本发明专利技术公开了一种缸内直喷汽油机空气和废气辅助喷射方法及系统，该方法为：将空气、从发动机排气系统中引出的废气以及燃油，三者进行混合形成燃油混合气；将燃油混合气通过位于发动机气缸内的燃气喷嘴喷入发动机气缸内进行燃烧。该系统包括气缸、燃气喷嘴、燃油箱、排气管、油气混合装置、燃油泵、废气泵、空气泵和油气泵，燃油箱通过输油管道与油气混合装置连接，排气管通过废气管道与油气混合装置连接，空气泵通过空气管道与油气混合装置连接，油气混合装置通过油气管道与燃气喷嘴连接。本发明专利技术提高了喷射油雾质量，降低了发动机碳烟排放并优化了燃烧效果，改善了燃烧稳定性。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及发动机缸内直喷技术，具体涉及一种利用空气及气缸废气与燃油进行预先混合的辅助喷射方法及系统。
技术介绍
汽油缸内直喷技术是提高汽油机燃油经济性的重要手段。目前已经应用的汽油缸内直喷技术的燃烧方法主要分为两种，即分层稀薄燃烧和均质当量比燃烧。第一代缸内直喷汽油机采用分层稀薄燃烧方式，由于提高了比热容比以及降低了泵气损失，故大幅度提高燃油经济性。但是，三效催化剂不能解决稀燃模式下废气中的氮氧化物过高的问题，并且会造成比传统的进气道喷射更高的碳烟排放问题。鉴于以上问题，目前产业化的GDI汽油机大多采用均质当量比燃烧方式，但由于无法采用分层稀薄燃烧，部分负荷下仍存在较大的泵气损失使得节油效果减弱，并且即使采用当量比燃烧模式，在冷启动工况以及为抑制大负荷爆震所采取的二次喷射策略也会由于分层燃烧而带来碳烟排放问题。 为解决上述问题，现有一些企业开始探索采用空气辅助喷射的方法，即将燃油提前与新鲜空气混合后喷入缸内，可有效促进燃油的雾化蒸发，但喷雾质量仍有待提高，且还存在喷油难以定量、空燃比不易控制的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种缸内直喷汽油机空气和废气辅助喷射方法及系统，以提高发动机喷射油雾质量，改善发动机燃烧稳定性。 本专利技术所述的缸内直喷汽油机空气和废气辅助喷射方法，包括如下步骤： 将空气、从发动机排气系统中引出的废气以及燃油相混合形成燃油混合气； 将燃油混合气通过位于发动机气缸内的燃气喷嘴喷入发动机气缸内进行燃烧。 进一步的，所述混合后形成的燃油混合气在进气冲程中喷入发动机气缸内，或者在压缩冲程中喷入发动机气缸内，或者分别在进气冲程和压缩冲程中喷入发动机气缸内。 发动机在运行过程中，燃油以理论空燃比进行燃烧。 所述废气和空气在与燃油进行混合时，废气和空气形成旋转的涡流与燃油进行混合。 进一步的，燃油先与所述废气进行混合，再引入空气进行混合。 缸内直喷汽油机空气和废气辅助喷射系统，包括气缸、燃气喷嘴、燃油箱、排气管、油气混合装置、燃油泵、废气泵、空气泵和油气泵，燃油箱通过输油管道与油气混合装置连接，燃油泵安装在输油管道上，排气管通过废气管道与油气混合装置连接，废气泵安装在废气管道上，空气泵通过空气管道与油气混合装置连接，油气混合装置通过油气管道与燃气喷嘴连接，油气泵安装在油气管道上。 进一步的，在输油管道上安装有油量控制阀，在废气管道上安装有废气气量控制阀，在空气管道上安装有空气气量控制阀。 所述油气混合装置具有圆柱体形腔室，废气和空气沿圆柱形腔室表面切线方向进入，在其内形成快速旋转的涡流。 本专利技术的有益效果如下： 1、本专利技术通过将废气和空气与燃油进行喷射前的预混合，一方面由于废气的温度较高，使得与其混合的燃油快速蒸发并与废气均匀混合，因此与现有的燃油直接喷射或空气辅助喷射相比，本专利技术具有更好的喷雾质量，其油气混合效果、气化效果得到显著提高，因此能够有效降低发动机碳烟排放并改善燃烧效果；另一方面，通过与新鲜空气的混合，从而改善了燃油混合气的燃烧稳定性，减小了失火率、降低循环波动。 2、在发动机中小负荷下，引入的高温废气不仅具有体积稀释的效果，还具有温度稀释的效果，能够稀释气缸充量从而降低泵气损失；在发动机大负荷下，引入的废气可以降低燃烧速度，达到抑制爆震的效果。 3、通过调整燃油、空气和废气三者的比例，能够进一步优化喷雾质量和燃烧特性，对于增强喷射系统精度、提高发动机工作效率有显著意义。 附图说明 图1是本专利技术所述缸内直喷汽油机空气和废气辅助喷射系统的结构示意图。 具体实施方式 下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步的详细阐述： 缸内直喷汽油机空气和废气辅助喷射方法，包括如下步骤： 从发动机排气系统中引出部分废气与燃油进行混合，废气在与燃油进行混合时，废气形成旋转的涡流与燃油进行混合； 再引入新鲜的空气与废气和燃油的混合气进行混合形成燃油混合气，在混合时，空气形成旋转的涡流与废气和燃油的混合气进行充分混合； 将燃油混合气通过位于发动机气缸内的燃气喷嘴在进气冲程中喷入发动机气缸内内进行燃烧，以形成均质当量比混合气形式，或者在压缩冲程中喷入发动机气缸内内进行燃烧，形成在火花塞附近较浓的分层混合气形式，或者分别在进气冲程和压缩冲程中喷入发动机气缸内内进行燃烧，以形成火花塞附近较浓，周围较稀，浓稀区域都混合均匀的分层混合气形式； 发动机在运行过程中，燃油以理论空燃比进行燃烧，理论空燃比即1公斤燃油完全燃烧需要消耗14.7公斤的空气。 如图1所示的缸内直喷汽油机空气和废气辅助喷射系统，包括气缸、燃气喷嘴1、燃油箱2、排气管3、油气混合装置4、燃油泵8、废气泵6、空气泵10和油气泵5，该气缸直径为80mm，压缩比为10，燃油箱2通过输油管道12与油气混合装置4连接，燃油泵8安装在输油管道12上，在输油管道12上还安装有油量控制阀9，其位于油气混合装置4与燃油泵8之间，排气管3通过废气管道13与油气混合装置4连接，废气泵6安装在废气管道13上，在废气管道13上还安装有废气气量控制阀7，其位于油气混合装置4与废气泵6之间，空气泵10通过空气管道14与油气混合装置4连接，在空气管道14上安装有空气气量控制阀11，其位于空气泵10与油气混合装置4之间，油气混合装置4通过油气管道15与燃气喷嘴1连接，油气泵5安装在油气管道15上，所述油气混合装置4具有圆柱体形腔室，废气和空气沿圆柱形腔室表面切线方向进入，在其内形成快速旋转的涡流。本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种缸内直喷汽油机空气和废气辅助喷射方法，其特征在于：包括如下步骤：将空气、从发动机排气系统中引出的废气以及燃油相混合形成燃油混合气；将燃油混合气通过位于发动机气缸内的燃气喷嘴喷入发动机气缸内进行燃烧。
【技术特征摘要】
1.一种缸内直喷汽油机空气和废气辅助喷射方法，其特征在于：包括如下步骤：
将空气、从发动机排气系统中引出的废气以及燃油相混合形成燃油混合气；
将燃油混合气通过位于发动机气缸内的燃气喷嘴喷入发动机气缸内进行燃烧。
2.根据权利要求1所述的缸内直喷汽油机空气和废气辅助喷射方法，其特征在于：所述混合后形成的燃油混合气在进气冲程中喷入发动机气缸内，或者在压缩冲程中喷入发动机气缸内，或者分别在进气冲程和压缩冲程中喷入发动机气缸内。
3.根据权利要求1所述的缸内直喷汽油机空气和废气辅助喷射方法，其特征在于：发动机在运行过程中，燃油以理论空燃比进行燃烧。
4.根据权利要求1所述的缸内直喷汽油机空气和废气辅助喷射方法，其特征在于：所述废气和空气在与燃油进行混合时，废气和空气形成旋转的涡流与燃油进行混合。
5.根据权利要求1至4中任一所述的缸内直喷汽油机空气和废气辅助喷射方法，其特征在于：燃油先与所述废气进行混合，再引入空气进行混合...
【专利技术属性】
技术研发人员：白云龙，马为，张小燕，胡铁刚，刘斌，张青，
申请(专利权)人：重庆长安汽车股份有限公司，
类型：发明
国别省市：重庆;85
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