[实用新型]4冲程汽油机缸内喷水装置

说明书

技术领域

本实用新型属于燃烧发动机的附件，涉及一种4冲程汽油机缸内喷水装置。

背景技术

现有技术中，汽油机工作时，一般是将空气、汽油混合气吸入气缸，或在吸气冲程，将汽油喷入缸内混合，压缩冲程结束前，用火花塞点燃混合气，混合气燃烧，缸内气体的温度升高，压强增加，推动活塞运动做功。由于汽油机的做功介质只包含汽油与空气燃烧产物，不再增加其它的膨胀介质，缸内温度高，容易生成氮氮化合物等有害物质；冷却系统负担大；爆震可能性增加，不利于实现更大的压缩比；尾气温度高，对靠近燃烧室的排气道材质耐高温和强度要求较高；大量热能通过排气和冷却系统散发，不仅未转化为动力，反而会消耗动力(须使用消耗功率更大的风扇和水泵)。

发明内容

本实用新型的目的旨在克服上述现有技术中的不足，提供一种4冲程汽油机缸内喷水装置，从而使汽油机有效节油和降低排放。

本实用新型系采用一套与现有技术中汽油机缸内直喷系统类似的水喷射装置，即通过电控单元(ECU或ECM)采集发动机转速、喷油量(利用电喷系统电控单元的现成数据)和排气温度(增加排气温度传感器)等参数，选择合适的时间、适当的喷射速率、合理的喷射量，将水喷入气缸，水在缸内高温环境下瞬时汽化，增大对活塞顶部的有效压力，达到节油和降低排放的目的。

本实用新型的内容是：一种4冲程汽油机缸内喷水装置，包括：电控单元(与现有技术中汽油机缸内直喷系统的电控单元结构组成和功能相似)，其特征是还包括：水箱(1)，由所述电控单元(5)控制的水泵(2)、水轨(3)(与现有技术汽油机中的油轨结构和功能相似)和喷水嘴(4)(与现有技术汽油机中的油嘴结构和功能相似)；所述水泵(2)的进水口与水箱(1)相连通、出水口通过水管与水轨(3)的进水口连通；所述喷水嘴(4)分别通过水管与水轨(3)的出水口、水箱(1)及水泵(2)相连通，喷水嘴(4)的喷水口伸入汽油机燃烧室内。

本实用新型的内容中：还可以包括一个与所述电控单元(5)电连接的排气温度传感器(6)；排气温度传感器(6)安装在排气道，将信号反馈给电控单元(5)(ECU或ECM)，由电控单元(5)根据排气温度控制喷水量。

本实用新型的内容中：所述水泵(2)还可以设置于水箱(1)内。

与现有技术相比，本实用新型具有下列特点和有益效果：

(1)采用本实用新型，喷水嘴安装在汽油机燃烧室内，在燃烧冲程的某阶段喷水入缸，温度控制在汽油燃点以上，不影响汽油继续燃烧；水瞬时汽化增大缸压，从而增加有效扭矩和功率输出；水汽化做功消耗掉大量热能，减轻冷却系统的负荷和功率损耗；缸内温度下降降低了爆震风险，使汽油机可使用更高的压缩比；从而达到节油的目的；此外，缸内燃烧温度下降，可抑制氮氧化合物生成，减少有害物的排放，利于环保，对连接缸盖的排气管材质要求也相应下降；

(2)由于缸内喷水不适用于所有工况，例如冷起动时、特别是在寒冷的北方冬季，喷水不利于汽油机和三元催化器预热，甚至影响汽油机顺利启动；通过采用排气温度传感器，利用电控单元根据排气温度控制喷水量(个别工况不喷水)以趋利避害，使本实用新型的实际运用更为可靠；

(3)本实用新型充分利用现有汽油机结构，利用汽油机余热做功，达到节油的目的；本实用新型装置可借用较成熟的现有技术、在现有汽油机缸内直喷系统的基础上改造，简便易行；利用电控单元(ECU或ECM)控制喷水量，冷起动及暖机过程中不喷水，避免了缸内喷水在个别工况对发动机性能造成负面影响；根据排气温度控制喷水量，算法简单易行；具备通过标定实现调整喷水时间、多次喷水达到排放最佳、油耗最省的潜力；

(4)结构简单，成本低，生产安装使用方便，实用性强。

附图说明

图1是本实用新型实施例原理结构示意图；

图2-4是本实用新型实施例中喷水嘴安装位置及工作状态结构示意图。

图中：1-水箱、2-水泵、3-水轨、4-喷水嘴、5-电控单元(ECU或ECM)、6-排气温度传感器、7-汽缸盖、8-燃烧室、9-汽缸、10-活塞、11-曲轴。

具体实施方式

下面结合附图通过实施例对本实用新型作进一步说明。

实施例1：参见各附图。