[发明专利]缸内直喷汽油机

说明书

技术领域

本发明涉及一种汽油发动机，特别是涉及一种缸内直喷汽油机。

背景技术

缸内直喷汽油机(DISI)是一种新的汽油机燃烧系统。与常规的电喷汽油机不同，缸内直喷汽油机的喷油嘴将汽油直接喷入汽缸内，与缸内空气相混合。由于这种油气混合方式带来的种种好处，缸内直喷汽油机正在得到越来越广泛的应用。在国外汽车公司开始大量采用缸内直喷汽油机的情况下，国内汽车公司也先后开始对缸内直喷汽油机的开发。

缸内直喷汽油机的喷油嘴是安装在发动机缸盖燃烧室壁面上。喷油嘴的前端直接和缸内高温燃气相接触。这使得喷油嘴会发生结焦堵塞现象，直接影响了发动机的正常运行。对国内含锰量高的汽油，喷油嘴结焦堵塞现象更为严重。德国BOSCH公司曾在国内进行实验研究国内汽油对喷油嘴结焦堵塞的问题，发现需要定期在汽油中加添加剂来清理喷油嘴上的集碳。

由于温度对喷油嘴结焦堵塞的影响很大，为减少结焦堵塞现象，在缸内直喷汽油机燃烧系统设计时常把喷油嘴置于较冷的进气侧，位于双进气道之间的下方。即便如此，喷油嘴结焦堵塞仍是个问题。近年来人们认识到把喷油嘴置于缸盖的汽缸中央对缸内直喷的工作更为有利。由于在汽缸中心的缸盖底面温度更高，喷油嘴结焦堵塞问题更需要关注。

当汽油喷油嘴的工作温度增高后，会出现两个问题。一是汽油在高温下会发生物理化学变化，有沉积物出现，在喷油嘴内汽油的流道壁面上结焦。由于发动机以循环方式工作，喷油是断续的，在喷油嘴内流道中的汽油流动也时断时续。当喷油嘴温度过高时，喷油嘴内暂时没有流动的汽油会被加热，发生物理化学变化，产生沉积物，在流道壁面沉积结焦，逐渐堵塞流道。

另一个现象是汽油喷射后由于种种原因可能有少量液态汽油分布在喷嘴前端外表面上。这些汽油蒸发后在紧贴喷嘴前端表面处形成浓混合气层。在发动机燃烧过程中，这层浓混合气产生碳烟。部分碳烟会粘在壁面上，形成积碳。积碳层逐渐增厚，最后导致喷孔被堵。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种喷油嘴不易发生堵塞的缸内直喷汽油机。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种缸内直喷汽油机，包括汽缸和前端插入汽缸内的喷油嘴，喷油嘴前端有一个或多个喷孔，所述喷油嘴和高温燃气接触的前端设有一层绝热层。

本发明在喷油嘴前端和高温燃气接触的外表面增加了绝热层，这样燃烧室内气体向喷油嘴的传热减少，使喷油嘴内部流道壁面的温度降低，避免了汽油在高温下发生物理化学变化而造成的结焦堵塞。与此同时，喷油嘴前端外表面上的绝热层使外表面温度增高，有利于表面积碳的氧化，进一步减少堵塞的可能性。

优选地，所述汽缸的缸盖上设有安装孔，所述喷油嘴位于该安装孔内，喷油嘴与安装孔之间设有密封圈。

作为上述技术方案的改进，在密封圈前方的一段喷油嘴柱面上也设有一层绝热层，可以进一步减少缸内高温燃气向喷油嘴的传热。

优选地，所述绝热层是由陶瓷、或热阻大的合金、或任何其它耐热绝热材料所构成。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。

图1是本发明缸内直喷汽油机的喷油嘴部位的一种结构示意图。

图2是本发明缸内直喷汽油机的喷油嘴部位的另一种结构示意图。

具体实施方式

如图1所示，汽缸的缸盖1上设有安装孔4，喷油嘴3安装在安装孔4内，喷油嘴3与安装孔4的孔壁之间设有密封圈2。喷油嘴3的前端设有一个或多个喷孔5，并插入汽缸内。喷油嘴3的前端和高温燃气接触的表面上设有一层绝热层6，该绝热层6可由陶瓷或热阻大的合金等耐热绝热材料构成，根据绝热层6材料的不同，增加绝热层的方法也不一样，如可以用电镀、喷镀、焊接、涂层并进行烧结、表面氧化层(例如对铝材料的表面)等不同的方法。

图2所示的是一种更加优化的实施方式，它不但在喷油嘴3的前端面上设有绝热层6，而且在密封圈2前方的一段喷油嘴柱面7上也设有一层绝热层，这样可以进一步减少缸内高温燃气向喷油嘴的传热。

本发明从造成喷油嘴堵塞的原因出发，在喷油嘴前端外表面增加了绝热层，从而减少了燃烧室内气体向喷油嘴的传热，使喷油嘴内部流道壁面的温度降低，避免了汽油在高温下发生物理化学变化而造成的结焦堵塞；同时也可以提高喷油嘴前端外表面的温度，利于表面积碳的氧化，因此喷油嘴不易发生堵塞。