其他优势:在相同排量下产生的更大的动力和更规律的扭矩，这是由于两冲程发动机每转一圈就做一次功所带来的(四冲程发动机每转两圈做一次功)。
[0004]然而在机动车领域，消极方面战胜了这些优势:与四冲程发动机相比，两冲程发动机油耗更高，有更多的污染物排放，噪音更大，需要更频繁的维修。
[0005]特别是油耗和排放，会受到日益严格的法规和来自民众更多的关注的影响。
[0006]但是在无人机及舷外机领域，两冲程发动机的优势将能得到完全的体现。其原因是这两种应用对于发动机的功率/重量比有较高的要求，对噪音、排放等问题关注度较小。
[0007]基于以上逻辑，一种新型的电控直喷多燃料两冲程发动机在无人机及舷外机领域似乎是一个更好的选择，特别是高功率/重量比、低燃油耗、低机油耗和多燃料的两冲程发动机。
【发明内容】
[0008]本发明目的是提供一种消除了与传统两冲程发动机相关缺点的改进的两冲程发动机，其利用了更好的燃烧组织方式和润滑方式以便它能更有效的被用于传统应用领域。
[0009]本发明的另一目的是提供一种两冲程发动机特别适合于无人机或者舷外机应用领域。
[0010]以上所述目的是根据如下所述的一种两冲程发动机来获得的。
[0011]—种电控直喷多燃料两冲程发动机，包括:一包含至少一个发动机气缸(27)的曲轴箱，相应于气缸数量的在气缸内部在上止点和下止点之间移动的发动机活塞(26)，支撑于所述曲轴箱内带有至少两个轴承且包含相应于气缸数量的曲柄的曲轴(31)，相应于气缸数量的铰接于所述发动机活塞(26)和所述曲轴(31)的所述曲柄的连杆(28)，一个曲轴位置传感器(14)，相应于气缸数量的进气口及扫气口，相应于气缸数量的火花塞(8)，一个单独的机油箱(12)和一个单独的安装有燃油成分传感器的燃油箱(1)，一个节气门(16)，一个安装在节气门(16)后的独立的机油喷嘴(23)及为所述机油喷嘴(23)提供所需压力的机油泵(17)，其特征在于:还包括一个空气-燃油轨(6)，一个安装在曲轴箱体上的由曲轴直接驱动的气泵(13)，一个电子控制的适用于各种不同液体燃料的燃油泵(3)，相应于气缸数量的燃油喷嘴(5)和直喷喷嘴(7)，一个可以分别采集所有传感器及控制不同执行部件的ECU(发动机控制单元，11)，其中，所述气泵(13)为空气-燃油轨(6)及直喷喷嘴(7)提供稳定压力的压缩空气，所述燃油泵(3)为空气-燃油轨(6)提供燃油，所述燃油喷嘴
(5)将燃油喷入空气-燃油轨￠)，所述直喷喷嘴(7)将燃油空气混合物喷入气缸。
[0012]所述发动机适用于各种不同的液体燃料，使用不同液体燃料时都使用火花塞(8)点火的方式运转发动机，且ECU(Il)可以根据燃油箱(I)内的燃油成分传感器自动判别燃料类型以调整直喷喷嘴(7)喷射时刻和火花塞(8)点火的时刻。所述液体燃料为汽油、柴油、航空煤油或其混合物。
[0013]所述机油泵(17)连接机油箱(12)并由ECU(Il)控制，所述机油泵(17)为安装于发动机节气门(16)后的单独的机油喷嘴(23)提供所需压力的机油，所述机油喷嘴(23)同样由ECU(Il)单独控制喷射量及喷射时间。
[0014]所述气泵(13)，由曲轴一端的带曲面的驱动盘驱动(24)。
[0015]所述空气-燃油轨(6)，安装于发动机缸盖(25)顶上，空气及燃油的压力随发动机运转工况的不同由E⑶(11)进行相应的调节。
[0016]所述直喷喷嘴(7)，安装于所述空气-燃油轨(6)内，将空气和燃油的混合物喷入发动机气缸(27)，所述直喷喷嘴(7)与燃油喷嘴(5)同时使用，燃油喷嘴(5)将燃油喷入空气-燃油轨￠)，所述直喷喷嘴(7)再将轨内的混合物在适当的时间喷入气缸(27)。所述直喷喷嘴(7)安装在发动机缸盖(25)上，位置与气缸中心线相对并垂直于气缸径向，火花塞(8)与所述直喷喷嘴(7)形成45 ±10°夹角。
[0017]所述ECU(II)根据特殊的控制策略对燃油喷嘴(5)、直喷喷嘴(7)及火花塞(8)进行独立控制，首先对将经过精确计量的燃油经由燃油喷嘴(5)喷入空气-燃油轨￠)，然后控制直喷喷嘴(7)将空气燃油混合物喷入发动机气缸(27)，在空气燃油混合物喷入气缸后的精确时刻控制火花塞(8)进行点火。
[0018]相比于传统的两冲程发动机，所述发动机的优势如下:
[0019]I)减少湿壁的发生；
[0020]2)提升的燃油雾化程度在低于1bar的喷射压力时能够使各种液体燃料的索特平均直径达到10微米以下，实现缸内的分层燃烧和稀薄燃烧；
[0021]3)更加灵活的空燃比电子控制，它可以帮助:
[0022]减少35-50%的油耗，即二氧化碳排放量；
[0023]减少85 %的碳氢排放量；
[0024]减少70 %的一氧化碳排放量；
[0025]减少冷启动和热启动的排放；
[0026]增加稀薄燃烧的工况范围；
[0027]提升后处理的转化效率；
[0028]提升EGR率(废气再循环百分比)
[0029]4)排放一致性的提升。根据实验，由本发明所制造的两冲程发动机的排放一致性即同款发动机不同个体的排放水平比传统的两冲程发动机大大提高。
[0030]5)所述发动机的优势还在于相比于传统冲程发动机极大程度改善的冷启动性能，根据实验，由本发明所制造的两冲程发动机能够在不采用任何加热辅助系统的情况下在_30°C环境温度时顺利启动且稳定性极高。
[0031]6)所述发动机能够灵活地应用各种常用液体燃料包括汽油、柴油、航空煤油或其混合物等。
[0032]7)所述发动机采用的低压电控直喷式供油系统，一方面提高控制精度及发动机工作稳定性，使发动机的NVH水平大大提高，另一方面大大降低了发动机对于燃油系统的要求，从而降低制造成本。
[0033]8)除了排放的减少，此种发动机还具有其他的优势，比如降低制动比油耗，增加发动机全负荷工况下的输出功率和扭矩等。
【附图说明】
[0034]图1示出了本发明所涉及的两冲程发动机的系统结构图。
[0035]图2示出了根据本发明制造的一个两缸两冲程发动机的部分横向剖面图，基于一个通过气缸中心且垂直于曲轴中心的平面。
[0036]图3示出了如图2所示发动机的部分纵向剖面图，基于一个通过两个气缸中心线的平面。
[0037]图4示出了本发明涉及的ECU(Il)对喷油点火的控制策略。
[0038]图5示出了本发明涉及的直喷喷嘴(7)在低压喷射时的喷雾雾化效果。
[0039]图6示出了本发明涉及的气泵(13)的安装位置及驱动原理。
[0040]图7示出了本发明涉及的气泵(13)的内部结构。
[0041]图8示出了本发明涉及的燃油供给系统。
[0042]附图标记说明
[0043]图中:1、燃油箱，2、燃油滤清器，3、燃油泵，4、燃油压力调节阀，5燃油喷嘴，6、空气-燃油轨，7、直喷喷嘴，8、火花塞，9、温度传感器，10、点火线圈，11、E⑶，12、机油箱，13、气泵，14、曲轴位置传感器，15、节气门位置传感器，16、节气门，17、机油泵，18、空气稳压腔，19、空气滤清器，20、环境压力传感器，21、点火开关，22、蓄电池，23、机油喷嘴，24、气泵驱动盘，25、发动机缸盖，26、发动机活塞，27、发动机气缸，28、连杆，29、曲柄，30、马达，31、曲轴，32、气泵滚轮，33、气泵柱塞，34、气泵蝶阀，35、气泵出口，36、燃油压力调节器，37、进油管(连接燃油泵3)，38、回油管，39、进气管(连接气泵出口 35)，40、直喷喷嘴接头。
【具体实施方式】
[0044]以下结合附图1-8对本发明的实施作进一步详细说明，但对相关领域的技术人员，依据本发明的思想，在【具体实施方式】及应用范围上均有可能发生改变。所以，不应将本说明书理解为对本发明的限制。在本发明基本思想限制下的任何改变均属于本发明范畴之内，本发明的专利保护范围应由权利要求限制。
[0045]如图1-3