專利名稱：柴油內燃機中的燃料噴射過程的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種將燃料噴入柴油型往復式內燃機氣缸中的燃燒室內的燃料噴射過程。其中供著火沖程用的總燃料量是由這樣配置于燃燒室內的至少兩個噴咀噴射的，使離開每一噴咀的燃料噴注并不影響離開另外噴咀的燃料噴注。本發明也涉及完成該過程的裝置。
在這種常規的噴射過程中，每一著火沖程所需的燃料量是通過一些同時開啟的噴咀輸入到燃燒室內的，這些噴咀在工作活塞達到上止點(OTP)后的很短時間內開啟，并在上止點后大約曲軸轉角20°處再關閉。在該過程中，在氣缸內便形成壓力分布，在圖3中，它以實線PZA代表，其特點是在上止點后很短時間內，該壓力在短暫時間內是不變的或稍微平穩地下降，然后在被點燃燒料的作用下再較陡地上升直至達到某一最大值。這種壓力分布是不理想的，因為由內燃機結構形成的最大可能的氣缸壓力未被最佳利用。壓力的急增也是不希望的，因為引起內燃機結構應力。在上止點附近的最大壓力恒定的壓力分布是理想的。
本發明的一個目的是要創造一種柴油內燃機燃料噴射過程，借助于它，使上止點附近的氣缸壓力分布盡可能接近等壓分布。
按照本發明，可以達到這一目的，其中，著火沖程所需總燃料量的噴射是這樣進行的，首先，第一噴咀在與氣缸配合的工作活塞上止點附近開啟，而后第二噴咀開啟，此時第一噴咀仍然開啟著。
由于總燃料量的錯開噴射，可避免圖3中所示的公知過程的氣缸壓力“下垂”，這是通過在上止點之前的短暫時間內借助于第一噴咀的較早的燃料噴射量達到壓力逐漸增加來避免的。結果，達到了比以前更好地利用最大可能的氣缸壓力。發動機的結構應力由于壓力逐漸增加也得到改善。
實現本發明這一過程的特別簡單的結構的特點是，采用具有由關閉彈簧保持關閉的針閥的噴咀，其中關閉彈簧具有不同的尺寸和/或被施加預應力。
借助于附圖，下面詳細說明本發明的示例性實施例。
圖1簡略表示用于實現本發明的這一過程的一種簡化的噴咀結構;
圖2表示自燃料室看的噴咀結構視圖;
圖3表示一條說明壓力分布和針閥隨曲軸轉角α而變的曲線。
在圖1中表示了一種多缸低速二沖程往復內燃機的一個氣缸44，該氣缸未被進一步詳細表示，它按柴油機過程運轉，工作活塞45安裝在氣缸內，因此能上、下移動。工作活塞45和安裝在其上方的氣缸蓋一起限定了燃燒室43，流體燃料，即柴油由第一噴咀1和第二噴咀11以下面還要詳細敘述的方式噴入燃燒室內。在氣缸蓋46的中央配置一排氣閥(未示)，因此，在工作活塞45向上移動開始時，形成直流帚氣。
公知結構的第一噴咀1本身包括一針閥7，在關閥彈簧8的作用下，它被強制頂靠在噴咀殼體內的閥座1′上。在圖1中，在噴咀殼體內的閥座下方設有一盲孔，自盲孔處制出一些通入燃燒室43的噴孔。在圖1中，在噴咀殼體內的閥座上方設有壓力腔10，它經壓力管9連于噴射泵40，燃料自油箱(未示)經輸油管41被輸送到噴射泵。在噴咀1噴油期間，經輸油管9供給壓力室10的燃油壓力是這樣的大，以致能克服彈簧8的關閉壓力而使針閥7自閥座1′上升起，從而燃料經噴孔2噴入燃燒室43。管42連于噴咀1的殼體上，它用于輸送泄漏的燃油。
第二噴咀11具有跟噴咀1同樣的結構，其唯一區別在于作用在針閥17上的關閉彈簧18的直徑較關閉彈簧8的直徑大。因此，經由管9分支的噴咀11的管19供給的燃油壓力必須大于針閥7的開啟壓力，這樣，針閥17才能開啟。也可以使關閉彈簧18具有跟彈簧8相同的尺寸，此時調正彈簧18，使其預應力較大。
如圖2所示，兩噴咀1和11彼此沿直徑方向配置在氣缸蓋46內，實際上噴孔2和12允許燃料以相反方向的噴注噴出(箭頭A和A′)。這是因為在工作活塞45向上移動期間在燃燒室43內產生了一股燃燒空氣渦流(箭頭B)，并且因為離開噴孔2和12的燃料噴注基本上具有相同的方向。相鄰噴咀的燃料噴注不能穿透燃燒室43區域的事實是和離開噴咀的燃料噴注相關聯的，對噴咀的布置是至關緊要的。
正如已提到的，在圖3中的實線PZA表示當總燃料量由每缸幾個噴咀同時開啟噴射時的氣缸壓力分布。相比之下，虛線PZ44表示利用本發明規定的用二個錯開開啟的噴咀噴射的在氣缸44中的壓力分布。圖3還表示了噴咀端部的燃油壓力分布，實線PDA代表公知噴射，虛線PD1，11代表為本發明規定的噴射。最后，在圖3中還表示了針閥升程，相應于公知噴射過程的噴咀針閥升程以實線HA表示，相應于本發明規定的噴射過程的錯開開啟的噴咀1、11的針閥升程以虛線H1和H11表示。
具有所述裝置的本發明的噴射過程是按下列方式進行的在排氣閥關閉后，借助于工作活塞45的向上沖程，空氣在燃燒室43內被壓縮，其時氣缸44中的壓力上升(曲線PZ44)。當工作活塞45的向上沖程接近結束，燃油泵40壓力側的壓力也上升，并經管9和19分配給噴咀1和11。在泵壓大約300巴的時候，克服第一噴咀1中的彈簧8的關閉壓力，從而在上止點前大約曲線轉角2°處噴咀1的針閥7開啟，開始噴射柴油(點X1)。通過燃燒室43內這些燃油的著火和燃燒，氣缸44中的壓力平緩上升(曲線PZ44)，此時，第二噴咀11仍然保持關閉狀態。在曲軸轉角8°的噴油延續時間間隔內，由燃油泵40產生的壓力被分散了，因此不超過第二噴咀11的開啟壓力。這狀態用圖3中X1、X2兩點之間的曲線上的壓力PD下降表示。在這一時間周期內，也可以保持壓力PD大致不變。此后，燃油泵40壓力側的燃油壓力進一步上升到大約500巴，克服第二噴咀11內的具有較大直徑的彈簧18的關閉壓力，從而針閥17也開啟(點X2)。因此，從現在起，兩個噴咀1和11均開啟，直到上止點后曲軸轉角大約22°時，兩噴咀才關閥，至此完成噴射作業。由于第二噴咀11的開啟和與此相關的燃燒的強化，氣缸44內的壓力再度輕微上升。考慮整個噴射過程，就本發明的噴射過程而言，氣缸44內的壓力分布(曲線PZ44)較之公知的噴射過程的壓力分布(曲線PZA)更為均勻。此外，整個噴射過程的壓力分布是分段的。因為所述由燃油泵40產生的壓力分布在第一噴咀噴射期間被保持著，X1和X2之間的時間間隔可借助于燃油泵驅動凸輪的適當形狀加以控制。
偏離開所述示例性實施例，本發明的噴射過程也可采用兩個以上的噴咀來完成，在此情況下，噴咀按前述關于燃燒室43中燃料噴注的式樣配置。此時，首先僅第一噴咀開啟，而其余的噴咀以后同時或也錯開開啟。
代替采用不同尺寸的關閉彈簧或預應力關閉彈簧，噴咀中針閥的開啟運動通過電磁作用于針閥而被電子控制，也能達到噴咀的錯開開啟。
偏離于圖3中所述噴射過程的改進，第一噴咀噴射開始也可處于上止點后。這取決于所謂的起燃躍變，即起燃壓力和壓縮壓力之比。“壓縮壓力”應理解為在上止點時氣缸中無燃燒的空氣壓縮壓力。對于小的壓力比，噴射開始可處于上止點后，而隨著該壓力比增大，逐移向上止點。
權利要求
1.一種用于將燃料噴入往復柴油內燃機氣燃燃燒室內的過程，其中供給著火沖程的總燃料量用至少兩個這樣配置于燃燒室中的噴咀噴射，使正在離開每一噴咀的燃料噴注并不影響正在離另外相應噴咀的燃料噴注，其特征在于供給著火沖程的總燃料量噴射是這樣進行的，起先，一個第一噴咀在氣缸中被導向的工作活塞的上止點附近開啟，而第二噴咀在第一噴咀仍然開啟著的稍后時間里開啟。
2.一種按權利要求1所述的燃料噴射過程，其特征在于在第一和第二噴咀開啟之間的時間間隔通過影響這些噴咀端部的燃料壓力而得以控制。
3.一種按權利要求1或2所述的燃料噴射過程，其特征在于第一和第二噴咀同時結束它們的噴射相位。
4.一種按權利要求1至3所述的燃料噴射過程，其特征在于第一和第二噴咀開啟之間的時間周期為至少4°曲軸轉角。
5.一種用于完成權利要求1所述的噴射過程的裝置，其特征在于設置至少兩個噴咀，它們在時間上錯開開啟，以噴射供給一個氣缸著火沖程的總燃料量。
6.一種按權利要求5所述的噴射裝置，它具有包括針閥的噴咀，針閥借助于燃油壓力克服關閉彈簧的作用力而開啟，其特征在于所述兩噴咀包括不同剛度的關閉彈簧。
7.一種按權利要求5所述的噴射裝置，它具有包括針閥的噴咀，針閥借助于燃油壓力克服關閉彈簧的作用力而開啟，其特征在于當所述關閉彈簧具有相同尺寸時，它們被施加不同的預應力。
全文摘要
本發明的噴射過程，借助于至少兩個這樣配置于燃燒室(43)中的噴嘴(1，11)將供給著火沖程中的總燃料量噴射，使正在分別離開各噴嘴的燃料噴注并不相互干擾。噴射是以這樣方式形成的，首先，第一噴嘴(1)，在氣缸(44)中被導向的工作活塞(45)的上止點附近開啟，而第二噴嘴在第一噴嘴仍然開啟著的稍后時間里開啟。
文檔編號F02M45/04GK1087702SQ9311641
公開日1994年6月8日 申請日期1993年9月4日 優先權日1992年9月11日
發明者M·舒茲 申請人:新蘇舍柴油機有限公司