[发明专利]一种中小型煤油三角转子发动机双喷油系统

权利要求书

1.一种中小型煤油三角转子发动机双喷油系统，包括三角转子发动机、供油系统，火花塞和电控ECU；其特征在于：在转子发动机缸体侧壁上开设两个喷油器安装孔，分别用于安装第一喷油器和第二喷油器；所述第一喷油器位于进气道附近；第二喷油器靠近火花塞；通过第二喷油器喷出的煤油用于引燃；还包括缸内温度传感器、缸内压力传感器、霍尔传感器、磁铁、油箱、燃油滤清器、油泵和燃油压力调节器；

所述第一喷油器安装孔中轴线与所述进气道截面中心与偏心轴中心连线之间的角度为α，α是三角形转子依次扫过进气道中轴线与第一喷油器中轴线，转子转过的角度，其中同一时间，转子转过的角度与偏心轴转角的比值为1:3；

所述第一喷油器安装孔中轴线与所述进气道截面中心与偏心轴中心连线之间的角度α为30°；

所述第二喷油器与所述火花塞相邻布置，所述第二喷油器安装孔中轴线与缸体短轴轴线之间的夹角为γ，具体角度γ需根据火花塞与喷油器的几何尺寸确定，需保证一方面能够将煤油直接喷入燃烧室，减少混合气形成对进气涡流的依赖，以增加点火时刻火花塞附近的燃油量，提高燃烧效率，应尽可能使第二喷油器靠近火花塞，但需要预留出火花塞与第二喷油器安装的相对位置和相对角度。

2.如权利要求1所述的一种中小型煤油三角转子发动机双喷油系统，其特征在于：所述第一喷油器的喷射方向沿着转子的转动方向，利用转子的运动动能促进混合气的形成，以得到较好的流场分布。

3.如权利要求1所述的一种中小型煤油三角转子发动机双喷油系统，其特征在于：所述第一喷油器的喷射方向与气缸之间的夹角应＞30°，以减少煤油在气缸壁面上的附着，减少“湿壁”现象。

4.如权利要求1所述的一种中小型煤油三角转子发动机双喷油系统，其特征在于：所述第二喷油器的喷射方向与指向火花塞一侧水平线之间的夹角应在30～90°之间，在保证燃油在点火时刻直接喷入火花塞附近的同时，使燃油尽可能分布在燃烧室的前中部，有利于燃烧。

5.如权利要求1所述的一种中小型煤油三角转子发动机双喷油系统，其特征在于：所述第一喷油器采用低压喷射的方式喷射燃烧过程所需要的大部分煤油(97～99％)；所述第二喷油器采用高压喷射的方式仅喷射少量燃油(1～3％)，主要起到引燃的作用；

所述第一喷油器和第二喷油器均安装在气缸厚度的中心位置，即距离三角转子发动机的前后端盖具有相同的距离；

所述第一喷油器在相应的压缩冲程前期开始喷射，一方面有足够时间增进煤油与新鲜空气之间的混合，形成均匀的混合气；另一方面此时缸内的温度和压力刚开始增加，略高于大气压，能够降低对喷油器的要求，所需喷射压力较低，仅为0.3～0.4MPa；

所述第二喷油器在相应的燃烧冲程进行喷射，以增强涡流强度，保证火花塞附近有合理的燃油浓度，引发燃料燃烧，提高燃烧效率。

6.如权利要求1所述的一种中小型煤油三角转子发动机双喷油系统，其特征在于：所述系统的工作方法为：带有燃烧室凹坑的三角形转子在发动机气缸中做复杂的行星运动，三个顶角扫过的路径即为发动机气缸型线；气缸是中小型煤油三角转子发动机中不参与复杂旋转运动的固定件，其与三角形转子在径向将发动机气缸内部空间分割成三个独立的工作室；每个工作室分别单独完成进气、压缩、膨胀做功、排气四个冲程；随着三角形转子的转动，工作室的容积不断变化，当工作室容积达到最小时，则称该工作室达到了压缩上止点，称该工作室为燃烧室；第一喷油器、第二喷油器和火花塞均安装在气缸壁上；第一喷油器安装在进气道附近，具体位置应根据缸内温度传感器、压力传感器测得的温度、压力，并结合外设油泵条件要求以及煤油在不同温度下的蒸发性综合确定；第二喷油器安装在缸体长轴轴线与火花塞之间，且更靠近火花塞一侧；所述火花塞分布在第一燃烧室内，安装在气缸厚度的中心位置；第二喷油器位置尽可能靠近火花塞，有利于将煤油直接喷入燃烧室，减少混合气形成对进气涡流的依赖，以增加点火时刻火花塞附近的燃油量，提高燃烧效率；但是第二喷油器与火花塞之间的距离也不能无限缩小，在保证点火时刻火花塞附近的燃油量时，应预留出火花塞与第二喷油器安装的相对位置和相对角度；

第一喷油器的喷射方向为顺气流方向，即沿着转子的转动方向进行喷射，可以利用转子的运动动能促进混合气的形成，以得到较好的流场分布，加快火焰传播速度；喷射方向与缸壁之间应有一定夹角，避免燃油直接喷射到气缸壁面上，以减少煤油在缸壁上的附着，减少“湿壁”现象；第二喷油器的喷射方向应偏向火花塞，既应与气缸壁面保持一定角度，减少气缸壁面的燃油附着，也应避免将燃油垂直喷入燃烧室，保证喷射方向顺应转子运动方向，使煤油分布在燃烧室的前中部；这样既能利用转子的转动动能，在保证燃油喷入火花塞附近的同时减少燃油在气缸壁面上的附着，又能缩短火焰传播距离，避免爆震倾向；

随着偏心轴的转动，安装在偏心轴输出端平衡重上的磁铁就会扫过霍尔传感器，从而产生一个脉冲信号；当磁铁扫过霍尔传感器时，缸体上止点与输出轴上止点之间的夹角β是一定的，电控ECU可根据脉冲信号出现的时刻确定三角转子的位置，从而控制喷油时刻和点火时刻；喷油时，电控ECU驱动电动油泵将燃油泵出，经过油管进入燃油压力调节器，使油管中产生一定压力的燃油，供给到喷油器进行喷油，多余的燃油通过压力调节器回流到油箱；电控ECU分别控制两个喷油器的喷油量和喷射时间，能够实现分点和分时喷射；第一喷油器负责喷射燃烧过程所需要的大部分燃油，第二喷油器仅喷射少量燃油，主要起到引燃的作用；第一喷油器在压缩冲程前期进行喷射，此时缸内的温度和压力刚开始增加，温度、压力略高于环境条件；温度升高有利于雾化，低压力可实施性强，可采用低压喷射的方式，降低了对喷油器的要求，降低喷射压力；且此时将大部分煤油喷入燃烧室，使煤油与新鲜空气之间有充足的时间进行混合，形成均匀的混合气；由于三角转子发动机的压缩比较低，大部分煤油在压缩冲程前期喷入燃烧室，导致上止点附近的压力和温度偏低，及其不利于附壁燃料的快速蒸发和扩散，为此使第二喷油器在燃烧过程进行喷射，将燃油直接喷入燃烧室，仅提供少量燃油，用于引燃；以增强涡流强度，保证点火时刻火花塞附近有合理的燃油浓度，引发燃料燃烧，实现可靠点火，有利于发动机的稳定工作。