專利名稱：一種內(nèi)燃機的噴油方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是一種適用于以油膜燃燒理論為基礎(chǔ)的球形燃燒室柴油機及其衍生機型的一種噴油方法。
由本人作為唯一發(fā)明人的“柴油機用三疊式噴油器”現(xiàn)剛剛通過中國專利局的初審，尚未正式公布，其專利申請?zhí)枮?5113051·X。該發(fā)明雖能克服以油膜燃燒理論為基礎(chǔ)的球形燃燒室柴油機及其衍生機型的缺點并保持其原有優(yōu)點，但未涉及交替或同時使用兩種燃料以提高發(fā)動機動力性能的方法。
本發(fā)明的任務(wù)是提供一種噴油方法，該方法不僅在使用一種燃料時能夠克服以油膜燃燒理論為基礎(chǔ)的球形燃燒室柴油機及其衍生機型的缺點，而且能夠交替或同時使用兩種性質(zhì)不同的燃料以大大提高發(fā)動機的動力性能。
本發(fā)明由三個部分即三個子方案組成，實際使用時，同時或單獨使用這三個部分可獲得不同的效果。1、本發(fā)明采用兩個噴油器。一個噴油器沿著順氣流方向噴油以形成油膜噴射，另一個噴油器沿著與空氣流成大夾角的方向噴油以形成空間霧化噴射，兩個噴油方向均為主噴油方向；同時，本發(fā)明又采用常規(guī)控制技術(shù)控制兩個噴油器的開閉順序和時間，使燃油在滯燃期以油膜噴射為主，在緩燃期以空間霧化噴射為主，通過兩個主噴油方向的交替噴射以形成理想的燃燒工況。2、在噴油泵的后面安裝換向閥以控制和選擇吸入噴油泵內(nèi)的燃油種類。3、使用同步聯(lián)動的雙泵供油，一個泵將柴油供向油膜噴油器，另一個泵將汽油供向空間霧化噴油器，如此，便可同時使用柴油和汽油了。2、3兩個子方案必須與子方案1聯(lián)用。
如上所述，本發(fā)明包括三個子方案。1、在第一子方案中，滯燃期內(nèi)的油膜噴射降低了最大爆發(fā)壓力和壓力增長率，有利于降噪減污和采用增壓技術(shù)；緩燃期內(nèi)的空間霧化噴射則使得發(fā)動機具有良好的加速性能。即不會因油膜相對混合氣的生成速度顯得過厚而影響發(fā)動機的加速性能；起動時可采用空間霧化噴射以改善起動性能。2、當(dāng)將第一子方案與第二子方案結(jié)合使用時，可以使機動車輛在崎嶇的路面行駛時使用加速性能良好的汽油，而在人口稠密的地區(qū)則使用燃燒較慢的柴油以降低噪音。3、當(dāng)將第一子方案與第三子方案結(jié)合使用時，油膜噴油器中噴出的是柴油，其作用與第一子方案所述相同；在緩燃期內(nèi)，空間霧化噴油器中噴出的是蒸發(fā)性好、火焰?zhèn)鞑ニ俣瓤?、過量空氣系數(shù)α小的汽油，而內(nèi)燃機的功率與過量空氣系數(shù)α成反比，所以，除有第一子方案所述的優(yōu)點外，還可進(jìn)一步改善發(fā)動機的動力性能。下面結(jié)合附圖加以說明。


圖1為第一子方案與第二子方案結(jié)合后構(gòu)成的復(fù)合方案。如圖，F(xiàn)為柴油箱，f為汽油箱；E為電控?fù)Q向閥，可由操縱人員控制選擇燃油是來自柴油箱F還是汽油箱f；D為噴油泵；B、b均為電控?fù)Q向閥，由包括傳感器、計算機在內(nèi)的控制電路控制，可根據(jù)發(fā)動機的轉(zhuǎn)速和燃油的種類控制油膜噴油器A和空間霧化噴油器a的開閉次序和時間，使滯燃期內(nèi)以油膜噴油器A的噴射為主，緩燃期以空間霧化噴油器a的噴射為主。起動時可以空間霧化噴油器a的噴射為主以改善起動性能。
圖2為第一子方案與第三子方案結(jié)合構(gòu)成的復(fù)合方案，如圖，F(xiàn)為柴油箱；E、e為溢流閥，用于將所在油路因被關(guān)閉而產(chǎn)生的多余高壓油泄回油箱；D、d為同步的兩個噴油泵；B、b為機械聯(lián)動換向閥，可隨發(fā)動機轉(zhuǎn)速的變化控制油膜噴油器A和空間霧化噴油器a的噴油次序及噴油時間。機械聯(lián)動換向閥的工作原理將在下面的圖4中加以詳述。
圖3與圖2的原理完全一樣，只是用電控?fù)Q向閥代替了機械聯(lián)動換向閥。如圖所示，F(xiàn)為柴油箱，f為汽油箱；E、e為溢流閥；D、d為噴油泵；B、b為電控?fù)Q向閥，在由傳感器、計算機組成的控制電路的控制下，可根據(jù)發(fā)動機的轉(zhuǎn)速控制油膜噴油器A和空間霧化噴油器a的噴油次序與噴油時間。
圖4是圖2所示機械聯(lián)動換向閥的結(jié)構(gòu)原理圖。該閥由閥芯1，閥體2，螺塞3，調(diào)節(jié)桿4組成，構(gòu)成兩個工作系統(tǒng)。閥芯圓柱面B1，油室B2，油槽B3構(gòu)成一個系統(tǒng)，使來自噴油泵D的柴油經(jīng)油室B2和供油始點不變而供油終點可變的油槽B3，流向油膜噴油器A；閥芯圓柱面b1，油室b2，油槽b3構(gòu)成另一個系統(tǒng)，使來自噴油泵d的汽油經(jīng)油室b2和供油始點可變、供油終點不變的油槽b3，流向空間霧化噴油器a。該閥的閥芯1與噴油泵D、d的柱塞以機械方式并聯(lián)，隨噴油泵柱塞一起上下同步運動。調(diào)節(jié)桿4與發(fā)動機上一個獨立的離心式調(diào)節(jié)器相連，隨發(fā)動機轉(zhuǎn)速的變化而被帶著左右轉(zhuǎn)動以改變閥芯1上油槽B3和b3接通噴油器A與a的時間。圖4所示閥芯位于最低位置，此時內(nèi)燃機轉(zhuǎn)速為零。在供油開始時，油槽B3是與油膜噴油器A接通的，隨著供油過程的進(jìn)行，閥芯向上運動，其圓柱表面B1切斷通向油膜噴油器A的燃油供給；同時，原本斷開油室b2與空間霧化噴油器a之間油路的閥芯圓柱表面b1已走完其行程，油槽b3將油室b2與空間霧化噴油器a接通，使其噴油。從B3供油開始到B1切斷通向A的油路這段行程對應(yīng)于滯燃期。當(dāng)發(fā)動機轉(zhuǎn)速升高時，調(diào)節(jié)桿4在發(fā)動機上一個獨立的離心式調(diào)節(jié)器的帶動下轉(zhuǎn)動，增大油槽B3接通油膜噴油器A的行程，減小油槽b3接通空間霧化噴油器a的行程，從而增加油膜噴射油量，減少空間霧化噴射油量。當(dāng)閥芯轉(zhuǎn)動時，兩個油槽各控制的噴油行程的增減方向相反，總供油量基本不變。總供油量只跟油泵供油時間的長短有關(guān)，與每個油槽的獨立供油行程無直接關(guān)系。由圖4可見，當(dāng)油來自同一個泵，即當(dāng)油室B2和b2由一根油管供給同一種燃油時，油膜噴油器A，空間霧化噴油器a，與機械聯(lián)動換向閥一起實際上是一個機械控制型的三疊式噴油器。
下面再舉兩個例子加以說明。作為火車頭的內(nèi)燃機車，若選擇第一子方案和第二子方案結(jié)合構(gòu)成的圖1所示方案，在人口密集的城市、車站可使用柴油為燃料以降低噪音，如駛?cè)肴丝谙∩?，坡道較陡的山區(qū)，又可以控制電控?fù)Q向閥E換向，使燃油來自汽油箱f。相對于高速柴油機來說，汽油機的過量空氣系數(shù)要小25％以上，因此，火車內(nèi)燃機車在使用汽油時可使發(fā)動機的功率增大25％以上，足以克服山區(qū)的坡道，而不必在某些情況下使用兩臺機車。此外，通常船用柴油機的轉(zhuǎn)速較低，滯燃期內(nèi)噴入的燃油少于總油量的30％，過量空氣系數(shù)比汽油機高67％以上，所以船用柴油機若選用第一子方案和第三子方案結(jié)合形成的圖2或圖3所示方案，在緩燃期內(nèi)噴入更多的汽油，可使發(fā)動機的功率比單純使用柴油大約47％以上。由此可以看出，圖1、圖2、圖3中所示方案雖然比較復(fù)雜，但用在內(nèi)燃機車或者萬噸巨輪這種使用大功率柴油機的場合還是值得的。至于僅使用一種燃油的三疊式噴油器，不管是液控、電控、還是機械控制型，都更適宜于中小功率柴油機。
權(quán)利要求
1.本發(fā)明是一種適用于以油膜燃燒理論為基礎(chǔ)的球形燃燒室柴油機及其衍生機型的噴油方法，其特征是有兩個主噴油方向，一個是順氣流的油膜噴油方向，一個是與氣流成大夾角的空間霧化噴油方向；采用控制技術(shù)以控制兩個噴油方向的噴油次序、時間及噴射燃油的種類。
2.如權(quán)利要求1所述噴油方法中使用的一種離心式機械聯(lián)動換向閥，其特征是該換向閥芯是與發(fā)動機噴油泵柱塞以機械聯(lián)結(jié)成同步運動機構(gòu)的，有兩個獨立的油槽；通向油膜噴油方向的油槽被做成供油始點不變而供油終點可變的形狀，通向空間霧化噴油方向的油槽被做成供油始點可變而供油終點不變的形狀；當(dāng)發(fā)動機上的一個獨立的離心式調(diào)節(jié)器使閥芯轉(zhuǎn)動時，兩個油槽各控制的噴油行程向相反的方向變化，使兩個油槽的總供油量基本不變，即總供油量只跟油泵供油時間長短有關(guān)，與每個油槽的獨立供油行程無直接關(guān)系。
全文摘要
本發(fā)明是一種適用于以油膜燃燒理論為基礎(chǔ)的球形燃燒室柴油機及其衍生機型的噴油方法，不但能保持球形燃燒室柴油機及其衍生機型的優(yōu)點和克服其缺點，還能進(jìn)一步利用球形燃燒室柴油機的多燃料特性，以在某些場合下使發(fā)動機的功率提高20％到40％以上。
文檔編號F02M45/08GK1150994SQ9611759
公開日1997年6月4日 申請日期1996年6月26日 優(yōu)先權(quán)日1996年6月26日
發(fā)明者金劍 申請人:金劍