制方法
技术领域
背景技术
[0002] 目前，国家对乘用车的燃油消耗限量值和排放要求越来越高；2020年企业平均油耗目标将达到5.0L/100km。各个主机厂都在为降低燃油消耗和减少排放对发动机进行优化设计。开发高能效，低油耗的小
排量发动机显得尤为重要。
[0003] 传统的进气道喷油的增压发动机中，一个
喷油器对应两个进气道，再对应一个发动机缸。喷油器将油束喷入两个进气道时，由于喷油器需要与进气道呈一定
角度，较多的油束喷在了进气道的管壁上，造成了进气道湿壁现象，降低了喷油的雾化效果，影响了油与空气混合的效果，降低了燃烧效率。
[0004] 缸内直喷增压发动机，作为一种发动机的发展方向，已在不少主机厂批量应用，该系统改变常规的进气道喷油方式，直接向
燃烧室喷油，有效的提高燃烧效率，降低增压发动机的燃烧
温度，同时通过增加油压，改善喷油的雾化效果，使雾化的燃油颗粒更小，燃烧响应更迅速。但缸内直喷燃油系统对供油系统零件要求高，对发动机燃烧开发的要求也高，开发成本大。
[0005] 因此，有必要设计一种燃烧效率高、成本低的进气道喷油系统、涡轮增压发动机及涡轮增压发动机的控制方法。
发明内容
[0006] 本发明的目的在于克服
现有技术的不足，提供一种燃烧效率高、成本低的进气道喷油系统、涡轮增压发动机及涡轮增压发动机的控制方法。
[0007] 本发明提供一种进气道喷油系统，包括喷油器、进气道、进气
阀和发动机缸，所述喷油器与所述进气道连通，所述喷油器将油喷入所述进气道中，所述进气道与所述发动机缸连通，所述进气阀位于所述进气道与所述发动机缸之间，每个所述喷油器对应一个所述进气道，两个所述喷油器和两个所述进气道对应一个所述发动机缸。
[0008] 进一步地，所述喷油器在所述进气阀打开时，将油经过所述进气道直接喷入到所述发动机缸内。
[0009] 本发明还提供一种进气道喷油的涡轮增压发动机，包括放气阀组件和进气道喷油系统，所述放气阀组件包括放气阀，所述进气道喷油系统包括喷油器、进气道、进气阀和发动机缸，所述喷油器与所述进气道连通，所述喷油器将油喷入所述进气道中，所述进气道与所述发动机缸连通，所述进气阀位于所述进气道与所述发动机缸之间，每个所述喷油器对应一个所述进气道，两个所述喷油器和两个所述进气道对应一个所述发动机缸。
[0010] 进一步地，所述喷油器在所述进气阀打开时，将油经过所述进气道直接喷入到所述发动机缸内。
[0011] 进一步地，所述进气阀和所述放气阀同时打开时，对所述发动机缸进行扫气。
[0012] 进一步地，所述放气阀组件还包括电动执行器、执行器
推杆和
摇臂，所述电动执行器控制所述执行器推杆带动所述摇臂转动，所述摇臂带动所述放气阀开闭。
[0013] 本发明还提供一种涡轮增压发动机的控制方法，包括以下步骤：
[0014] 所述进气阀打开；
[0015] 所述进气阀关闭前，所述喷油器喷油；
[0016] 喷油结束，所述进气阀关闭。
[0017] 进一步地，还包括以下步骤：
[0018] 所述放气阀打开到一半时，所述进气阀打开；
[0019] 所述喷油器喷油前，对所述发动机缸进行扫气；
[0020] 喷油时，所述放气阀关闭；
[0021] 喷油后，所述进气阀关闭，同时所述放气阀打开。
[0022] 进一步地，所述喷油器开始喷油到所述进气阀开始关闭的时间差为
曲轴转角100°。
[0023] 采用上述技术方案后，具有如下有益效果：
[0024] 本发明由于每个发动机缸上两个进气道各布置一个喷油器，通过提高燃
油雾化能
力，提高燃烧
稳定性，降低发动机油耗；
[0025] 喷油器经过进气道将油直接喷入到发动机缸内，降低了增压发动机缸内的燃烧温度，
爆震倾向减小，现有压缩比有往上提的空间，从而实现增压发动机高压缩比，降低发动机油耗，并达到了缸内直喷增压发动机的喷油效果，相比于缸内直喷增压发动机对零件要求低，对发动机燃烧开发的要求也低，开发成本小；
[0026] 通过对发动机缸进行扫气，将发动机缸内的残余废气扫到放气侧，下一个循环发动机缸内就都是新鲜混合气了，提高
扭矩输出；
[0027] 增压发动机的扫气功能结合电动执行器更大的输出力，实现发动机低速扭矩和
加速响应的提升，达到接近缸内直喷发动机的性能要求；
[0028] 通过电动执行器，更精确地控制放气阀的开度和
增压压力，降低部分负荷油耗和
冷启动排放。
附图说明
[0029] 图1是本发明一
实施例中喷油器的结构示意图；
[0030] 图2是本发明一实施例中进气道喷油系统的结构示意图；
[0031] 图3是本发明一实施例中进气道和喷油器的剖视图；
[0032] 图4是本发明一实施例中放气阀组件的结构示意图；
[0033] 图5是本发明一实施例中涡轮增压发动机的结构示意图；
[0034] 图6是本发明一实施例中涡轮增压发动机的控制方法的
流程图；
[0035] 图7是本发明的最佳实施例中涡轮增压发动机的控制方法的流程图。
[0036] 附图标记对照表：
[0037] 10-进气道喷油系统 20-放气阀组件
[0038] 11-喷油器 12-进气道 13-进气阀
[0039] 14-放气阀组件 111-油束 112-不锈
钢燃油分配管[0040] 113-
不锈钢卡夹 21-放气阀电动 22-电动执行器
[0041] 23-执行器推杆 24-摇臂
具体实施方式
[0042] 下面结合附图来进一步说明本发明的具体实施方式。
[0043] 如图1-3所示，本发明中的进气道喷油系统10包括喷油器11、进气道12、进气阀13和发动机缸(图未示)，喷油器11与进气道12连通，喷油器11将油喷入进气道12中，进气道12与发动机缸连通，进气阀13位于进气道12与发动机缸之间，每个喷油器11对应一个进气道12，两个喷油器11和两个进气道12对应一个发动机缸。
[0044] 其中，如图1所示，沿不锈钢燃油分配管112的长度方向布置有一排喷油器11，喷油器11通过不锈钢卡夹113安装在不锈钢燃油分配管112上。每两个喷油器11为一组，对应一个发动机缸。
[0045] 如图2所示，每个喷油器11对应一个进气道12，喷油器11喷出的油束111进入到各自的进气道12中。
[0046] 传统的一个喷油器对应两个进气道，再对应一个发动机缸。传统的喷油器将油束喷入两个进气道时，由于喷油器需要与进气道呈一定角度，较多的油束喷在了进气道的管壁上，造成了进气道湿壁现象，降低了喷油的雾化效果，影响了油与空气混合的效果。本发明增加了一个喷油器1，使得每个喷油器11均对应一个进气道12。喷油器11的油束111直接喷入到对应的一个进气道12中，减少了进气道湿壁现象，提高了喷油的雾化效果，优化了油与空气混合效果，提高了燃烧效率。
[0047] 本实施例中，如图3所示，喷油器11在进气阀13打开时，将油经过进气道12直接喷入到发动机缸内。
[0048] 其中，喷油器11与进气道12的前端呈一定夹角布置，进气道12中通入高压气体，喷油器11与进气道12的尾端连接，喷油器11喷入的油束111的方向与进气道12的尾端的延伸方向基本一致。当进气阀13打开时，喷出的油束111经过进气道12喷入到发动机缸内。油束111的一部分在进气道12的尾端中与空气进行混合，油束111的另一部分进入到发动机缸内，用于降低发动机缸内的温度，进入发动机缸内的油束111在缸内也会与缸内空气进行混合。其工作原理与缸内直喷式类似，通过直接向燃烧室(即发动机缸)喷油，有效地降低了增压发动机的燃烧温度，同时通过增加油压，改善喷油的雾化效果，使雾化的燃油颗粒更小，燃烧响应更迅速。并且，由于喷油器11喷入的油束111的方向与进气道12的尾端的延伸方向基本一致，提高了喷射
精度，降低喷射过程中产生的进气道湿壁现象，提高了燃油效率。本发明中的进气道喷油的方式相比于缸内直喷增压发动机对零件要求低，对发动机燃烧开发的要求也低，开发成本小。
[0049] 如图4-5所示，本发明还提供一种进气道喷油的涡轮增压发动机，包括放气阀组件20和进气道喷油系统10，放气阀组件20包括放气阀21，进气道喷油系统10包括喷油器11、进气道12、进气阀13和发动机缸，喷油器11与进气道12连通，喷油器11将油喷入进气道12中，进气道12与发动机缸连通，进气阀13位于进气道12与发动机缸之间，每个喷油器11对应一个进气道12，两个喷油器11和两个进气道12对应一个发动机缸。喷油器11在进气阀13打开时，将油经过进气道12直接喷入到发动机缸内。
[0050] 其中，
发明人中的增压发动机为小排量，1.5L及以下排量。
[0051] 本实施例中，进气阀13和放气阀21同时打开时，对发动机缸进行扫气。通过对发动机缸进行扫气，将发动机缸内的残余废气扫到放气侧，下一个循环发动机缸内就都是新鲜混合气了，提高扭矩输出。
[0052] 本实施例中，如图4所示，放气阀组件20还包括电动执行器22、执行器推杆23和摇臂24，电动执行器22控制执行器推杆23带动摇臂24转动，摇臂24带动放气阀21关闭或者打开。
[0053] 本发明中增压发动机的扫气功能结合电动执行器更大的输出力，实现发动机低速扭矩和加速响应的提升，达到接近缸内直喷发动机的性能要求；通过电动执行器，更精确地控制放气阀的开度和增压压力，降低部分负荷油耗和冷启动排放。
[0054] 如图6所示，本发明还提供一种涡轮增压发动机的控制方法，包括以下步骤：
[0055] 步骤S601：进气阀打开；
[0056] 步骤S602：进气阀关闭前，喷油器喷油；
[0057] 步骤S603：喷油结束，进气阀关闭。
[0058] 传统的进气阀关闭后，喷油器才开始喷油，油束在进气道中与空气充分混合后，下一次进气阀打开时，混合油气进入到发动机缸内进行燃烧。本发明，在发动机大负荷及全负荷等工况，将喷油器11喷油的时间提前，在进气阀13快关闭前进行喷油，油束111直接喷入发动机缸内，有利于降低发动机缸内的温度，爆震倾向减小，现有压缩比有往上提的空间，从而实现增压发动机高压缩比，降低发动机油耗。喷油结束后，进气阀13再关闭。
[0059] 如图7所示，涡轮增压发动机的控制方法的最佳实施例，包括以下步骤：
[0060] 步骤S701：放气阀打开；
[0061] 步骤S702：放气阀打开到一半时，进气阀打开；
[0062] 步骤S703：喷油器喷油前，对发动机缸进行扫气；
[0063] 步骤S704：喷油器喷油；
[0064] 步骤S705：喷油时，放气阀关闭；
[0065] 步骤S706：喷油后，进气阀关闭，同时放气阀打开。
[0066] 其中，在
发动机转速1000rpm到2500rpm之间，在放气阀21和进气阀13同时打开的时间段中，通过进气侧高于放气侧的压差，将发动机缸内的残余废气扫到放气侧，下一个循环发动机缸内就都是新鲜混合气了，提高扭矩输出。扫气后，喷油器11进行喷油，油束111与发动机缸内的新鲜空气进行混合，提高了燃烧效率。
[0067] 传统的放气阀打开时，进气阀是关闭的；进气阀打开时，放弃阀是关闭的。由于传统的进气阀打开时，便开始喷油，如果此时放气阀打开，混合油气燃烧在放气阀处的温度非常高，容易烧坏放气阀的零件。而本发明，是在喷油器1喷油前，放气阀21和进气阀13同时打开，此时进气道12中的油较少，扫气时较少的油进入发动机缸内，不会在放气阀21处产生较高的温度。而喷油时，放气阀21已经关闭，也不会在放气阀21处产生较高的温度。
[0068] 较佳地，喷油器11开始喷油到进气阀13开始关闭的时间差为
曲轴转角100°。曲轴转角100°表示喷油器11的喷油时间长度。由于发动机在不同的功率要求下，转速不同，根据不同的转速对应曲轴转角100°计算得到的喷油时间长度也不同。当发动机所需的功率大，需要的喷油时间长；当发动机所需的功率小，需要的喷油时间短。
[0069] 本发明具有以下优点：
[0070] 1、将常规的单缸一个喷油器的喷油量分配到单缸的两个喷油器上，降低单个喷油器的流量，降低喷油器喷射油雾颗粒的大小，减少进气道上残余燃油，减少扫气时被扫出的燃油量，达到在保护催化器温度极限的条件下实现扫气，同时提高发动机部分负荷燃烧稳定性，降低油耗和排放；
[0071] 2、喷油器经过进气道将油直接喷入到发动机缸内，降低了增压发动机缸内的燃烧温度，爆震倾向减小，现有压缩比有往上提的空间，从而实现增压发动机高压缩比，降低发动机油耗，并达到了缸内直喷增压发动机的喷油效果，相比于缸内直喷增压发动机对零件要求低，对发动机燃烧开发的要求也低，开发成本小；
[0072] 3、通过对发动机缸进行扫气，将发动机缸内的残余废气扫到放气侧，下一个循环发动机缸内就都是新鲜混合气了，提高扭矩输出；
[0073] 4、增压发动机的扫气功能结合电动执行器更大的输出力，实现发动机低速扭矩和加速响应的提升，达到接近缸内直喷发动机的性能要求；
[0074] 5、通过电动执行器，更精确地控制放气阀的开度和增压压力，降低部分负荷油耗和冷启动排放。
[0075] 以上所述的仅是本发明的原理和较佳的实施例。应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在本发明原理的
基础上，还可以做出若干其它变型，也应视为本发明的保护范围。
