一种醇类燃料直喷式发动机及车辆制造技术

本实用新型专利技术涉及一种醇类燃料直喷式发动机及车辆，属于车辆技术领域，该醇类燃料发动机包括曲轴箱及与所述曲轴箱连通的中缸，还包括曲轴、连杆、活塞及信号齿盘。本实用新型专利技术通过在曲轴的一端设置信号齿盘，用于检测曲轴旋转的角度，并将信号传递至控制器，以方便设定燃料的喷射策略。本实用新型专利技术在一个压缩冲程中采用两次燃料喷射策略，实现分段加压喷射，燃料因浓度梯度实现分层燃烧，改善燃料在低温条件下冷启动困难问题，降低燃料消耗。同时提高了燃料的燃烧效率和发动机功率。

【技术实现步骤摘要】
一种醇类燃料直喷式发动机及车辆
本技术涉及车辆
，尤其涉及一种醇类燃料直喷式发动机及车辆。
技术介绍
车辆的尾气污染是当今世界继续解决的污染源。汽油发动机和柴油发动机燃烧汽油和柴油排放碳氢化合物、氮氧化物、硫化物和PM2.5，造成大气二氧化碳浓度升高、光化学污染、酸雨和雾霾，危害人类健康。目前发动机清洁燃料研究和应用十分有限。发展电动汽车和清洁能源混动车逐渐成为减少污染、降低汽柴油消耗的主要方向。采用醇类燃料的车辆属于现有的常见清洁能源车，但是其存在醇类燃料发动机冷启动困难，以及直接驱动车轮导致发动机效率下降、运行不稳定问题的技术问题。
技术实现思路
本技术的目的在于提出一种醇类燃料直喷式发动机及车辆，能够解决醇类燃料发动机冷启动困难，直接驱动车轮导致发动机效率下降、运行不稳定问题。为达此目的，本技术采用以下技术方案：一种醇类燃料直喷式发动机，包括曲轴箱及与所述曲轴箱连通的中缸，还包括：曲轴，设置于所述曲轴箱内；连杆，所述连杆的数量为多个，所述连杆的一端伸入所述曲轴箱与所述曲轴连接；活塞，设置于所述中缸内并能够沿所述中缸的内壁直线移动，所述连杆的另一端伸入所述中缸内与所述活塞铰接；信号齿盘，设置于所述曲轴的一端，用于检测曲轴旋转的角度，所述信号齿盘与控制器通讯连接，用于将所述曲轴的旋转角度信息传递至所述控制器。进一步地，所述曲轴两端之间设置有多个依次连接的连接体，每个所述连接体包括依次连接的主轴颈、第一曲柄、连杆轴颈及第二曲柄，所述第一曲柄和所述第二曲柄之间的间隙形成开口；所述连杆连接于所述连杆轴颈。进一步地，位于所述曲轴两端的连接体的开口方向相同，其余的所述连接体的开口方向相同且与两端的连接体的开口方向相反。进一步地，位于所述曲轴的一端的连杆轴颈的中心轴与相邻的连杆轴颈的中心轴之间设有预设距离。进一步地，所述开口的深度与所述预设距离相等。进一步地，所述预设距离为82mm。进一步地，所述活塞的一端的端面设有凸部，另一端设置有空腔，所述空腔内填充有填充物。进一步地，所述活塞由氧化锆陶瓷制作而成。进一步地，所述喷油嘴的中心轴线与所述中缸的中心轴线方向相同。本技术还提供了一种车辆，包括上述的醇类燃料直喷式发动机。本技术的有益效果：本技术通过在曲轴的一端设置信号齿盘，用于检测曲轴旋转的角度，并将信号传递至控制器，以方便设定燃料的喷射策略。本技术在一个压缩冲程中采用两次燃料喷射策略，实现分段加压喷射，燃料因浓度梯度实现分层燃烧，利于在高压缩比条件下，醇类燃料在燃烧室内实现湍流流动，从而改善燃料在低温条件下冷启动困难问题，降低燃料消耗。附图说明图1是本技术提供的发动机的内部结构示意图；图2是本技术提供的曲轴与信号齿盘的结构示意图；图3是本技术提供的活塞的横向截面示意图；图4是本技术提供的活塞的纵向截面示意图。图中：10、曲轴箱；20、中缸；30、燃烧室；301、进气通道；302、排气通道；303、喷油嘴；1、曲轴；2、连杆；3、活塞；31、凸部；32、空腔；4、信号齿盘；11、连接体；111、主轴颈；112、第一曲柄；113、连杆轴颈；114、第二曲柄；115、开口。具体实施方式为了使本领域技术人员更好地理解本技术的技术方案，下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本技术的技术方案。本实施例提供了一种醇类燃料直喷式发动机，具体地，该醇类燃料直喷式发动机为以M100甲醇作为燃料的发动机。如图1和图2所示，该醇类燃料直喷式发动机包括曲轴箱10及与所述曲轴箱10连通的中缸20。该发动机还包括曲轴1、连杆2、活塞3、及信号齿盘4，所述曲轴1设置于所述曲轴箱10内；所述连杆2的数量为多个，所述连杆2的一端伸入所述曲轴箱10与所述曲轴1连接；活塞3设置于所述中缸20内并能够沿所述中缸20的内壁直线移动，所述连杆2的另一端伸入所述中缸20内与所述活塞3铰接；信号齿盘4设置于所述曲轴1的一端，用于检测曲轴1旋转的角度，所述信号齿盘4与控制器通讯连接，用于将所述曲轴1的旋转角度信息传递至所述控制器。此外，该发动机还包括燃烧室30，燃烧室30设置于中缸20内并位于活塞3的上方，所述燃烧室30设置有进气通道301、排气通道302及喷油嘴303，其中，喷油嘴303为电磁阀喷油嘴，电子阀门控制醇类燃料喷入量，实现高压喷射燃料，能够使醇类燃料在缸内雾化，减小燃料颗粒平均直径。作为优选，所述喷油嘴303的中心轴线与所述中缸20的中心轴线方向相同，从而实现喷油嘴303在向燃烧室30喷射燃料时，能够实现直喷，可以精确控制甲醇燃料的喷射量，防止多余甲醇燃料在缸内挂壁腐蚀缸体。此外，有利于迅速提高甲醇在燃烧室30内的浓度。本实施例中在压缩冲程中，通过喷油嘴303分段将燃料喷至燃烧室30，在燃烧室30内的醇类燃料与空气形成湍流运动，压缩冲程中喷油嘴303首次喷射醇类燃料，醇类燃料吸收压缩空气温度，提高醇类燃料雾滴温度，活塞3运动到上止点前，喷油嘴303二次喷射醇类燃料，控制器控制火花塞(图中未示出)点火，醇类燃料因浓度梯度实现分层燃烧，解决醇类燃料发动机冷启动困难，以及直接驱动车轮导致发动机效率下降、运行不稳定问题的技术问题。本实施例通过在曲轴1的一端设置信号齿盘4，用于检测曲轴1旋转的角度，并将信号传递至控制器，以方便设定醇类燃料的喷射策略，具体地，本实施例在一个压缩冲程中采用两次燃料喷射策略，实现分段加压喷射，燃料因浓度梯度实现分层燃烧，利于在高压缩比条件下，醇类燃料在燃烧室30内实现湍流流动，从而改善燃料在低温条件下冷启动困难问题，降低燃料消耗，同时，提高了发动机运行的稳定性。所述曲轴1的两端之间设置有多个依次连接的连接体11，每个所述连接体11包括依次连接的主轴颈111、第一曲柄112、连杆轴颈113及第二曲柄114，所述第一曲柄112和所述第二曲柄114之间的间隙形成开口115，曲轴1的两端分别连接于位于曲轴1的两端的两个连接体的主轴颈111和第二曲柄114。其中，所述连杆2连接于所述连杆轴颈113。当进气通道301打开，排气通道302关闭，缸内的气压增加，推动活塞3从上止点向下止点运动，活塞3的直线移动推动连杆2摆动及曲轴1转动，信号齿盘4检测曲轴1的旋转角度信息，并将旋转角度信息传递至控制器；当曲轴1旋转至第一预设角度时，喷油嘴303向燃烧室30内第一次喷射甲醇燃料，空气和燃料进入燃烧室30内形成混合气；进气通道301和排气通道302都关闭，活塞3从下止点向上止点运动，燃烧室30的容积变小，其内的由空气和燃料组成的混合气被压缩；当曲轴1旋转至第二预设角度时，喷油嘴303向燃烧室30进行第二次喷射甲醇燃料，此时燃烧室30内的混合气的压力和温度同时升高，甲醇燃料迅速雾化，甲醇燃料达到点火浓度，压缩行程结束时，控制器控制火花塞点燃可燃混合气体，火焰迅速传遍整个燃烧室30，并放出大量热能；燃烧气体体积膨胀，压力、温度升高；气体压力推动活塞3从上止点运动到下止点，并通过连杆2推动曲轴1旋转作功；作功终了时，气体的温度和压强降低；进气通道301关闭，排气通道302开启，活塞3从下止点向上止点运动，膨胀过后的废气在其自身剩余压力和在活塞3的推动下，经排气通道302排出。进一步地，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种醇类燃料直喷式发动机，包括曲轴箱(10)及与所述曲轴箱(10)连通的中缸(20)，其特征在于，还包括：曲轴(1)，设置于所述曲轴箱(10)内；连杆(2)，所述连杆(2)的数量为多个，所述连杆(2)的一端伸入所述曲轴箱(10)与所述曲轴(1)连接；活塞(3)，设置于所述中缸(20)内并能够沿所述中缸(20)的内壁直线移动，所述连杆(2)的另一端与所述活塞(3)铰接；信号齿盘(4)，设置于所述曲轴(1)的一端，用于检测曲轴(1)旋转的角度，所述信号齿盘(4)与控制器通讯连接，用于将所述曲轴(1)的旋转角度信息传递至所述控制器。

【技术特征摘要】
1.一种醇类燃料直喷式发动机，包括曲轴箱(10)及与所述曲轴箱(10)连通的中缸(20)，其特征在于，还包括：曲轴(1)，设置于所述曲轴箱(10)内；连杆(2)，所述连杆(2)的数量为多个，所述连杆(2)的一端伸入所述曲轴箱(10)与所述曲轴(1)连接；活塞(3)，设置于所述中缸(20)内并能够沿所述中缸(20)的内壁直线移动，所述连杆(2)的另一端与所述活塞(3)铰接；信号齿盘(4)，设置于所述曲轴(1)的一端，用于检测曲轴(1)旋转的角度，所述信号齿盘(4)与控制器通讯连接，用于将所述曲轴(1)的旋转角度信息传递至所述控制器。2.根据权利要求1所述的醇类燃料直喷式发动机，其特征在于，所述曲轴(1)两端之间设置有多个依次连接的连接体(11)，每个所述连接体(11)包括依次连接的主轴颈(111)、第一曲柄(112)、连杆轴颈(113)及第二曲柄(114)，所述第一曲柄(112)和所述第二曲柄(114)之间的间隙形成开口(115)；所述连杆(2)连接于所述连杆轴颈(113)。3.根据权利要求2所述的醇类燃料直喷式发动机，其特征在于，位于所述曲轴(1)两端的连...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙海东，李洪广，郑国璋，孙坚，
申请(专利权)人：上海奕华信息技术有限公司，
类型：新型
国别省市：上海,31