CN104819058A - 节能型多缸发动机及其喷油方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了节能型多缸发动机及其喷油方法，该发动机至少有一缸在中速至高速时的喷油量减少，同时减小该缸的喷油提前角。本发明使得发动机至少有一缸在怠速时供油和供油提前角与在中速和高速时供油和供油时间不一样，通过更加科学、有效、合理的供油方法，降低了噪音，减少燃油浪费，减少了排放。

Description

节能型多缸发动机及其喷油方法

技术领域

本发明涉及发动机的技术领域，特别涉及节能型多缸发动机及其喷油方法。

背景技术

发动机是由汽缸注入的油量供给多或少，来决定转速高低，供油越多可达到的最高转速也就越高。当汽缸内注入油量固定在一个定量时，发动机转速同样固定在一个转速范围内，在重负荷时，发动机转速就在它的转速范围的低点，当重负荷慢慢变为轻负荷时，发动机转速就能达到该转速范围的高点。然而高速时燃油的***的时间短，往往燃油没有燃烧完全，浪费燃油。

喷油泵是汽车发动机上的一个重要组成部分。喷油泵总成通常是由喷油泵和调速器等部件安装在一起组成的一个整体。其中调速器是保障发动机的低速运转和对最高转速的限制，确保喷射量与转速之间保持一定关系的部件。喷油泵则是发动机最重要的部件，被视为发动机的“心脏”部件。

而喷油泵的关键零件是柱塞。柱塞与柱塞套是加工十分精密的耦合件。柱塞身上有一道倾斜槽，其上端面开有和该倾斜槽相通的小孔，柱塞套上具有燃油吸入口，一般燃油吸入口具有两个，这个燃油吸入口充满着燃油，柱塞通过该倾斜槽和其上端面与燃油吸入口的配合来控制进油量。喷油泵的吸油和压油，由柱塞在柱塞套内的往复运动来完成。

当柱塞位于下部位置时，柱塞套上的两个燃油吸入口被打开，柱塞套内腔与泵体内的油道相通，燃油迅速注满油室。当凸轮顶到柱塞下端的滚轮体的滚轮上时，柱塞便升起。从柱塞开始间向上运动到油孔被柱塞上端面挡住前为止。在这一段时间内，由于柱塞的运动，燃油从油室被挤出，流向油道并进入柱塞套内腔，此过程为进油过程。

当柱塞将油孔挡住时，便开始压油过程，柱塞上行，油室内油压急剧升高。当压力超过出油阀的弹簧弹力和上部油管内的油压之和时，就顶开出油阀，燃油压入油管送至喷油器。其中柱塞套上的进油孔被柱塞上端面完全挡住的时刻称为理论供油始点。柱塞继续向上运动时，供油也一直继续着，压油过程持续到柱塞上的螺旋倾斜槽与柱塞套燃油吸入孔相遇时为止，当油孔一被打开，高压油从油室经柱塞上端面的小孔经倾斜槽回流向燃油吸入孔并流回泵体内的油道。此时柱塞套油室的油压迅速降低，出油阀在弹簧和高压油管中油压的作用下落回阀座，喷油器立即停止喷油。这时虽然柱塞仍继续上行，但供油已终止。柱塞套上回油孔被柱塞斜边打开的时刻称为理论供油终点。从上述的吸油和压油过程可见，在柱塞向上运动的整个过程中，只是中间一段行程才是压油过程，这一行程称为柱塞的有效行程，并且该有效行程取决于柱塞上端面至其正下方位置倾斜槽的距离，理论供油始点则取决于柱塞上端面的位置。

现有技术中，如图1所示，发动机每个喷油泵柱塞的上端面10为水平面，或如图2所示，上端面10由怠速区至高速区B是向上倾斜的，怠速和中高速区倾角一致。而本发明人在长期从事车辆维修、保养的工作中发现，发动机转速越高时燃油燃烧越不充分，特别是，发动机在中速运转和高速运转时供油量往往会出现供大于需的情形，高速运转时供需差异会更加严重，多余的供油造成浪费，长此以往，浪费日积月累，十分严重。并且在中高速时，现有的发动机各缸供油量和供油时间保持一致，并且一味的最求较大的喷油提前角，其实并不完全合理，除造成较大噪音外，也会增加油耗。

鉴于此，本发明人为此研制出节能型多缸发动机及其喷油方法，有效的解决了上述问题，本案由此产生。

发明内容

本发明提供的节能型节能型多缸发动机及其喷油方法，随着发动机转速的提高，至少有一缸在中速至高速这一段，同时减少进油量和延后供油时间，使发动机的供油更加合理，减少燃油的浪费，实现节能减排。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：

节能型多缸发动机的喷油方法，至少有一缸在中速至高速时的喷油量减少，同时减小该缸的喷油提前角。

进一步，至少有一缸相比于其他缸在中速至高速时的喷油量减少，同时减小该缸的喷油提前角，喷油量减少和喷油提前角减小的缸为改进缸，其他缸为基础缸。

所述改进缸在中速至高速时的喷油量在基础缸的基础上减少5%-15%，在中速至高速时的喷油提前角在基础缸的基础上减小5%-15%。

所述改进缸和基础缸喷油结束时间相同。

所述多缸发动机具有2个以上的改进缸，各改进缸喷油量减少和喷油提前角减小的值各不相同。

所述多缸发动机交替布置有基础缸和改进缸。

节能型多缸发动机，至少有一缸的喷油泵柱塞的上端面在中速区至高速区的倾角低于怠速区的倾角。

进一步，其各喷油泵柱塞包括基础柱塞和至少一个改进柱塞，改进柱塞的上端面在中速区至高速区与柱塞横断面所呈的角度在基础柱塞的基础上沿倾斜槽倾斜的方向降低。

所述改进柱塞的上端面在中速区至高速区降低的角度在1-20度范围内变化。

所述多缸发动机具有两个以上改进柱塞，每个改进柱塞上端面中速区至高速区的角度降低值各不相同。

所述多缸发动机根据缸数交替布置有基础柱塞和改进柱塞。

采用上述方案后，本发明的发动机至少有一缸在怠速时供油一样，在中速和高速时供油和供油时间不一样。经过试验后发现，如果光减少供油量而不同时减小供油提前角，那么供油结束时间将提前，***产生的最大压力也将被提前过多，虽然仍能节油，但节油效果没有同时减小供油提前角的好，并且由于减小了供油提前角因此噪音也更低。本发明通过更加科学、有效、合理的供油方法，降低了噪音，减少燃油浪费，减少排放，可节约燃油约25%-35%。

附图说明

图1是现有技术柱塞上端面水平时的结构示意图；

图2是现有技术柱塞上端面向右上角方向倾斜的结构示意图；

图3是本实施例方法的原理图；

图4是本实施例改进柱塞的结构示意图一；

图5是本实施例改进柱塞的结构示意图二。

标号说明

上端面10；

上端面1，倾斜槽2。

具体实施方式

为了进一步解释本发明的技术方案，下面通过具体实施例来对本发明进行详细阐述。

本发明揭示的节能型多缸发动机的喷油方法，至少有一缸在中速至高速时的喷油量减少，同时减小该缸的喷油提前角，因此使得发动机至少有一缸在怠速时供油和供油提前角与在中速和高速时供油和供油时间不一样，通过更加科学、有效、合理的供油方法，降低了噪音，减少燃油浪费，减少了排放。。

本发明之所以同时减少供油量和减小供油提前角，因为经过试验后发现，如果光减少供油量而不同时减小供油提前角，那么供油结束时间将提前，***产生的最大压力也将被提前过多，虽然仍能节油，但节油效果没有本发明的好，本发明节油可达25%-35%，整体略高于只减少供油提前角的节油量。并且由于减小了供油提前角因此噪音也更低。

作为优化，该多缸发动机至少有一缸相比于其他缸在中速至高速时的喷油量减少，并且同时减小该缸的喷油提前角，即同一发动机在中速和高速时存在两种不同的喷油方式。喷油量减少和喷油提前角减小的缸为改进缸，其他缸为基础缸，基础缸用于区别改进缸，并作为改进缸的基础。如图3所示，β角为基础缸的喷油提前角，θ角为改进缸的喷油提前角。

本实施例各缸在怠速时供油一样，改进缸则在中速和高速时供油和供油时间与基础岗不一样，改进缸相对于基础岗不仅供油量减少，而且供油提前角也同时减小。

其中改进缸在中速至高速时的喷油量在基础缸的基础上减少5%-15%，在中速至高速时的喷油提前角在基础缸的基础上减小5%-15%，具体的值需根据不同型号的发动机而定。

为了保证喷油结束时间能够一致，不改变***压力最大点的位置，改进缸和基础缸喷油结束时间相同。

为了使节油效果更好，喷油方式更加合理，多缸发动机布置有两个以上的改进缸，并且每个改进缸喷油量减少和喷油提前角减小的值各不相同。或者，多缸发动机根据缸数交替布置有基础缸和改进缸。

如图4-5所示，是本发明揭示的节能型多缸发动机的喷油泵柱塞，至少有一缸的喷油泵柱塞的上端面在中速区至高速区的倾角低于怠速区的倾角，即使得至少有一缸在中速至高速时的喷油量减少，同时减小该缸的喷油提前角。

作为优化，其各喷油泵柱塞包括基础柱塞和至少一个改进柱塞。改进柱塞的上端面1在中速区至高速区（图中A至B的区域）与柱塞横断面所呈的角度，在基础柱塞的基础上（图中虚线位置）沿倾斜槽2倾斜的方向（图中CD线向右下角倾斜的方向）降低α角度，即同一发动机在中速和高速时存在两种不同的喷油方式。同样基础柱塞用于区别改进柱塞，并作为改进柱塞的基础，基础柱塞可以为中速区至高速区的倾角不变或降低的柱塞。

从图中可看出AB到CD之间各点的垂直距离相对于原来的距离（原来为虚线至CD线各点的垂直距离）有所降低，因此进油行程相对于原来也随之缩短，自然供油量相对于原来也降低了，因此避免了过多的燃油进入发动机燃烧室。

并且由于AB线相对于原来下降，因此进油的开始时间被延后，即喷油提前角减小，但供油结束的时间没有改变（CD线不变），因此燃油***时最大压力的位置变化并不大，发动机仍然具有强劲的动力，并且由于喷油提前角减小，因此产生的噪音也更小。

其中柱塞上端面1降低的具体角度值α根据不同的发动机而定，一般在1-20度范围内变化即可达到要求。

为了使节油效果更好，喷油方式更加合理，多缸发动机上的喷油泵布置有2个以上的改进柱塞，并且每个改进柱塞上端面中速区至高速区的角度降低值α各不相同。或者多缸发动机交替布置有基础柱塞和改进柱塞。

采用本实施例的多缸发动机可节油25%-35%。

本发明采用柳特神力牌大货车进行了实验。柳特神力牌大货车装载有CA6DF无锡柴油发动机，载重总质量20吨，新车百公里油耗24L，8年旧车百公里油耗25L。先对其发动机进行本发明的改进，将其发动机交替布置有基础缸和改进缸，改进缸的喷油量比基础缸减少10%，喷油提前角减小10%。经试验后，在与改进前相同工况下，新车百公里油耗为17L，节油29%，8年旧车的百公里油耗为18L，节油28%。

以上仅为本发明的较佳实施例，并非对本发明的保护范围的限定。凡依本案的设计思路所做的等同变化，均落入本案的保护范围。

Claims (11)

1.节能型多缸发动机的喷油方法，其特征在于：至少有一缸在中速至高速时的喷油量减少，同时减小该缸的喷油提前角。

2.如权利要求1所述的节能型多缸发动机的喷油方法，其特征在于：至少有一缸相比于其他缸在中速至高速时的喷油量减少，同时减小该缸的喷油提前角，喷油量减少和喷油提前角减小的缸为改进缸，其他缸为基础缸。

3.如权利要求2所述的节能型多缸发动机的喷油方法，其特征在于：所述改进缸在中速至高速时的喷油量在基础缸的基础上减少5%-15%，在中速至高速时的喷油提前角在基础缸的基础上减小5%-15%。

4.如权利要求2所述的节能型多缸发动机的喷油方法，其特征在于：所述改进缸和基础缸喷油结束时间相同。

5.如权利要求2所述的节能型多缸发动机的喷油方法，其特征在于：所述多缸发动机具有2个以上的改进缸，各改进缸喷油量减少和喷油提前角减小的值各不相同。

6.如权利要求2所述的节能型多缸发动机的喷油方法，其特征在于：所述多缸发动机交替布置有基础缸和改进缸。

7.节能型多缸发动机，其特征在于：至少有一缸的喷油泵柱塞的上端面在中速区至高速区的倾角低于怠速区的倾角。

8.如权利要求7所述的节能型多缸发动机，其特征在于：其各喷油泵柱塞包括基础柱塞和至少一个改进柱塞，改进柱塞的上端面在中速区至高速区与柱塞横断面所呈的角度在基础柱塞的基础上沿倾斜槽倾斜的方向降低。

9.如权利要求8所述的节能型多缸发动机，其特征在于：所述改进柱塞的上端面在中速区至高速区降低的角度在1-20度范围内变化。

10.如权利要求8所述的节能型多缸发动机，其特征在于：所述多缸发动机具有两个以上改进柱塞，每个改进柱塞上端面中速区至高速区的角度降低值各不相同。

11.如权利要求8所述的节能型多缸发动机，其特征在于：所述多缸发动机根据缸数交替布置有基础柱塞和改进柱塞。