[发明专利]一种缸外冷水缸内热水混合双喷射的汽油机结构

说明书

技术领域

本发明属于内燃机技术领域，涉及一种缸外冷水缸内热水混合双喷射的汽油机结构。

背景技术

机动车技术的快速发展给人类社会带来了巨大便利，同时也带来了能源、环境污染等一系列负面影响。机动车的能源消耗问题受到广泛关注，油耗与排放标准也愈发严格。节能减排现已成为机动车行业发展的主要旋律。

为了进一步提高机动车工作效率，降低能源消耗，目前提出了内燃机增压与小型化技术。内燃机小型化技术可以增加内燃机常用工况的负荷，降低泵气损失，提高燃油经济性。而增压技术可以弥补由于内燃机小型化造成的动力性不足的缺点。但由于压缩比较高，压缩上止点温度很高，小排量增压汽油机的热效率受到爆震的限制，为了充分利用小排量增压汽油机的潜力，喷水技术应运而生。其特点在于利用缸内喷入的冷水吸收热量，从而降低温度，抑制爆震倾向，可以进一步提高诸如压缩比、点火提前角在内的汽油机参数，改善热效率。缸内喷水技术得到了学术界与工业界的广泛关注，如德国宝马汽车集团、德国博世集团、韩国现代汽车集团及日本丰田汽车集团在内的多家研究机构都开始对缸内喷水技术进行优化研究。但是，气缸排出的尾气大约带走了气缸三分之一的热量，目前缸内喷入冷水可以降低缸内压缩终了温度，避免爆震及早燃现象，但依然没有解决缸内尾气热量的大量损耗问题，气缸尾气排出浪费了很多能耗，限制了汽油机热效率的进一步提高。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种可有效提高汽油机热效率、升功率，抑制爆震的缸外冷水缸内热水混合双喷射的汽油机结构。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种缸外冷水缸内热水混合双喷射的汽油机结构，该结构包括汽油机机体、设置在汽油机机体上的进气歧管及排气歧管、喷油器、设置在汽油机机体内的火花塞、设置在汽油机机体内的缸内喷水器、与缸内喷水器相连通的高压水泵单元、设置在进气歧管中的缸外喷水器、与缸外喷水器相连通的低压水泵单元、设置在低压水泵单元与高压水泵单元之间的换热器、分别与喷油器、火花塞、缸内喷水器、高压水泵单元、缸外喷水器及低压水泵单元电连接的电子控制器。

所述的排气歧管穿过换热器，该换热器吸收排气歧管中的尾气热量，对进入高压水泵单元的水进行加热。

所述的低压水泵单元包括水箱、设置在水箱中的低压水泵、与低压水泵相连通的低压水轨、将低压水轨、与缸外喷水器相连通的第一低压水管。

所述的缸外喷水器的进水口通过第一低压水管与低压水轨连接，缸外喷水器的回水口通过第二低压水管与低压水泵连接。

所述的低压水泵将水压加至0.3-1MPa再输送至低压水轨。

所述的高压水泵单元包括与低压水泵相连通的高压水泵、与高压水泵相连通的高压水轨、将高压水轨与缸内喷水器相连通的第一高压水管。

所述的缸内喷水器的进水口通过第一高压水管与高压水轨连接，缸内喷水器的回水口通过第二高压水管与高压水泵连接。

所述的高压水泵将水加压至35MPa后再输送至高压水轨。

所述的换热器的一端与高压水泵连接，另一端与设置在水箱中的低压水泵连接。

所述的喷油器包括设置在汽油机机体内的缸内喷油器或设置在进气歧管上的缸外喷油器中的一种或两种；

所述的汽油机的曲轴上设有与电子控制器电连接的转速传感器；

所述的水箱内设有与电子控制器电连接的液位仪。

在工作状态下，所述的液位仪实时监测水箱中的液位，判断剩余水量，并即时反馈至电子控制器，当水箱中的液位低于预设值时，将进行报警，以提示需要补充水，避免出现储水不足的情况。

所述的高压水轨与低压水轨上均设有稳压阀，稳压阀能够对水压进行控制，使水压处于合适的范围内，保证工作稳定性。

所述的稳压阀上设有溢流管，该溢流管上设有溢流阀，所述的溢流管与水箱内部相连通。对稳压阀设定一个恒定的压力后，输出的水压便不会变化，若稳压阀内水压过高，溢流阀开启，多余的水便经溢流管流回至水箱中，既能够起到快速稳定水压的作用，同时还能避免水的浪费。

所述的电子控制器根据存储的标定MAP图(发动机在各种工况下的点火、喷油、喷水等控制曲线图，称为MAP图)控制缸内、缸外的喷水量，内部设有缸内喷水量-转速图、缸外喷水量-转速图、缸内喷水量-扭矩图、缸内外喷水量-转速图。具体的控制策略以及信号触发的原理与汽油机的喷油控制原理相似。