進(jìn)氣道噴油系統(tǒng)、渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)及渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)的控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及汽車發(fā)動(dòng)機(jī)領(lǐng)域，尤其涉及一種進(jìn)氣道噴油系統(tǒng)、渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)及渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)的控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，國家對(duì)乘用車的燃油消耗限量值和排放要求越來越高；2020年企業(yè)平均油耗目標(biāo)將達(dá)到5.0L/100km。各個(gè)主機(jī)廠都在為降低燃油消耗和減少排放對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。開發(fā)高能效，低油耗的小排量發(fā)動(dòng)機(jī)顯得尤為重要。
[0003]傳統(tǒng)的進(jìn)氣道噴油的增壓發(fā)動(dòng)機(jī)中，一個(gè)噴油器對(duì)應(yīng)兩個(gè)進(jìn)氣道，再對(duì)應(yīng)一個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)缸。噴油器將油束噴入兩個(gè)進(jìn)氣道時(shí)，由于噴油器需要與進(jìn)氣道呈一定角度，較多的油束噴在了進(jìn)氣道的管壁上，造成了進(jìn)氣道濕壁現(xiàn)象，降低了噴油的霧化效果，影響了油與空氣混合的效果，降低了燃燒效率。
[0004]缸內(nèi)直噴增壓發(fā)動(dòng)機(jī)，作為一種發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)展方向，已在不少主機(jī)廠批量應(yīng)用，該系統(tǒng)改變常規(guī)的進(jìn)氣道噴油方式，直接向燃燒室噴油，有效的提高燃燒效率，降低增壓發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒溫度，同時(shí)通過增加油壓，改善噴油的霧化效果，使霧化的燃油顆粒更小，燃燒響應(yīng)更迅速。但缸內(nèi)直噴燃油系統(tǒng)對(duì)供油系統(tǒng)零件要求高，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒開發(fā)的要求也高，開發(fā)成本大。
[0005]因此，有必要設(shè)計(jì)一種燃燒效率高、成本低的進(jìn)氣道噴油系統(tǒng)、渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)及渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)的控制方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種燃燒效率高、成本低的進(jìn)氣道噴油系統(tǒng)、渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)及渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)的控制方法。
[0007]本發(fā)明提供一種進(jìn)氣道噴油系統(tǒng)，包括噴油器、進(jìn)氣道、進(jìn)氣閥和發(fā)動(dòng)機(jī)缸，所述噴油器與所述進(jìn)氣道連通，所述噴油器將油噴入所述進(jìn)氣道中，所述進(jìn)氣道與所述發(fā)動(dòng)機(jī)缸連通，所述進(jìn)氣閥位于所述進(jìn)氣道與所述發(fā)動(dòng)機(jī)缸之間，每個(gè)所述噴油器對(duì)應(yīng)一個(gè)所述進(jìn)氣道，兩個(gè)所述噴油器和兩個(gè)所述進(jìn)氣道對(duì)應(yīng)一個(gè)所述發(fā)動(dòng)機(jī)缸。
[0008]進(jìn)一步地，所述噴油器在所述進(jìn)氣閥打開時(shí)，將油經(jīng)過所述進(jìn)氣道直接噴入到所述發(fā)動(dòng)機(jī)缸內(nèi)。
[0009]本發(fā)明還提供一種進(jìn)氣道噴油的渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)，包括放氣閥組件和進(jìn)氣道噴油系統(tǒng)，所述放氣閥組件包括放氣閥，所述進(jìn)氣道噴油系統(tǒng)包括噴油器、進(jìn)氣道、進(jìn)氣閥和發(fā)動(dòng)機(jī)缸，所述噴油器與所述進(jìn)氣道連通，所述噴油器將油噴入所述進(jìn)氣道中，所述進(jìn)氣道與所述發(fā)動(dòng)機(jī)缸連通，所述進(jìn)氣閥位于所述進(jìn)氣道與所述發(fā)動(dòng)機(jī)缸之間，每個(gè)所述噴油器對(duì)應(yīng)一個(gè)所述進(jìn)氣道，兩個(gè)所述噴油器和兩個(gè)所述進(jìn)氣道對(duì)應(yīng)一個(gè)所述發(fā)動(dòng)機(jī)缸。
[0010]進(jìn)一步地，所述噴油器在所述進(jìn)氣閥打開時(shí)，將油經(jīng)過所述進(jìn)氣道直接噴入到所述發(fā)動(dòng)機(jī)缸內(nèi)。
[0011 ] 進(jìn)一步地，所述進(jìn)氣閥和所述放氣閥同時(shí)打開時(shí)，對(duì)所述發(fā)動(dòng)機(jī)缸進(jìn)行掃氣。
[0012]進(jìn)一步地，所述放氣閥組件還包括電動(dòng)執(zhí)行器、執(zhí)行器推桿和搖臂，所述電動(dòng)執(zhí)行器控制所述執(zhí)行器推桿帶動(dòng)所述搖臂轉(zhuǎn)動(dòng)，所述搖臂帶動(dòng)所述放氣閥開閉。
[0013]本發(fā)明還提供一種渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)的控制方法，包括以下步驟:
[0014]所述進(jìn)氣閥打開；
[0015]所述進(jìn)氣閥關(guān)閉前，所述噴油器噴油；
[0016]噴油結(jié)束，所述進(jìn)氣閥關(guān)閉。
[0017]進(jìn)一步地，還包括以下步驟:
[0018]所述放氣閥打開到一半時(shí)，所述進(jìn)氣閥打開；
[0019]所述噴油器噴油前，對(duì)所述發(fā)動(dòng)機(jī)缸進(jìn)行掃氣；
[0020]噴油時(shí)，所述放氣閥關(guān)閉；
[0021]噴油后，所述進(jìn)氣閥關(guān)閉，同時(shí)所述放氣閥打開。
[0022]進(jìn)一步地，所述噴油器開始噴油到所述進(jìn)氣閥開始關(guān)閉的時(shí)間差為曲軸轉(zhuǎn)角100。。
[0023]采用上述技術(shù)方案后，具有如下有益效果:
[0024]本發(fā)明由于每個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)缸上兩個(gè)進(jìn)氣道各布置一個(gè)噴油器，通過提高燃油霧化能力，提高燃燒穩(wěn)定性，降低發(fā)動(dòng)機(jī)油耗；
[0025]噴油器經(jīng)過進(jìn)氣道將油直接噴入到發(fā)動(dòng)機(jī)缸內(nèi)，降低了增壓發(fā)動(dòng)機(jī)缸內(nèi)的燃燒溫度，爆震傾向減小，現(xiàn)有壓縮比有往上提的空間，從而實(shí)現(xiàn)增壓發(fā)動(dòng)機(jī)高壓縮比，降低發(fā)動(dòng)機(jī)油耗，并達(dá)到了缸內(nèi)直噴增壓發(fā)動(dòng)機(jī)的噴油效果，相比于缸內(nèi)直噴增壓發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)零件要求低，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒開發(fā)的要求也低，開發(fā)成本小；
[0026]通過對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)缸進(jìn)行掃氣，將發(fā)動(dòng)機(jī)缸內(nèi)的殘余廢氣掃到放氣側(cè)，下一個(gè)循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)缸內(nèi)就都是新鮮混合氣了，提高扭矩輸出；
[0027]增壓發(fā)動(dòng)機(jī)的掃氣功能結(jié)合電動(dòng)執(zhí)行器更大的輸出力，實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)低速扭矩和加速響應(yīng)的提升，達(dá)到接近缸內(nèi)直噴發(fā)動(dòng)機(jī)的性能要求；
[0028]通過電動(dòng)執(zhí)行器，更精確地控制放氣閥的開度和增壓壓力，降低部分負(fù)荷油耗和冷啟動(dòng)排放。
【附圖說明】
[0029]圖1是本發(fā)明一實(shí)施例中噴油器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0030]圖2是本發(fā)明一實(shí)施例中進(jìn)氣道噴油系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0031]圖3是本發(fā)明一實(shí)施例中進(jìn)氣道和噴油器的剖視圖；
[0032]圖4是本發(fā)明一實(shí)施例中放氣閥組件的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0033]圖5是本發(fā)明一實(shí)施例中渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0034]圖6是本發(fā)明一實(shí)施例中渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)的控制方法的流程圖；
[0035]圖7是本發(fā)明的最佳實(shí)施例中渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)的控制方法的流程圖。
[0036]附圖標(biāo)記對(duì)照表:
[0037]10-進(jìn)氣道噴油系統(tǒng) 20-放氣閥組件
[0038]11-噴油器12-進(jìn)氣道13-進(jìn)氣閥
[0039]14-放氣閥組件111-油束112-不銹鋼燃油分配管
[0040]113-不銹鋼卡夾21-放氣閥電動(dòng)22-電動(dòng)執(zhí)行器
[0041]23-執(zhí)行器推桿24-搖臂
【具體實(shí)施方式】
[0042]下面結(jié)合附圖來進(jìn)一步說明本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】。
[0043]如圖1-3所示，本發(fā)明中的進(jìn)氣道噴油系統(tǒng)10包括噴油器11、進(jìn)氣道12、進(jìn)氣閥13和發(fā)動(dòng)機(jī)缸(圖未示)，噴油器11與進(jìn)氣道12連通，噴油器11將油噴入進(jìn)氣道12中，進(jìn)氣道12與發(fā)動(dòng)機(jī)缸連通，進(jìn)氣閥13位于進(jìn)氣道12與發(fā)動(dòng)機(jī)缸之間，每個(gè)噴油器11對(duì)應(yīng)一個(gè)進(jìn)氣道12，兩個(gè)噴油器11和兩個(gè)進(jìn)氣道12對(duì)應(yīng)一個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)缸。
[0044]其中，如圖1所示，沿不銹鋼燃油分配管112的長度方向布置有一排噴油器11，噴油器11通過不銹鋼卡夾113安裝在不銹鋼燃油分配管112上。每兩個(gè)噴油器11為一組，對(duì)應(yīng)一個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)缸。
[0045]如圖2所示，每個(gè)噴油器11對(duì)應(yīng)一個(gè)進(jìn)氣道12，噴油器11噴出的油束111進(jìn)入到各自的進(jìn)氣道12中。
[0046]傳統(tǒng)的一個(gè)噴油器對(duì)應(yīng)兩個(gè)進(jìn)氣道，再對(duì)應(yīng)一個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)缸。傳統(tǒng)的噴油器將油束噴入兩個(gè)進(jìn)氣道時(shí)，由于噴油器需要與進(jìn)氣道呈一定角度，較多的油束噴在了進(jìn)氣道的管壁上，造成了進(jìn)氣道濕壁現(xiàn)象，降低了噴油的霧化效果，影響了油與空氣混合的效果。本發(fā)明增加了一個(gè)噴油器1，使得每個(gè)噴油器11均對(duì)應(yīng)一個(gè)進(jìn)氣道12。噴油器11的油束111直接噴入到對(duì)應(yīng)的一個(gè)進(jìn)氣道12中，減少了進(jìn)氣道濕壁現(xiàn)象，提高了噴油的霧化效果，優(yōu)化了油與空氣混合效果，提高了燃燒效率。
[0047]本實(shí)施例中，如圖3所示，噴油器11在進(jìn)氣閥13打開時(shí)，將油經(jīng)過進(jìn)氣道12直接噴入到發(fā)動(dòng)機(jī)缸內(nèi)。
[0048]其中，噴油器11與進(jìn)氣道12的前端呈一定夾角布置，進(jìn)氣道12中通入高壓氣體，噴油器11與進(jìn)氣道12的尾端連接，噴油器11噴入的油束111的方向與進(jìn)氣道12的尾端的延伸方向基本一致。當(dāng)進(jìn)氣閥13打開時(shí)，噴出的油束111經(jīng)過進(jìn)氣道12噴入到發(fā)動(dòng)機(jī)缸內(nèi)。油束111的一部分在進(jìn)氣道12的尾端中與空氣進(jìn)行混合，油束111的另一部分進(jìn)入到發(fā)動(dòng)機(jī)缸內(nèi)，用于降低發(fā)動(dòng)機(jī)缸內(nèi)的溫度，進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)缸內(nèi)的油束111在缸內(nèi)也會(huì)與缸內(nèi)空氣進(jìn)行混合。其工作原理與缸內(nèi)直噴式類似，通過直接向燃燒室(即發(fā)動(dòng)機(jī)缸)噴油，有效地降低了增壓發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒溫度，同時(shí)通過增加油壓，改善噴油的霧化效果，使霧化的燃油顆粒更小，燃燒響應(yīng)更迅速。并且，由于噴油器11噴入的油束111的方向與進(jìn)氣道12的尾端的延伸方向基本一致，提高了噴射精度，降低噴射過程中產(chǎn)生的進(jìn)氣道濕壁現(xiàn)象，提高了燃油效率。本發(fā)明中的進(jìn)氣道噴油的方式相比于缸內(nèi)直噴增壓發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)零件要求低，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒開發(fā)的要求也低，開發(fā)成本小。
[0049]如圖4-5所示，本發(fā)明還提供一種進(jìn)氣道噴油的渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)，包括放氣閥組件20和進(jìn)