專(zhuān)利名稱(chēng)：用于具有切向地設(shè)置在氣缸圓周上的噴油嘴的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的噴油方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明原則上適用于所有柴油發(fā)動(dòng)機(jī)，但是特別是適用于對(duì)置活塞發(fā)動(dòng)機(jī)。所述對(duì)置活塞發(fā)動(dòng)機(jī)的特征在于，其不具有氣缸蓋。更確切地說(shuō)，將在兩個(gè)朝向內(nèi)部死點(diǎn)互相相反地運(yùn)動(dòng)的活 塞之間的工作氣體壓縮。由此，不必僅通過(guò)設(shè)置在氣缸圓周上的通道來(lái)進(jìn)行氣體交換，而是也將燃油從外部的氣缸圓周?chē)娙肴紵抑?。這需要與傳統(tǒng)的混合過(guò)程相比用于噴射燃油的噴射器的完全不同的布置。通常，在將位于燃燒腔上部的噴油嘴安裝在氣缸軸中心或接近氣缸軸中心安裝，并且燃油通過(guò)多個(gè)噴嘴孔由內(nèi)向外分布，那么在對(duì)置活塞柴油機(jī)中，必須將燃油由外向內(nèi)引入燃燒腔中。
背景技術(shù)：
為了實(shí)現(xiàn)在現(xiàn)代發(fā)動(dòng)機(jī)中為了較低的廢氣排放而爭(zhēng)取達(dá)到的均勻的混合過(guò)程，在具有設(shè)置在中心的或中心附近的噴射部件的發(fā)動(dòng)機(jī)中的在燃燒腔上部的機(jī)構(gòu)非常受限制。 首先在噴射過(guò)程大約結(jié)束時(shí)存在幾乎是化學(xué)計(jì)量的混合物。在噴射開(kāi)始時(shí)，混合物還太微少。通過(guò)在點(diǎn)火開(kāi)始前的預(yù)混合，例如通過(guò)不點(diǎn)火的預(yù)先噴射，只能夠部分地消除所述不足。即使在燃燒開(kāi)始后不久就結(jié)束混合過(guò)程的非常短的噴射時(shí)間也只能夠受限制地實(shí)現(xiàn)， 因?yàn)樗鰢娚鋾r(shí)間需要(由于其他原因不利的)大的噴油孔或者需要非常高的噴射壓力。燃燒方法提供更好的機(jī)會(huì)，其中燃油從外部輸送給燃燒室，并且因此能夠以有利的方式分布到工作氣體上。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明基于的目的是，不僅實(shí)現(xiàn)了更短的噴射時(shí)間，而且還在燃燒開(kāi)始之前產(chǎn)生盡可能均勻的氣體燃油混合物。因此根據(jù)本發(fā)明，兩個(gè)或多個(gè)噴油嘴設(shè)置在氣缸圓周上的上部的活塞死點(diǎn)的區(qū)域中，使得所述噴油嘴的噴射束在切向方向上對(duì)準(zhǔn)位于旋轉(zhuǎn)對(duì)稱(chēng)制成的燃燒室中的容積的中心圓(圍繞燃燒室的中心的圓)。具有多個(gè)噴嘴的布置既可實(shí)現(xiàn)通過(guò)所有噴嘴同時(shí)噴射，由此獲得較短的噴射時(shí)間。根據(jù)本發(fā)明，在需要時(shí)也可實(shí)現(xiàn)各個(gè)噴嘴的以不同時(shí)間順序的噴射。在此，燃油束通過(guò)在活塞上側(cè)上構(gòu)成為噴射管路的鳥(niǎo)嘴狀物從氣缸邊緣引導(dǎo)向燃燒室。在傳統(tǒng)的、設(shè)置在氣缸蓋中心的噴嘴中不利的是，噴嘴尖端非常近地位于燃燒室的最熱的位置上，而在根據(jù)本發(fā)明的布置中，所述噴嘴尖端處于燃燒室外部的最冷的位置上。但是，傳統(tǒng)的布置不能使熱的溫度用于氣化燃油，因?yàn)猷徑鼑娮旒舛说纳涫€是非常緊湊的，并且在冷的燃燒室壁的附近才處于高度分離中。與此相對(duì)，根據(jù)本發(fā)明的方法具有的優(yōu)點(diǎn)是，射束分離越好，所述射束越進(jìn)一步地到達(dá)熱的燃燒室中心，這同樣有助于加速形成均勻的混合物。在傳統(tǒng)的燃燒方法中，當(dāng)由于幾何形狀原因不能將第二噴嘴安裝在燃燒室中心時(shí)，在本方法中能夠?qū)缀跞我舛嗟膰娮煸O(shè)置在氣缸圓周上。這也可實(shí)現(xiàn)，用非常小的空氣渦流或不用空氣渦流就獲得良好的混合物。這又意味著在燃燒室壁上更小的熱損耗，和從而更好的效率。
具體實(shí)施例方式圖I示出穿過(guò)對(duì)置活塞發(fā)動(dòng)機(jī)的縱剖視圖。在由兩個(gè)曲軸箱3和4和兩個(gè)氣缸半部5和6組成的發(fā)動(dòng)機(jī)殼體中，兩個(gè)活塞I和2互相相反地運(yùn)動(dòng)，其中所述兩個(gè)氣缸半部通過(guò)氣缸中間件連接?；钊ㄟ^(guò)兩個(gè)曲軸8和9、以及連桿10和11驅(qū)動(dòng)。所述活塞的運(yùn)動(dòng)通過(guò)齒輪傳動(dòng)裝置12同步。所述齒輪傳動(dòng)裝置的中間輪支承在將氣缸中間件7固定在發(fā)動(dòng)機(jī)殼體上的控制殼體13中，并且在四沖程過(guò)程中以一半的曲軸轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動(dòng)。驅(qū)動(dòng)凸輪軸14， 所述凸輪軸不僅具有用于操作噴射泵15的凸輪，而且還具有用于借助于滑動(dòng)襯套16和17 控制進(jìn)氣口和出氣口的氣體交換的凸輪。通過(guò)所述凸輪的移動(dòng)，環(huán)形的氣體通道18和19 能夠彼此獨(dú)立地打開(kāi)和關(guān)閉。噴射部件21位于氣缸中間件7中的燃燒室20的中心的高度上，以便將燃油噴射入在上部死點(diǎn)中在活塞I和2之間構(gòu)成的燃燒室20中。燃燒室20構(gòu)造為旋轉(zhuǎn)對(duì)稱(chēng)的，并且其容積均勻地分布在兩個(gè)活塞I和2上。圖2示出穿過(guò)氣缸中間件7的橫截面視圖。新鮮空氣供應(yīng)裝置21通入環(huán)形的氣體通道18的區(qū)域中。類(lèi)似于此，廢氣從另一環(huán)形氣體通道經(jīng)由排氣管32排出。為了產(chǎn)生用于混合過(guò)程的空氣渦流，新鮮空氣供給切向地進(jìn)入一個(gè)或多個(gè)氣體通道18中。在燃燒室中心的高度上存在兩個(gè)與空氣渦流方向相切地射入燃燒室20中的噴嘴23和24?；钊谥赶蛉紵业姆较蛏暇哂续B(niǎo)嘴狀物25，以便可實(shí)現(xiàn)燃油束從氣缸外邊緣至燃燒室20的穿透。 噴射的噴嘴的射束圖形借助于一個(gè)或多個(gè)噴射束選擇為，使得噴射的燃油中的大部分切向地指向在燃燒室中旋轉(zhuǎn)的空氣的中心圓中，因?yàn)樵谀抢镆泊嬖诖旌系男迈r空氣中的大部分。圖3示出具有三個(gè)切向地設(shè)置的噴油嘴26、27和28的布置。在圓周上分布的噴嘴越多，那么新鮮空氣的為了產(chǎn)生混合過(guò)程所必需的渦流越少。基本上，所述布置提供的優(yōu)點(diǎn)是，借助于多個(gè)噴嘴的噴射不必強(qiáng)制性地在相同的時(shí)間點(diǎn)上進(jìn)行，而是也能夠連續(xù)地進(jìn)行， 以便形成更好的均勻的混合物。圖4示出具有三個(gè)切向地設(shè)置的噴油嘴26、27和28的前述布置，以及每個(gè)在燃燒室20中的與所述噴嘴相關(guān)聯(lián)的混合部段29、30和31。噴嘴中的每個(gè)僅分別混勻與其相關(guān)聯(lián)的部段。這不僅能夠同時(shí)進(jìn)行，而且還能夠在時(shí)間上調(diào)節(jié)為，使得只有當(dāng)位于前方的部段的混合過(guò)程結(jié)束時(shí)，才混勻下一部段。在此，噴嘴既不必強(qiáng)制性地均勻分布在圓周上，混合部段也不必是同樣大的，而且對(duì)所有噴嘴的噴射的燃油量也不必是相同的，再則用于噴嘴的噴射開(kāi)始的時(shí)間間隔也不必是同樣長(zhǎng)的。更確切地說(shuō)，所有這些參數(shù)能夠單獨(dú)地與對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的相應(yīng)的運(yùn)行狀態(tài)的理想的混合過(guò)程的要求相匹配，例如通過(guò)多個(gè)機(jī)械驅(qū)動(dòng)的單個(gè)噴射泵、或通過(guò)例如在共軌式發(fā)動(dòng)機(jī)中的控制裝置和電子機(jī)構(gòu)。權(quán)利要求
1.用于具有切向地設(shè)置在氣缸圓周上的噴油嘴的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的噴油方法，其特征在于，通過(guò)兩個(gè)或多個(gè)噴油嘴將所述燃油從所述氣缸圓周朝向燃燒室的方向噴射。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的用于柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的噴油方法，其特征在于，噴射的燃油量中的大部分切向地指向所述燃油室容積的中心圓。
3.根據(jù)權(quán)利要求I和2所述的用于柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的噴油方法，其特征在于，通過(guò)所述噴油嘴的所述噴射不同時(shí)發(fā)生，而是在時(shí)間順序上依次發(fā)生。
4.根據(jù)權(quán)利要求I至3所述的用于柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的噴油方法，其特征在于，每個(gè)噴嘴與燃燒室部段相關(guān)聯(lián)，所述噴嘴對(duì)所述燃燒室部段的混勻負(fù)責(zé)，在此所述混合部段不發(fā)生重疊。
5.根據(jù)權(quán)利要求I至4所述的用于柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的噴油方法，其特征在于，用于各個(gè)燃燒室部段的混合過(guò)程依次進(jìn)行，其中還在壓縮行程期間，在產(chǎn)生的燃油空氣混合物還不能點(diǎn)燃的時(shí)間點(diǎn)上進(jìn)行第一次噴射，并且借助于最后一次噴射，壓縮才足夠用于點(diǎn)燃所述混合物。
6.根據(jù)權(quán)利要求I至5所述的用于柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的噴油方法，其特征在于，所述燃燒室設(shè)計(jì)為旋轉(zhuǎn)對(duì)稱(chēng)的，在所述燃燒室中發(fā)生混合過(guò)程。
7.根據(jù)權(quán)利要求I至6所述的用于柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的噴油方法，其特征在于，所述噴油嘴分別與本身的噴射泵相關(guān)聯(lián)，所述噴射泵的機(jī)械操作借助于在凸輪軸上的與噴射泵自身相關(guān)聯(lián)的凸輪進(jìn)行，以至于為每個(gè)噴油嘴單獨(dú)地供給獨(dú)立的噴射開(kāi)始和獨(dú)立的噴射量。
8.根據(jù)權(quán)利要求I至7所述的用于柴油機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)的噴油方法，其特征在于，所述噴嘴的所述時(shí)間順序和量的控制通過(guò)電子控制儀器借助于機(jī)構(gòu)如在共軌方法中實(shí)現(xiàn)，以至于將用于轉(zhuǎn)速-負(fù)載綜合特性曲線(xiàn)的相應(yīng)的最有利的混合過(guò)程儲(chǔ)存在控制裝置的相應(yīng)的文件夾中并且控制用于轉(zhuǎn)速-負(fù)載綜合特性曲線(xiàn)的相應(yīng)的最有利的混合過(guò)程。
9.根據(jù)權(quán)利要求I至8所述的用于柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的噴油方法，其特征在于，在對(duì)置活塞發(fā)動(dòng)機(jī)中明確地使用所述方法。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的用于柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的噴油方法，其特征在于，所述燃燒室的容積均勻地分布在兩個(gè)對(duì)置活塞上，在所述燃燒室中發(fā)生所述混合過(guò)程。
全文摘要
用于柴油發(fā)動(dòng)機(jī)，特別是這些根據(jù)對(duì)置活塞原理工作的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的噴油方法，所述柴油發(fā)動(dòng)機(jī)具有多個(gè)切向地安裝在氣缸圓周上的噴油嘴，其中，通過(guò)所述噴油嘴的幾何形狀布置和通過(guò)所述噴油嘴的噴射量和時(shí)間上的噴射過(guò)程的單獨(dú)的控制來(lái)實(shí)現(xiàn)近似均勻的混合過(guò)程。
文檔編號(hào)F02B75/28GK102713152SQ201080061566
公開(kāi)日2012年10月3日 申請(qǐng)日期2010年11月16日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月18日
發(fā)明者京特·埃爾斯貝特, 奧托·道德 申請(qǐng)人:奧托·道德