分层稀薄燃烧液态ＬＰＧ喷射发动机混合气形成方法技术

本发明专利技术公开了一种分层稀薄燃烧液态ＬＰＧ喷射发动机混合气形成方法，其主要技术方案是：在前端向内弯曲的进气道内的进气阀前安装隔板，ＬＰＧ喷雾仅向两隔板内侧喷射；采用与滚流形状相配合的凹面弯曲活塞顶；中小负荷工况时采用进气过程中后期即上止点后６０～１００°ＣＡ时ＬＰＧ喷射，ＬＰＧ喷雾沿隔板内侧气道，在滚流比最大时流入气缸；大负荷工况时采用上一循环的压缩上止点ＬＰＧ喷雾喷射，ＬＰＧ喷雾与关闭的进气阀碰撞后将反射并越过隔板进入外侧的气道，气门打开时，ＬＰＧ喷雾－空气混合气将同时从隔板的两侧流入气缸。与现有发动机相比，燃油消耗降低５～１０％，本发明专利技术也同样适用于预混合均匀燃烧方式的汽油机。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种发动机混合气形成方法，具体地说是一种分层稀薄燃烧液态LPG 喷射发动机混合气形成方法。
技术介绍
目前以LPG作为汽车发动机燃料主要有3种方式①混合器方式；我国现在改装 的LPG汽车大多采用这类方式。②气态电控喷射方式；由于喷射的气态LPG也占有进气容 积， 一般原汽油机功率下降5 10%左右，国内外已有这种气态LPG喷射汽车少量使用。③ 液态电控喷射方式；由ECU控制向进气岐管进行液态LPG喷射(lMPa 4MPa)，荷兰Vialle 公司等开发了液态LPG喷射发动机燃料供给装置(参见文献1)，日本NIKII和日产公司 开发了液态LPG喷射发动机并进行了性能试验(参见文献2)，我国吉林大学等选用荷兰 Vialle的燃料装置也开展了汽油和液态LPG共存方式的发动机燃料供给系统(参见文献 3)。上述液态LPG喷射发动机都采用了预混合均质燃烧方式，这也是发动机在最常使用的 中小负荷工况时，燃料经济性不好的主要原因之一。而电控汽油机采用稀薄燃烧方式是提 高中小负荷经济性最有效的措施之一，发动机效率可提高10%以上。 为了实现分层稀薄燃烧，必须组织汽油机缸内的空气流动，日本三菱汽车公司利 用进气的双滚流实现了进气管喷射汽油机在中小负荷时的分层稀薄燃烧(参见文献4)。但 大负荷工况运转时，如果仍采用这种混合气分层构造时，在火花塞附近聚集的混合气将过 浓，不利于功率混合气的要求；特别是与这种汽油机的低压燃料喷射(0. 25MPa 0. 3MPa) 不同的，采用中、高压液态LPG喷射(2MPa 2. 5MPa)时，相应于不同负荷工况而提供不同 缸内混合气构造的分层稀薄燃烧发动机尚未看到。
技术实现思路
本专利技术的技术任务是提供一种分层稀薄燃烧液态LPG喷射发动机混合气形成方 法。 本专利技术的技术任务是按以下方式实现的 1)、在前端向内弯曲的进气道内的进气阀前安装隔板，LPG喷雾仅向两隔板内侧喷 射； 2)、采用与滚流形状相配合的凹面弯曲活塞顶； 3)、与可变气门定时_升程技术相配合，中小负荷工况时采用进气过程中后期即 上止点后60 100° CA时LPG喷射，LPG喷雾沿隔板内侧气道，在滚流比最大时流入气缸； 大负荷工况时采用上一循环的压縮上止点LPG喷雾喷射，LPG喷雾与关闭的进气阀碰撞后 将反射并越过隔板进入外侧的气道，气门打开时，LPG喷雾-空气混合气将同时从隔板的两 侧流入气缸。 中小负荷时由于液态LPG喷射时产生减压沸腾现象促进了燃料蒸发汽化，可以 采用进气过程中后期(上止点后60 10Q。 CA)喷射。在节气门开度小的低负荷运转时，减少气阀升程和提前打开时间，以增强进气滚流；随节气门开度增加，增大气门升程和提前 打开时间。 大负荷时由于LPG喷射量增大，为防止火花塞附近混合气过浓，以及为了在节气 门全开时使用功率混合气，由ECU控制在压縮上止点时开始LPG喷射，此时进气阀是关闭 的，高压(2MPa以上)喷射的LPG喷雾与进气阀碰撞后将反射并越过隔板进入隔板外侧的 进气道内，当气阀打开时，已蒸发汽化的LPG-空气混合气将同时从岐管内的隔板两侧流入 气缸。再配合以最大的气阀升程和提前打开时间，这时的混和气形成过程已与预混合均匀 燃烧方式没有大的不同。 由计算机数值解析和光学可视化实验以及实际发动机上的初步实验表明，本专利技术 提出的分层稀薄燃烧方式与一般预混合气均匀燃烧LPG发动机相比，可比现有的预混合均 匀燃烧LPG发动机燃油消耗率降低5 10% 。附图说明 附图1为本专利技术提供的分层稀薄燃烧液态LPG喷射发动机燃烧室结构示意图。 附图2为改造前后进气道形状及隔板位置。 图中1 、喷油器，2、进气阀，3、隔板，4、滚流，5、中心凹坑活塞顶，6、原进气道，7、改 进后进气道。具体实施例方式实施例在喷油器l的前方，在前端向内弯曲的进气道7内的进气阀2前安装隔板 3，LPG喷雾仅向两隔板3内侧喷射；采用与滚流4形状相配合的凹面弯曲活塞顶5 ;设计气 缸直径D = 85mm;压縮比e = 10. 2 ;火花塞中心布置，制作液态LPG燃料系统，在燃料共 轨上加装了压力传感器和温度传感器，以便相应于燃料压力和燃料温度来调整辅助燃料喷 射量，同时，由传感器对整个燃料回路进行监控，以防止燃料供给压力过高。在LPG燃料箱 内设置了燃油泵(2 2. 5MPa)，将液态LPG经瞬时切断阀(当油路发生故障时迅速切断油 路)供给燃油共轨(喷油器)，多余的燃料经压力调节阀返回到燃料箱，使用燃料喷射-点 火时间控制仪与多通道废气分析仪相配合，由发动机台架实验确定不同负荷时的LPG喷射 经实验和数值解析都表明了 中小负荷工况时，沿滚流轴线方向和垂直于滚流轴 线方向都形成了混合气分层构造。压縮过程接近终了时，在火花塞附近聚集了易于点火的 浓混和气，而整个燃烧室内的空然比A/F二 21 23 : 1。而大负荷工况时，由于LPG-空气 混合时间长，在压縮过程接近终了时，气缸内已形成相当均匀的功率混合气。本文档来自技高网...

【技术保护点】
分层稀薄燃烧液态ＬＰＧ喷射发动机混合气形成方法，其特征在于该方法由如下：　　１）、在前端向内弯曲的进气道内的进气阀前安装隔板，ＬＰＧ喷雾仅向两隔板内侧喷射；　　２）、采用与滚流形状相配合的凹面弯曲活塞顶；　　３）、与可变气门定时－升程技术相配合，中小负荷工况时采用进气过程中后期即上止点后６０～１００℃Ａ时ＬＰＧ喷射，ＬＰＧ喷雾沿隔板内侧气道，在滚流比最大时流入气缸；大负荷工况时采用上一循环的压缩上止点ＬＰＧ喷雾喷射，ＬＰＧ喷雾与关闭的进气阀碰撞后将反射并越过隔板进入外侧的气道，气门打开时，ＬＰＧ喷雾－空气混合气将同时从隔板的两侧流入气缸。

【技术特征摘要】
分层稀薄燃烧液态LPG喷射发动机混合气形成方法，其特征在于该方法由如下1)、在前端向内弯曲的进气道内的进气阀前安装隔板，LPG喷雾仅向两隔板内侧喷射；2)、采用与滚流形状相配合的凹面弯曲活塞顶；3)、与可变气门定时-升程技术相配合，中小负荷工况时采用进气过程中后期...

【专利技术属性】
技术研发人员：许伯彦，
申请(专利权)人：许伯彦，
类型：发明
国别省市：88[中国|济南]