用于缸內直噴燃燒系統的燃油噴射方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及車輛領域，具體涉及一種用于缸內直噴燃燒系統的燃油噴射方法。
【背景技術】
[0002]發動機是汽車中的重要部件，其將某一種形式的能量轉換為機械能輸出向汽車提供動力。
[0003]如圖1-2所示，發動機包括氣缸5，氣缸5頂部具有氣缸蓋6，氣缸5底部連接有曲軸8，活塞7連接于曲軸8頂部，活塞7隨著曲軸8的轉動在氣缸5內作循環往復運動；活塞7頂面以上，氣缸蓋6底面以下所形成的空間稱為燃燒室；氣缸蓋6上連接有進氣道3、排氣道4、噴油器1以及火花塞2,進氣道3與排氣道4分別于燃燒室連通,噴油器1與火花塞2的頭部均伸入燃燒室。其中燃燒室以及連接于燃燒室的所有部件統稱為燃燒系統。
[0004]缸內直噴燃燒系統是燃燒系統的一種，在我國，受燃油品質及后處理技術的影響，缸內直噴燃燒系統在市場中占用的越來越大的比重。缸內直噴燃燒系統的布置方式主要有兩種，第一種是將噴油器1布置于進氣道3相對于排氣道4的另一側(即進氣道3外側)，采用側向噴射，如圖1所示；第二種是將噴油器1位于進氣道3和排氣道4之間、且布置于氣缸蓋6的中間區域，采用中心噴射，如圖2所示。
[0005]理想的狀態下，當發動機在高轉速大負荷工況下運行時，每循環噴入氣缸內的燃油量較大，希望噴油器的流量系數能夠盡量提高，以實現大量的燃油在進氣過程中盡快地噴入氣缸內，留有足夠的蒸發混合時間，達到最佳的均勻混合燃燒的效果；當發動機在中小負荷工況下運行時，每循環噴入氣缸內的燃油量非常少，混合時間比較充分，又希望噴油器的流量系數能夠盡量減少，以適當延長燃油在進氣過程中的噴射時間，提高噴油器的運行穩定性。
[0006]因此，發動機(尤其是均勻混合缸內直噴發動機)在選擇噴油器時，就存在上述的一組矛盾，從而無法實現理想的狀態。為了解決上述問題，現有技術采用了折中的方法:選擇流量系數居中的噴油器。但是這又會來帶新的問題:在高轉速大負荷工況下運行時，由于噴油器流量系數不夠大，延長了燃油噴射時間，減少了噴霧的蒸發混合時間，一定程度上降低了缸內油氣混合的均勻度，影響了燃燒的效果；當發動機在中小負荷工況下運行時，需要通過降低噴射壓力來減少噴油器的流量系數、延長噴射時間，由于噴射壓力的降低，噴霧粒子的平均粒徑會顯著增加，造成噴霧的霧化效果降低，一定程度上也降低了氣缸內油氣混合的均勻度，影響了燃燒和排放。
【發明內容】
[0007]本發明提供一種缸內直噴燃燒系統的燃油噴射方法。它可以滿足發動機在不同工況下對噴霧流量的需求，改善噴霧的霧化混合效果，提高氣缸內油氣混合的均勻度，從而實現更理想的燃燒、排放效果。
[0008]為解決上述問題，本發明提供一種缸內直噴燃燒系統的燃油噴射方法，所述缸內直噴燃燒系統包括燃燒室，所述燃燒室頂部連接有火花塞和噴油器；
[0009]所述火花塞和所述噴油器均位于燃燒室頂部的中間區域；
[0010]所述噴油器具有兩個，對稱設置于所述火花塞兩側；
[0011]所述噴油器噴射的油束與所述火花塞之間不干涉，且兩個噴油器噴射的油束之間不干涉；
[0012]在發動機大負荷運行的工況下，進氣沖程中，控制兩個所述噴油器同時噴射；
[0013]在發動機中小負荷運行的工況下，進氣沖程中，控制兩個所述噴油器輪流噴射或間歇輪流噴射。
[0014]可選的，在發動機所有工況下，燃油燃燒的實際空燃比接近于理論空燃比。
[0015]可選的，所述噴油器伸入燃燒室內的長度為5?10mm。
[0016]可選的，所述噴油器與所述燃燒室軸向方向的夾角為5?10度。
[0017]可選的，所述噴油器為多孔式噴油器。
[0018]可選的，所述噴油器的噴孔為6?7個，所述噴孔的直徑為150?180 μ m。
[0019]可選的，所述缸內直噴燃燒系統還包括與所述燃燒室頂部連接的進氣道和排氣道；
[0020]所述進氣道和所述排氣道分別布置于所述燃燒室頂部的中間區域之外，所述進氣道位于兩個噴油器的一側，所述排氣道位于兩個噴油器的另一側。
[0021]可選的，所述進氣道和所述排氣道均有兩條，且分別相對于所述火花塞對稱布置。
[0022]與現有技術相比，本發明的技術方案具有以下優點:
[0023]相對于現有技術，本發明采用了兩個噴油器對稱布置在燃燒室頂部，沒有破壞現有缸內直噴燃燒系統的特點。每個噴油器的流量系數可以選擇現有單噴油器的65?70%，即選擇兩個小一點的噴油器。這樣，在發動機大負荷的運行工況下，采用兩個噴油器同時噴射的策略，可以提高整體的流量系數，縮短燃油噴射時間，增加噴霧的蒸發、混合時間，提高點火時缸內混合氣的均勻度，有利于燃燒和排放；在發動機中小負荷的運行工況下，采用兩個噴油器輪流噴射(每個噴油器噴一次，兩噴油器交替使用)或間歇輪流噴射(每個噴油器噴多次，兩噴油器交替使用)的策略，可以提高燃油噴射壓力，提升噴霧霧化的質量，增加缸內混合氣的均勻度，保證更好的燃燒、排放效果。另外，也增加噴油器工作過程的穩定性，延長噴油器的使用壽命。
【附圖說明】
[0024]圖1是現有技術中一種缸內直噴燃燒系統的結構示意圖；
[0025]圖2是現有技術中另一種缸內直噴燃燒系統的結構示意圖；
[0026]圖3是本發明實施例燃油噴射方法的缸內直噴燃燒系統的結構示意圖；
[0027]圖4是本發明實施例燃油噴射方法的缸內直噴燃燒系統的俯視示意圖；
[0028]圖5是本發明實施例燃油噴射方法的缸內直噴燃燒系統中活塞主視方向的截面示意圖。
【具體實施方式】
[0029]如【背景技術】中所述，在發動機大負荷工況運行和中小負荷工況運行時，對噴油器流量系統的要求完全不同，而目前的缸內直噴系統無法同時滿足上述兩種要求，以致不能達到理想的狀態，因此在缸內直噴燃燒系統的設計中，只能選擇折中的模式:采用流量系數居中的噴油器。
[0030]發動機在高轉速大負荷工況下運行時，有可能要在一個循環中噴入缸內100?120mg燃油，而當采用流量系數居中的噴油器時，即使按照系統最大噴射壓力150bar噴射，噴射過程也會持續150個曲軸轉角(即曲軸轉過150度)左右，那么，容易導致噴霧在氣缸內的混合時間被縮短，引起油氣混合不均勻和機油稀釋量大的問題，而機油稀釋量大又會導致早燃和超級爆震等一系列問題。
[0031]發動機在中低轉速小負荷工況下運行時，噴入缸內的燃油量有時候僅有10_20mg。如果按照系統最大噴射壓力來噴射，噴油器噴射時間會很短，也就是噴油器中針閥的開啟、關閉時間會很短暫，這樣會引起噴油器流量不穩定，進而影響噴油器的性能。目前，為了防范這種情況，如【背景技術】中所述，在實際控制中一般采取降低噴射壓力的辦法，例如:由150bar的噴射壓力降為40_50bar。這樣雖然延長了噴射時間，但是由于噴射壓力降低，導致噴霧的粒徑增大了幾倍，相應地，噴霧的貫穿度變長，霧化和蒸發變差，最終導致燃油的燃燒穩定性降低。
[0032]本發明針對現有技術中存在的上述問題，提供一種用于缸內直噴燃燒系統的燃油噴射方法。
[0033]為使本發明的上述目的、特征和優點能夠更為明顯易懂，下面結合附圖對本發明的具體實施例做詳細的說明。
[0034]本發明提供一種用于缸內直噴燃燒系統的燃油噴射方法，其中采用一種新的缸內直噴燃燒系統，參照圖3-4，缸內直噴燃燒系統包括:
[0035]主要由氣缸120、氣缸蓋130和活塞110圍成的燃燒室100，所述燃燒室100頂部連接有火花塞102和噴油器101 ；
[0036]所述火花塞102和所述噴油器101均位于燃燒室100頂部氣缸蓋130的中間區域，這里的“中間區域”指的是圍繞氣缸蓋130中心形成的具有一定范圍的區域，即相對靠近氣缸蓋130中心的區域，并不是指絕對中心；
[0037]所述噴油器101具有兩個，對稱設置于所述火花塞102兩側；
[0038]所述噴油器101噴射的油束與所述火花塞102之間不干涉，且兩個噴油器101噴射的油束之間不干涉。也就是說，噴油器101噴射的油束101a不能噴到火花塞102上，否則會影響火花塞102的點火性能，同時兩個噴油器101噴射的油束101a之間不能出現交叉，如圖3所示，否則會影響噴霧在氣缸120內與空氣的混合。
[0039]為了避免上述干涉的情況，本實施例中設置所述噴油器101伸入燃燒室100內的長度為5?10_。
[0040]另外，所述噴油器101與所述燃燒室100軸向方向的夾角Θ為5?10度。如果夾角過大，則兩個噴油器101噴射的油束101a之間很有可能發生干涉。
[0041]本實施例中，采用了兩個噴油器對稱布置在燃燒室頂部，不需要破壞現有缸內直噴燃燒系統的基本構造。
[0042]在其他實施例中，兩個所述噴油器101也可以不對稱地設置于所述火花塞102兩偵牝只要滿足噴油器101噴射的油束101a與火花塞102之間不干涉，以及兩個噴油器101噴射的油束101a之間不干涉即可。
[0043]另外，本實施例中，噴油器101應當與氣缸蓋130固定連接，可以通過分別形成于噴油器101和氣缸蓋130上的螺紋實現連接，或者以其他方式連接，以保證噴油器101與氣缸蓋130之間不會發生相互偏移。