[发明专利]向二冲程发动机供油的方法及装置

说明书

本申请涉及通过将燃油直接喷入燃烧室的方式来向发动机输送燃油的方法及装置。

为了把发动机的排放物保持在规定的限度内，要求在燃烧室内有效地分布燃油，一个减少排放物的方法是确保燃油与充分的空气混合而加以燃烧， 由此避免释放出未燃的碳氢化合物。

对于以二冲程循环运行的发动机来说，由于在压缩冲程口排气中延时关闭，所以上述问题更加突出。如果燃油是在排气口最后关闭之前的关键时刻输送的，一些新鲜燃油就可能漏到排气中，特别是当发动机低速运转时。然而，如果燃油的喷射推迟到排气口完全关闭之后，则在点火前存在一个可以影响燃油输送和使燃油在燃烧室内实现有效分布的限定时间。这时就需要高速加油，特别是在发动机高速运行时将产生进一步的制约。

在美国专利No.4068629中，公开了一种二冲程火花点燃式发动机，它是根据曲轴箱压缩原理运转的，因此，预压缩空气是通过一系列主或辅助进气口和换气通道输入工作气缸的。燃油先被输送到压缩空气流中，然后由空气带到发动机的工作气缸。在这个美国专利所描述的所有实施例中，燃油随着空气进入工作气缸而被卷吸到引入的空气中。

应该特别注意的是，此美国专利指出（参见第5栏的第12-22行和附图4）用一个低压喷油嘴70以向下的方向将燃油喷入辅助换气通道的壁70a。因此清楚可见，喷油嘴70并不是将燃油直接喷入工作气缸，也没有将一部分燃油朝上喷向气缸盖。在一种可选择的结构中（也请参见附图4），喷油嘴71通过打开的进气口输送燃油，而且强调说喷油器71向下倾斜至少30°。这样，喷油嘴不能将燃油朝着气缸盖或气缸盖中的空腔喷射，燃油只能被朝下向着活塞喷射，这一点从该美国专利的附图4中清楚可见。

还应注意的是，从所述美国专利的附图中可见，主和辅助进气口的上边缘低于排气口的上边缘，而且仅当辅助进气口打开时才输送燃油（见所述美国专利说明书的第5栏中的第27-30行）。这样，通过辅助进气口进入工作气缸的燃油就必须在排气口关闭之前输送，因此一部分燃油就会通过排气口泄漏掉。

由喷口喷入燃烧室的油滴的雾化特性也是影响燃油的燃烧效率的一个重要因素，进而还会影响到发动机的运转稳定性、燃油利用率和排放物成分。

为了优化火花点燃式二冲程循环发动机的燃烧过程，所希望的从喷孔喷出的燃油雾气形状的特征包括：小的油滴尺寸，油雾进入燃烧室的一定穿透性，以及至少在发动机低负荷下，在火花塞附近具有较浓的可燃混合气。更具体地说，为了控制发动机排气中的有害成分，需要控制燃油在燃烧室内进气中的分布，以满足一系列不同的参数。燃油应理想地分布在进气中，以便使合成的可燃混合气易于在火花塞处点燃，和使燃油获得充足的空气而彻底燃烧，以及使火焰在熄灭之前以足够的温度扩展到所有燃油。还有其它一些因素也应加以考虑，例如，可能引起爆燃或在废气中生成不希望有的污染物的燃烧温度。

美国专利No.4068629所提出的喷油嘴的位置，只能使喷油嘴将燃油向下偏离气缸盖和火花塞喷射。而且在工作气缸中，燃油是由引入的空气来分布的，这在发动机低负荷运转时是不理想的，因为这样会使低负荷运转所需的少量燃油过散地分布到空气中，由此使合成的可燃混合气浓度太稀而不易点燃和完全燃烧。

本发明的目的就是为克服上述先有技术存在的由喷油位置和方向不合理引起的燃油分布不理想的缺点，而提供一种改进的向二冲程发动机供油的方法及装置，以便更全面地控制发动机气缸中的燃油分布，从而更有效地点燃和燃烧燃油。

鉴于此目的，提供了一种向二冲程火花点燃式发动机供燃油的方法，该发动机具有一个能储备可燃气体的气缸、一个用于封闭该气缸一端并带有一个空腔的气缸盖、一个装在该气缸盖的空腔中用于点燃可燃气体的点火装置、一个支承在气缸中可往复运动的活塞以及位于气缸的气缸壁的相对位置上并在轴向与气缸盖相隔一定距离的一个进气口和一个排气口，所述方法包括：将计量定量的燃油喷到进气中，形成油气;将油气从位于排气口对面的气缸壁中的单个喷油嘴喷入气缸;其特征是：所述单个喷油嘴从高于排气口而低于气缸盖的位置将油气以至少两股喷束的形式喷入气缸，所述喷束的分配形式是，由包括全部油气中燃油总量的30-60%燃油的第一部分油气被喷向气缸盖的空腔，而第二部分油气沿背离所述气缸盖的方向喷入气缸。

也可将燃油分成向气缸中扩展的三股或更多股喷束，其中至少一股喷束将燃油输送到气缸盖的空腔中。

喷油嘴可制成具有多个喷孔，以便从每个喷孔中各喷出一股燃油。在这种情况下，每股燃油喷束最好呈锥形，并都被限定在从喷油嘴发散且其锥顶 角为90°-150°的圆锥内。