[发明专利]一种基于两次喷油的自由活塞发动机燃油喷射方法

说明书

本发明公开了一种基于两次喷油的自由活塞发动机燃油喷射方法，包括缸盖、气缸、活塞，缸盖上设有火花塞，气缸上设有排气道、扫气道，还包括喷油器，喷油器设在气缸上，活塞侧壁开有配合喷油器的二次喷油缺口；燃油喷射方法为活塞在喷油器下部时喷一次，活塞顶部在喷油器上部时喷一次。在一定喷油脉宽条件下，当总燃料量一定时，当把燃油分为两次喷射时，能够使燃油和空气充分混合，提高可燃混合气热值；同时减少由于曲轴箱喷油时扫气过程的燃油消耗，二次喷射时能够使混合更加均匀，燃烧更充分。

技术领域

本发明涉及自由活塞发动机燃油喷射技术领域，具体地说是一种基于两次喷油的自由活塞发动机燃油喷射方法。

背景技术

自由活塞发动机作为一种新型的动力装置，具备结构简单紧凑、质量轻、热效率高等优点，一般用于直线发电机。与传统内燃机相比，缺少内燃机的曲柄连杆机构，如附图1中所示，一种基于二冲程直喷发动机设计的自由活塞发动机，活塞连接的活塞杆穿过活塞杆孔做直线运动，活塞下部的腔体我们仍称之为曲轴箱。

活塞的运动规律是作用在它上面的燃烧时产生的气体压力决定，故而压缩比可以改变，有多种发动机工况。但是，自由活塞发动机的活塞行程不固定，有时能够到达上止点和下止点位置，由于取消了曲柄连杆机构，活塞的运动取决于活塞两侧的缸压情况，有时会出现到不了的情况，进而会造成燃油喷射量减少，发动机动力性不足，扫气能力减弱，甚至有时候会熄灭，因此普通的燃油喷射不能满足要求。同时发动机的运行速度通常在中高速状态下，仅靠普通单次燃油喷射是无法充分满足其动力要求。

发明内容

本发明就是为了解决现有技术存在的上述不足，提供一种基于两次喷油的自由活塞发动机燃油喷射方法，在一定喷油脉宽条件下，当总燃料量一定时，当把燃油分为两次喷射时，能够使燃油和空气充分混合，提高可燃混合气热值；同时减少由于曲轴箱喷油时扫气过程的燃油消耗，二次喷射时能够使混合更加均匀，燃烧更充分。

本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：

一种基于两次喷油的自由活塞发动机燃油喷射方法，包括缸盖、气缸、活塞，缸盖上设有火花塞，气缸上设有排气道、扫气道，

还包括喷油器，喷油器设在气缸上，活塞侧壁开有配合喷油器的二次喷油缺口；

燃油喷射方法如下，以活塞从下止点上行开始：

一、活塞上行，至活塞顶在喷油器的喷嘴下部距离a时，喷油器喷油，在气缸内形成局部加浓混合气，活塞继续上行压缩混合气；

二、火花塞点火，点燃混合气的压力推动活塞下行，至活塞顶在喷油器的喷嘴上部距离b时，喷油器喷油，燃料经二次喷油缺口喷射至曲轴箱，等到下次循环进气及扫气过程时进入气缸；

三、活塞继续下行，扫气道的扫气口打开，曲轴箱内的上次循环形成的均质混合气通过扫气道进入气缸参与扫气。

所述a的取值范围是9-11mm，所述b的取值范围是9-11mm。

所述喷油器倾斜向下安装在气缸上，喷油器的喷嘴距下止点距离范围为26-28mm

本发明的有益效果是：

1、二次喷油缺口一般配合喷油脉宽设计相应的长度，可以是长轴较长的椭圆，也可以是长孔，这样既保证了二次喷油不受影响，又保证了活塞强度，在不影响活塞强度的前提下，可以设计为图中所示的为圆形。

2、在气缸内形成局部加浓混合气，点燃混合气后形成的巨大压力迫使活塞运动到下止点，采用此种方法可以实现局部混合气浓度较大，但整体混合气浓度较低的混合气分布，可以有效降低燃油消耗，提高燃油经济性。