一种机械控制的双向供油活塞式内燃机的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明属于内燃机领域，尤其是涉及一种机械控制的双向供油活塞式内燃机。
【背景技术】
[0002]上个世纪，内燃机发展和使用技术史上经历了三次重大的飞跃:机械式燃油系统、中冷增压技术和电控燃油喷射系统。传统机械式燃油系统凭借其可靠性、易维护性一直在不断地发展和使用，但其在经济性、动力性、环保性能方面存在严重不足，随着中冷增压技术的应用，一定程度的提高了传统机械式燃油系统的经济性、和动力性。但随着21世纪来临，人们对能源、环保的意识和要求日益提高，传统机械式燃油系统发动机的脉动喷油系统已经不能够满足现代发动机的要求。因此，现代发动机的电控共轨燃油喷射技术在避免了传统发动机缺点的基础上，得到了快速的发展，已经成为燃油喷射的主要发展趋势。20世纪60年代后期，瑞士的Hiber教授研制了内燃机电控共轨系统的“原型”，其后以瑞士工业大学的Ganser教授为中心对电控共轨系统进行了一系列的研宄。从20世纪70年代开始，鉴于内燃机有害气体排放严重污染自然环境、石油资源的有限开采和利用，人们主动而有效地利用电子技术、计算机技术、传感技术和控制理论推动内燃机燃油喷射技术的发展。1995年末，日本电装公司将ECD-U2型电控共轨系统成功的应用于载重汽车用内燃机上并批量生产，“从此开始了内燃机电控共轨燃油系统的新时代”，随后，德国的Bosch公司、美国的Cummiese公司、瑞典的Volvo公司、意大利的Fiat公司和日本五十铃公司等相继将自行开发的分别用于轿车、载重汽车和工程机械的电控共轨系统内燃机投放市场。目前，内燃机电控喷射技术正迅速推广和普及，其技术水平也日趋成熟，总的发展趋势是由位置控制向时间控制过渡、由模拟控制向数字控制过渡。
[0003]由于技术起步较晚、研发基础薄弱，并且电控技术控制系统复杂、制造成本高，国内内燃机厂家无法生产制造电控式喷油系统。本发明在继承机械式燃油系统本身固有的靠性、易维护性较优的基础上，采用原有柴油机齿轮驱动高压油泵机构实现新型的二次供油燃烧过程，从而克服原有机械式内燃机压缩比低、效率低等缺点。
【发明内容】
[0004]本发明所解决的技术问题是，采用双供油泵的配置提高现有机械式喷油内燃机的压缩比，从而提高机械式喷油内燃机的热效率。
[0005]本发明是通过以下技术手段实现上述技术目的的。
[0006]一种机械控制的双向供油活塞式内燃机，包括曲轴箱1、进气管11、排气管13、主喷油嘴12，还包括第一油泵4与第二油泵6，所述曲轴箱I的曲轴3与第一油泵4的第一油泵轴5连接，所述第一油泵轴5与第二油泵6的第二油泵轴7连接；所述第一油泵4的顶端与主喷油管9的一端连接，所述主喷油管9的另一端与主喷油嘴12连接，所述主喷油嘴12固定安装在曲轴箱I缸盖的顶端；所述第二油泵6的顶端与副喷油管8的一端连接，所述副喷油管8的另一端与副喷油嘴10连接，所述副喷油嘴10与进气管11的一端连接，所述进气管11的另一端与所述曲轴箱I缸盖的进气道15连接。
[0007]进一步的，所述第二油泵6的第二油泵轴7配置为在进气过程中活塞2下行至下止点前45° -90°使副喷嘴14进行喷油；所述第一油泵4的第一油泵轴5配置为在压缩行程中活塞2上行至上止点前0° -8°使主喷嘴14进行喷油。
[0008]进一步的，所述进气管11还连接有空气滤清器14，所述空气滤清器14与进气管11相连，所述进气管11固定在气缸盖上并与进气道15连通，所述所述进气管11的弯头处加工有凸台16，所述凸台16上固定有副喷嘴12。
[0009]本发明的有益效果为:机械控制式的喷油系统结构简单，控制可靠，采用两次喷油的方式减少由于提前喷油着火而产生的负功；同时通过精确供油可以实现内燃机的高压缩比，从而提高燃油热效率，并且可以形成部分稀薄燃烧。
【附图说明】
[0010]图1为本发明所述的机械控制双向供油活塞2式内燃机的结构简图。
[0011]图2为副喷油嘴安装结构局部简图。
[0012]附图标记说明如下:1-曲轴箱、2-活塞2、3_曲轴、4-第一油泵、5_第一油泵轴、6-第二油泵、7-第二油泵轴、8-副喷油管、9-主喷油管、10-副喷油嘴、11-进气管、12-主喷油嘴、13-排气管、14-空气滤清器、15-进气道、16-凸台
【具体实施方式】
[0013]下面结合附图以及具体实施例对本发明作进一步的说明，但本发明的保护范围并不限于此。
[0014]采用两套高压油泵供油系统，使供油分成两部分。副喷油嘴10装在进气管11上，在活塞2吸气过程中喷入每循环固定量的油，经进气管11、进气道、进气门进入气缸。在进气过程完成时，气缸内已有稀薄的燃油空气混合物，此时的空燃比应在α >2，这样的空燃比混合物在自行着火段外，即使采用很高的压比也不会压缩点火。
[0015]在气缸盖上装有主喷油嘴10，在活塞2压缩稀混合气接近上止点时，喷入主燃油注。油注的前锋即与原有的稀混合气形成可燃混合气，在高压高温下迅速着火，一方面点燃稀混合气，造成稀混合气的容积式燃烧；另一方面油柱的后续量也很快地做好燃前的物理化着火准备，从而迅猛燃烧。
[0016]喷入进气管11的油柱应在进气过程活塞2下行至下止点前45° -90°开始，在活塞2至下止点前喷油结束，以确保所喷油量在进气结束时，已全部进入气缸。
[0017]主喷油注的油量根据发动机运行工况调节。喷油开始时间应尽可能接近上止点。根据气缸直径大小及压缩比高低数值调节控制在压缩过程活塞上行至上止点前8°?0°。根据所用油品，以及发动机大小和环境气温等因素，可在进油管上或喷油嘴接头处装置恒温加热器，控制进入气缸的油温在200°C以上，使喷入的燃油迅速着火燃烧。有利于快速启动以及在寒冷天气时发动机稳定运行。在发动机运行温度已很高，或在炎热环境运行时，也可以加热器关闭。
[0018]发动机的几何压缩比应设置在理论值的最高值，最好控制在30?40。采用增压器时，实际的有效压缩比可能会更高，提高压缩比可提高热力循环的指示热效率。
[0019]采用双高压油泵供油利于在接近上止点前喷入燃油，尽可能减少燃油在压缩行程中做负功，从而在上止点后产生等容燃烧，以避免高压缩比下产生高的爆发压力，而是在活塞2下行时燃油做有效功。
[0020]由于已有约40%-50%的燃油喷入，主燃油喷油注的油量已减少。因此，上止点后的喷油延续时间不会拖得很长，有利于减少后燃，但是排气温度可能会提高，因此最好采用燃气涡轮增压器。为了使燃油与空气快速混合，气缸盖应用螺旋进气道。
[0021]所述实施例为本发明的优选的实施方式，但本发明并不限于上述实施方式，在不背离本发明的实质内容的情况下，本领域技术人员能够做出的任何显而易见的改进、替换或变型均属于本发明的保护范围。
【主权项】
1.一种机械控制的双向供油活塞式内燃机，包括曲轴箱(I)、进气管(11)、排气管(13)、主喷油嘴(12)，其特征在于，还包括第一油泵(4)与第二油泵(6)，所述曲轴箱⑴的曲轴(3)与第一油泵(4)的第一油泵轴(5)连接，所述第一油泵轴(5)与第二油泵(6)的第二油泵轴(7)连接； 所述第一油泵(4)的顶端与主喷油管(9)的一端连接，所述主喷油管(9)的另一端与主喷油嘴(12)连接，所述主喷油嘴(12)固定安装在曲轴箱(I)缸盖的顶端； 所述第二油泵(6)的顶端与副喷油管⑶的一端连接，所述副喷油管⑶的另一端与副喷油嘴(10)连接，所述副喷油嘴(10)与进气管(11)的一端连接，所述进气管(11)的另一端与所述曲轴箱⑴缸盖的进气道(15)连接。2.根据权利要求1所述的一种机械控制的双向供油活塞式内燃机，其特征在于，所述第二油泵出)的第二油泵轴(7)配置为在进气过程中活塞(2)下行至下止点前45° -90°使副喷嘴(14)进行喷油；所述第一油泵(4)的第一油泵轴(5)配置为在压缩行程中活塞(2)上行至上止点前0° -8°使主喷嘴(14)进行喷油。3.根据权利要求2所述的一种机械控制的双向供油活塞式内燃机，其特征在于，所述进气管(11)还连接有空气滤清器(14)，所述空气滤清器(14)与进气管(11)相连，所述进气管(11)固定在气缸盖上并与进气道(15)连通，所述所述进气管(11)的弯头处加工有凸台(16)，所述凸台(16)上固定有副喷嘴(12)。
【专利摘要】本发明提供了一种机械控制的双向供油活塞式内燃机，曲轴与第一油泵轴连接，第一油泵轴与第二油泵轴连接，第二油泵专为在进气过程活塞下行至下止点前45°-90°使副喷嘴在进气管内进行喷油，第一油泵专为在压缩行程活塞上行至上止点前0°-8°使主喷嘴向气缸内进行喷油。采用双高压油泵供油利于在接近上止点附近燃烧，尽可能减少燃油在压缩行程完成前爆发做负功，而且可以采用较高的压缩比，从而提高循环热效率，同时形成部分稀薄燃烧。
【IPC分类】F02C7/22
【公开号】CN104989532
【申请号】CN201510400800
【发明人】申屠淼, 申屠昊
【申请人】申屠淼
【公开日】2015年10月21日
【申请日】2015年7月9日