[发明专利]燃料喷射装置和操作活塞发动机的方法

说明书

一种用于四冲程活塞发动机的汽缸(33)的燃料喷射装置，该燃料喷射装置包括第一燃料喷射喷嘴(3)和第二燃料喷射喷嘴(4)，第二喷嘴(4)的喷嘴孔(4a)的总横截面面积大于第一喷嘴(3)的喷嘴孔(3a)的总横截面面积，并且第二喷嘴(4)的喷嘴孔(4a)被布置成使得，与朝向汽缸(33)的排气阀侧(26)喷射相比，通过第二喷嘴(4)喷射的燃料中的较大部分燃料被朝向进气阀侧(25)喷射。

技术领域

本发明涉及用于四冲程活塞发动机的汽缸的燃料喷射装置。本发明还涉及操作活塞发动机的方法。

背景技术

活塞发动机发展的共同趋势是输出功率与汽缸容积之间的比率不断增长。这有助于提高发动机的热效率。然而，这种发展的结果是现代的四冲程发动机需要承受很高的热负荷。在一些情况下，燃烧室的部件的热负荷可能成为限制因素，其阻止了发动机的输出功率的增加。另选地，可能需要对发动机设计进行实质性修改，例如，以更有效的冷却系统的形式进行，或者一些部件的材料需要由具有良好耐热性的材料代替。这自然增加了制造成本。

发明内容

本发明的一个目的是提供用于四冲程活塞发动机的汽缸的改进的燃料喷射装置，该汽缸设置有两个进气阀和两个排气阀，所述两个进气阀被布置在与汽缸的轴向方向平行并且将汽缸分成两个部分的假想平面的进气阀侧，所述两个排气阀被布置在所述假想平面的排气阀侧。

根据本发明的燃料喷射装置包括：第一燃料喷射喷嘴，该第一燃料喷射喷嘴包括多个喷嘴孔；第二燃料喷射喷嘴，该第二燃料喷射喷嘴包括多个喷嘴孔；第一喷射器针，该第一喷射器针用于控制通过第一喷嘴的燃料喷射；以及第二喷射器针，该第二喷射器针用于控制通过第二喷嘴的燃料喷射。第二喷嘴的喷嘴孔的总横截面面积大于第一喷嘴的喷嘴孔的总横截面面积，并且第二喷嘴的喷嘴孔被布置成使得与朝向汽缸的排气阀侧相比，通过第二喷嘴喷射的燃料中的更大部分燃料被朝向进气阀侧喷射。

在根据本发明的方法中，当发动机负荷低于预定极限值时，仅使用所述第一喷嘴将燃料喷射到汽缸中，并且当发动机负荷高于预定极限值时，使用至少第二喷嘴将燃料喷射到汽缸中。

排气阀周围的有限区域通常会经历峰值温度。借助于根据本发明的燃料喷射装置和方法，可以减少排气阀周围的热负荷。通常燃烧室的其余部分的热负荷远低于它们的设计极限，并且因此，燃料喷射器的设计的相对较小变化可以允许增加输出功率，而无需重新设计其它部件。

根据本发明的实施方式，第二喷嘴的喷嘴孔被配置成使得通过第二喷嘴喷射的燃料的至少55％被朝向汽缸的进气阀侧喷射。

根据本发明的实施方式，第二喷嘴的喷嘴孔被配置成使得通过第二喷嘴喷射的燃料的至少60％被朝向汽缸的进气阀侧喷射。

根据本发明的实施方式，第二喷嘴的喷嘴孔被配置成使得通过第二喷嘴喷射的燃料的至少65％被朝向汽缸的进气阀侧喷射。

根据本发明的实施方式，第二喷嘴的喷嘴孔被配置成使得通过第二喷嘴喷射的燃料的至多75％被朝向汽缸的进气阀侧喷射。通过朝向排气阀侧喷射燃料中的一部分燃料，可以减小第二喷嘴的结构应力。

根据本发明的实施方式，第二喷嘴的喷嘴孔被配置成使得通过第二喷嘴喷射的燃料的至多70％被朝向汽缸的进气阀侧喷射。

根据本发明的实施方式，通过第二喷嘴喷射的燃料的喷射图案相对于假想平面不对称。

根据本发明的实施方式，通过第二喷嘴喷射的燃料的喷雾图案相对于第二喷嘴的中心平面不对称，该中心平面平行于将汽缸分成两个部分的假想平面。

根据本发明的实施方式，第一喷嘴位于排气阀侧，并且第二喷嘴位于假想平面的进气阀侧。由于来自第二喷嘴的主燃料喷射方向朝向进气阀侧，因此当第一喷嘴位于排气阀侧时，燃料喷射受到的干扰较小。

根据本发明的实施方式，第二喷嘴的面向汽缸的进气阀侧的喷嘴孔的数量比面向排气阀侧的喷嘴孔的数量多。