所示，所述发动机工作过程如下:发动机工作时，当活塞(26)下行至打开进气口时，进气过程开始。新鲜空气经过滤清器(19)及稳压腔(18)后到达节气门(16)，同时节气门(16)后的机油喷嘴(23)将一定量的机油喷入节气门(16)后。空气及雾化良好的机油混合物进入发动机曲轴箱，首先对曲轴箱内的运动机构进行润滑及冷却，再通过与进气口联通的进气道进入气缸(27)。当活塞上行至封闭进排气口后发动机进入压缩过程，此时机油空气混合物对气缸内的摩擦副进行润滑。与此同时，空气-燃油轨(6)内已经准备好了预混的燃油空气混合物，此空气燃油混合物是由气泵(13)提供压缩空气，由燃油喷嘴(5)喷入燃油，当活塞(26)上行至上止点附件时，燃油空气混合物经过直喷喷嘴(7)喷入发动机气缸(27)，并在此后的适当时间，火花塞(8)进行点火，发动机进入燃烧膨胀过程，推动活塞(26)下行做功。当活塞(26)下行至打开排气口时，排气过程开始直至下一个进气过程。以上描述的是此发动机的一个完整工作循环。
[0046]如图4所示，当气缸(27)内活塞(26)运行到上止点前(BTDC) 155°时，相对应于此气缸(27)的燃油喷嘴(5)开始将燃油喷入空气-燃油轨￠)，此燃油喷嘴(5)喷射时间由具体发动机工况决定，从5°曲轴转角到50°曲轴转角不等；在上止点前(BTDC) 80°时，直喷喷嘴(7)再将空气-燃油轨￠)内的空气燃油混合物直接喷入气缸(27)，此直喷喷嘴(7)的喷射时间由具体发动机工况决定，从5°曲轴转角到50°曲轴转角不等；当直喷喷嘴
(7)开始喷射后的适当时间进行点火，具体点火时刻从开始喷射后的3°曲轴转角到10°曲轴转角不等。
[0047]如图5所示，本发明所述发动机在燃油和空气压力都在1bar以下时就能够使各种燃料喷雾的索特平均直径达到10微米以下，而众所周知普通直喷柴油机在高达1600bar以上的喷射压力时才能够使索特平均直径达到10微米的量级，这样一方面就大大减少了发动机对于燃油系统的要求，另一方面使得喷雾扩散混合过程更加迅速，使柴油、航空煤油和汽油等液体燃料都能够在所述发动机上实现点燃燃烧。点燃的方式能够大幅度提高发动机转速，提高功率密度，减轻发动机重量，(和传统柴油发动机和煤油发动机等压燃式发动机相比)，这些优势对于无人机及舷外机应用来说至关重要。
[0048]如图6-8所示，本发明所述发动机的气泵驱动系统及燃油供给系统。所述系统的压缩空气是由一个小的柱塞式气泵(13)来提供的，它可以是由一个安装在曲轴上的偏心气泵驱动盘(24)来驱动的。从曲轴箱流入的过滤后的新鲜空气通过气泵进气通道被吸入柱塞腔内，由于所述驱动盘(24)为偏心设计，因此发动机每转一圈所述驱动盘(24)都会使气泵柱塞(33)往复运动一次，从而将柱塞腔内的空气压缩。压缩后的空气随后通过在气泵头部的一个蝶阀(34)及气泵出口(35)送入空气-燃油轨(6)(气泵出口(35)与进气管
(39)通过管路连接)ο这个设计不需要单独为气泵提供皮带，皮带轮，压缩器连杆-曲轴，进气门，进气管和进气滤清器。通过避免设计这些不需要的零部件，造成系统设计及其简洁，精致及低成本，并且能极好的满足发动机性能要求。所述系统与空气-燃油轨(6)、燃油泵
(3)、燃油喷嘴(5)、直喷喷嘴(7)共同组成了发明所述发动机的燃油供给系统(工作原理如图4【附图说明】所述)。燃油供给系统的主要特征:
[0049]I)通过使用低压的压缩空气来达到燃油的极好雾化(平均索特直径小于10微米)；
[0050]2)可以加速形成在缸内的可燃混合气；
[0051]3)由于喷射的少量空气，对缸内上一循环的残余废气不敏感；
[0052]4)燃油喷射和混合物喷射的独立不相关控制，这分别由燃油喷嘴(5)和直喷喷嘴
(7)执行。此特征可以带来一系列的好处，其中包括:提高燃油混合物形态的灵活性，对积碳的极度不敏感，减少系统成本等。
[0053]最后，在不背离本权利要求的范围内，可以清楚的看出由本发明描述的发动机能被修改或者变化。
【主权项】
1.一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(I)，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(即发动机控制单元，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⑶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(X)将燃油空气混合物喷入气缸。2.根据权利要求1所述的发动机，其特征在于: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⑶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。3.根据权利要求1或2所述发动机，所述液体燃料为汽油、柴油、航空煤油或其混合物。4.根据权利要求1所述的发动机，其特征在于: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。5.根据权利要求1所述的发动机，其特征在于:所述气泵(13)，由曲轴一端的偏心驱动盘驱动(24) ο6.根据权利要求1所述的发动机，其特征在于: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ECU(Il)进行相应的调节。7.根据权利要求1或5所述的发动机，其特征在于:所述直喷喷嘴(7)，安装于所述空气-燃油轨出)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)。8.根据权利要求7所述的发动机，其特征在于: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。9.根据以上任一权利要求所述的发动机，其特征在于:所述ECU(Il)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(6)，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。
【专利摘要】本申请涉及一种两冲程发动机，其包括发动机气缸(27)，及在所述发动机气缸内滑行的活塞(26)，一个气泵(13)，一个连接于所述气泵的空气/燃油轨(6)和直喷喷嘴(7)，一个单独的燃油箱(1)及与其通过特定管路连接的燃油泵(3)，及与所述燃油泵通过特定管路连接的燃油喷嘴(5)，一个单独的机油箱(12)及与其通过特定管路连接的机油泵(17)，及与所述机油泵相连的机油喷嘴(23)，一个ECU(发动机控制单元)(11)及与其通过特定导电线路连接的蓄电池(22)、燃油泵(3)、机油泵(17)、燃油喷嘴(5)、直喷喷嘴(7)、点火线圈(10)及与其相联的火花塞(8)、温度传感器(9)、曲轴位置传感器(14)、节气门位置传感器(15)、环境压力传感器(20)、机油泵(17)和点火开关(21)。
【IPC分类】F02B75/02, F02B69/02, F02M55/02, F02M37/04, F02D43/00
【公开号】CN104929767
【申请号】CN201510271742
【发明人】白冰, 张大鹏
【申请人】北京银翼科技发展有限公司
【公开日】2015年9月23日
【申请日】2015年5月26日