噴射式發動機進氣系統的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種噴射式發動機進氣系統，由發動機電控單元、傳動裝置、空氣加壓存儲系統和空氣噴射系統組成，空氣加壓存儲系統由氣泵、儲氣罐、壓力表和旁通泄壓閥組成，氣泵接受傳動裝置傳遞的發動機輸出能量給空氣加壓；旁通泄壓閥用于限制儲氣罐中空氣壓力；空氣噴射系統包括與發動機電控單元相連的高速電磁閥、流量計和可變截面噴嘴；通過發動機電控單元控制高速電磁閥和可變截面噴嘴，對進氣量進行控制和修正。與傳統氣門結構進氣發動機相比，該系統結構簡單、控制精確、改裝方便，提供了一種新型的發動機進氣方式。此外，噴射進入發動機的空氣壓力高，可以對發動機做功，從而回收部分能量。
【專利說明】
噴射式發動機進氣系統
技術領域
[0001]本發明屬于發動機進氣裝置領域，具體涉及一種噴射式發動機進氣系統。
【背景技術】
[0002]內燃機是熱效率最高、單位體積和單位重量功率密度最大的原動機，應用非常廣泛。然而隨著世界化石能源的日益枯竭以及環境資源的不斷惡化，內燃機需要滿足更加嚴格的排放法規和油耗要求。
[0003]傳統內燃機采用固定型線的凸輪驅動氣門，這不能保證內燃機的排放和油耗在所有工況點均達到最佳，因此大多數新型內燃機都采用可變氣門技術以優化排放，降低油耗。可變氣門技術包括基于凸輪軸的可變配氣技術和無凸輪軸配氣技術，前者雖然機構簡單，響應迅速，但是不能任意可變;后者可以實現氣門的任意可變，但是控制復雜，設備昂貴。
[0004]受到壓縮空氣發動機概念的啟發，取消基于氣門的進氣機構，采用空氣缸內直噴的方式進氣，可避免傳統氣門進氣機構控制氣門正時和升程的難點。噴射進氣系統具有控制精確、響應快速的優點，采用噴射進氣的方式可以準確控制發動機的進氣量。目前在發動機領域，噴氣系統主要用于傳統發動機的氣體燃料噴射和壓縮空氣發動機做功沖程高壓空氣的噴射，但是氣體燃料噴射系統往往噴射壓力過低、脈寬較小，而高壓空氣噴射壓力過高、脈寬較大，因此國內外鮮有將噴氣系統用于傳統發動機進氣的報道。
【發明內容】
[0005]本發明的目的在于提供一種噴射式發動機進氣系統，該系統能夠解決傳統噴氣系統噴射壓力和噴射脈寬不合適的問題。
[0006]為了解決上述技術問題，本發明提出的一種噴射式發動機進氣系統，由發動機電控單元、傳動裝置、空氣加壓存儲系統和空氣噴射系統組成，所述空氣加壓存儲系統由氣栗、儲氣罐、壓力表和旁通泄壓閥組成，所述氣栗與傳動裝置連接，所述氣栗接受所述傳動裝置傳遞的發動機輸出能量給空氣加壓;所述壓力表用于監測儲氣罐中的空氣壓力;所述旁通泄壓閥用于限制所述儲氣罐中空氣的最高壓力，當所述儲氣罐的內壓超過限定值時，所述旁通泄壓閥打開進行放氣泄壓;所述空氣噴射系統包括與發動機電控單元相連的高速電磁閥、流量計和可變截面噴嘴;所述流量計測量發動機的進氣流量，并將數據傳給發動機電控單元，用于進氣量的控制和修正;所述高速電磁閥接受發動機電控單元的指令，并按照指定的噴氣脈寬和噴氣時刻向發動機內噴入空氣;所述可變截面噴嘴根據發動機的工況要求，接受發動機電控單元指令，改變噴嘴截面，從而進一步對進氣量進行控制和修正。
[0007]本發明噴射式發動機進氣系統，其中，所述儲氣罐的工作容積大于相同溫度壓力條件下發動機循環所需最大空氣體積。
[0008]所述可變截面噴嘴安裝在發動機氣缸蓋上，直接向發動機燃燒室內噴入空氣。
[0009]本發明所述的噴射式發動機進氣系統特別適用于燃料缸內直噴發動機。
[0010]與現有技術相比，本發明的有益效果是:本發明所述的噴射式發動機進氣系統中，空氣加壓由發動機提供動力，采用旁通泄壓閥限制儲氣罐中空氣壓力，通過控制高速電磁閥和可變截面噴嘴控制空氣噴射量，整個系統結構簡單、控制精確、改裝方便，替代傳統發動機進氣系統后能夠解決傳統氣門進氣機構的技術困難。此外，與傳統凸輪軸進氣系統相比，該系統噴射進入氣缸的空氣壓力較高，可以對發動機做功，從而回收發動機驅動氣栗的部分能量。
【附圖說明】
[0011]圖1為本發明所述的發動機噴射進氣系統的結構示意圖；
[0012]圖中:
[0013]1-發動機曲軸 2-連桿 3-活塞4-可變截面噴嘴
[0014]5-流量計 6-高速電磁閥 7-旁通泄壓閥8-壓力表
[0015]9-儲氣罐10-氣栗11-傳動裝置
【具體實施方式】
[0016]下面結合附圖和具體實施例對本發明技術方案作進一步詳細描述，所描述的具體實施例僅對本發明進行解釋說明，并不用以限制本發明。
[0017]如圖1所示，本發明提出的一種噴射式發動機進氣系統，由發動機電控單元、傳動裝置、空氣加壓存儲系統和空氣噴射系統組成。
[0018]所述空氣加壓存儲系統由氣栗10、儲氣罐9、壓力表8和旁通泄壓閥7組成，所述氣栗10與傳動裝置連接，所述氣栗10接受所述傳動裝置傳遞的發動機輸出能量給空氣加壓；所述儲氣罐9的工作容積大于相同溫度壓力條件下發動機循環所需最大空氣體積，所述壓力表8用于監測儲氣罐9中的空氣壓力;所述旁通泄壓閥7用于限制所述儲氣罐9中空氣的最高壓力，當所述儲氣罐9的內壓超過限定值時，所述旁通泄壓閥7打開進行放氣泄壓。
[0019]所述空氣噴射系統包括與發動機電控單元相連的高速電磁閥6、流量計5和可變截面噴嘴4 ；所述可變截面噴嘴4安裝在發動機氣缸蓋上，直接向發動機燃燒室內噴入空氣，所述流量計5測量發動機的進氣流量，并將數據傳給發動機電控單元，用于進氣量的控制和修正;所述高速電磁閥6接受發動機電控單元的指令，并按照指定的噴氣脈寬和噴氣時刻向發動機內噴入空氣;所述可變截面噴嘴4根據發動機的工況要求，接受發動機電控單元指令，改變噴嘴截面，從而進一步對進氣量進行控制和修正。
[0020]本發明噴射式發動機進氣系統特別適用于燃料缸內直噴發動機。在使用本發明噴射式發動機進氣系統時，搭載發動機的傳統氣門進氣機構被噴射式進氣系統所替代，但是傳統氣門排氣機構仍然保留。
[0021]本發明噴射式發動機進氣系統的工作過程是:
[0022]傳動裝置11將發動機曲軸I的輸出動力傳遞給氣栗10，氣栗10將空氣進行加壓，存儲在儲氣罐9中，通過壓力表8的監測，旁通泄壓閥7限制儲氣罐9中空氣的最高壓力，當壓力超過最高限值時，旁通泄壓閥7打開，使儲氣罐9中壓力保持在壓力限值范圍內。
[0023]在發動機進氣沖程，通過控制高速電磁閥6控制噴射時刻和噴射脈寬，采用流量計5實時記錄進氣流量，當發動機的工況變化導致進氣要求劇烈變化時，通過改變可變截面噴嘴4的截面面積，從而對進氣量進行修正。
[0024]當進氣結束后，可變截面噴嘴7完全封閉。噴入發動機燃燒室內的高壓空氣將對活塞3(通過連桿2與發動機曲軸I相連)做功，相當于回收發動機驅動氣栗的部分能量。當進氣沖程結束，即發動機活塞3處于下止點時，缸內壓力應該為一個合適的值(相比自然吸氣發動機應該在接近lbar，相比增壓發動機應該與增壓壓力相當)，這是設計儲氣罐9的最高壓力限值的標準。
[0025]盡管上面結合附圖對本發明進行了描述，但是本發明并不局限于上述的【具體實施方式】，上述的【具體實施方式】僅僅是示意性的，而不是限制性的，本領域的普通技術人員在本發明的啟示下，在不脫離本發明宗旨的情況下，還可以做出很多變形，這些均屬于本發明的保護之內。
【主權項】
1.一種噴射式發動機進氣系統，由發動機電控單元、傳動裝置、空氣加壓存儲系統和空氣噴射系統組成，其特征在于: 所述空氣加壓存儲系統由氣栗(10)、儲氣罐(9)、壓力表(8)和旁通泄壓閥(7)組成，所述氣栗(10)與傳動裝置連接，所述氣栗(10)接受所述傳動裝置傳遞的發動機輸出能量給空氣加壓;所述壓力表(8)用于監測儲氣罐(9)中的空氣壓力;所述旁通泄壓閥(7)用于限制所述儲氣罐(9)中空氣的最高壓力，當所述儲氣罐(9)的內壓超過限定值時，所述旁通泄壓閥(7)打開進行放氣泄壓； 所述空氣噴射系統包括與發動機電控單元相連的高速電磁閥(6)、流量計(5)和可變截面噴嘴(4);所述流量計(5)測量發動機的進氣流量，并將數據傳給發動機電控單元，用于進氣量的控制和修正;所述高速電磁閥(6)接受發動機電控單元的指令，并按照指定的噴氣脈寬和噴氣時刻向發動機內噴入空氣;所述可變截面噴嘴(4)根據發動機的工況要求，接受發動機電控單元指令，改變噴嘴截面，從而進一步對進氣量進行控制和修正。2.根據權利要求1所述噴射式發動機進氣系統，其特征在于:所述儲氣罐(9)的工作容積大于相同溫度壓力條件下發動機循環所需最大空氣體積。3.根據權利要求1所述噴射式發動機進氣系統，其特征在于:所述可變截面噴嘴(4)安裝在發動機氣缸蓋上，直接向發動機燃燒室內噴入空氣。4.根據權利要求1所述噴射式發動機進氣系統，其特征在于:所述發動機為燃料缸內直噴發動機。
【文檔編號】F02B33/00GK106089403SQ201610645564
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年8月5日 公開號201610645564.X, CN 106089403 A, CN 106089403A, CN 201610645564, CN-A-106089403, CN106089403 A, CN106089403A, CN201610645564, CN201610645564.X
【發明人】衛海橋, 涂波, 潘明章
【申請人】天津大學