用于发动机的燃料喷射系统技术方案

本实用新型专利技术提供了一种用于发动机的燃料喷射系统。燃料喷射系统包括安装在发动机的汽缸盖上的预燃室组件。预燃室组件包括位于发动机的燃烧室上游且配置成接收空气‑燃料混合物的预燃室。进一步，预燃室组件包括可控地将燃料供应到预燃室内的燃料喷射器，所供应的燃料在此处与空气‑燃料混合物混合，形成预定义化学计量比的空气和燃料的均匀混合物。预燃室组件还包括布置在预燃室的下游区域的火花塞，该下游区域靠近发动机的燃烧室。燃料喷射系统还包括可操作地联接到燃料喷射器的控制器，其中该控制器配置成控制预燃室内的空气‑燃料的预定义化学计量比。本实用新型专利技术的技术方案能够使预燃室内存在的所有燃料均进行充分有效的燃烧，降低排污量。

【技术实现步骤摘要】
用于发动机的燃料喷射系统
本技术涉及一种发动机，更具体地涉及一种用于发动机的燃料喷射系统。
技术介绍
为了提高燃料的利用率，在发动机的汽缸盖内设置了辅助室，通常也被称为预燃烧室或预燃室。预燃室联接到汽缸盖上，使得预燃室与发动机的燃烧室流体连通。因此，在间接喷射的情况下，燃料喷射器将燃料喷入预燃室内，燃料在此处与空气混合，形成空气-燃料混合物。进一步，预燃室内还布置有点火启动装置（比如火花塞或预热塞），以点燃预燃室内的空气-燃料混合物的燃烧。这样，燃烧在预燃室内点燃，随后进行至燃烧室。因此，预燃室的容积增大了燃烧室的容积，从而为空气-燃料混合物的燃烧提供了较大的容积。然而，为了最大程度地减少发动机排气中的颗粒物数量，应该确保空气-燃料混合物中存在的所有燃料均得到充分燃烧。因此，可能需要对供应到预燃室内的燃料量进行监测和控制。欧洲专利申请2362077A2（'077号申请）描述了一种火花点火式内燃机，在下文中被称作发动机。该发动机具有两根燃料管，其分别将预燃室与富空气-燃料混合物或纯净燃料来源连接起来以及将预燃室与贫燃料-空气混合物来源连接起来。燃料管通过混合装置与预燃室相连，该混合装置用于将贫富空气-燃料混合物和/或纯净燃料进行混合。然而，'077号申请并未公开对预燃室内的空气-燃料的化学计量比进行控制。
技术实现思路
根据本技术的一个方面，提供了一种用于发动机的燃料喷射系统。燃料喷射系统包括安装在发动机的汽缸盖上的预燃室组件。预燃室组件包括位于发动机的燃烧室上游且配置成接收空气-燃料混合物的预燃室。进一步，预燃室组件包括燃料喷射器，燃料喷射器可控地将燃料供应到预燃室内，所供应的燃料在此处与空气-燃料混合物混合，从而形成预定义化学计量比的空气和燃料的均匀混合物。预燃室组件还包括布置在预燃室的下游区域的火花塞，该下游区域靠近发动机的燃烧室。燃料喷射系统还包括可操作地联接到燃料喷射器的控制器，其中该控制器配置成控制预燃室内的空气-燃料的预定义化学计量比。在所述预燃室的底部设置有用于接收所述空气-燃料混合物的多个孔口。本技术的技术方案能够使预燃室内存在的所有燃料均进行充分有效的燃烧，从而在预燃室内不会留下燃料未燃烧的现象。并且排放的污染物，如氮氧化物（NOx））的量最小化。通过以下的说明和附图，本技术的其它特征和方面将会清晰可见。附图说明图1示出了根据本技术的一个实施例的配备有燃料喷射系统的发动机的汽缸盖的截面图；以及图2示出了根据本技术的一个实施例的燃料喷射系统的预燃室组件的放大图。具体实施方式现在将详细参考具体实施例或特征，其实施例示于附图中。在可能的情况下，在这些附图中将使用相应或类似的附图标记来表示相同或相应的部件。此外，当同一类型可能存在一个以上的的元件时，对本文所述的各种元件进行共同地或单独地引用。然而，这些引用实质上仅仅是示例性的。应该注意到，以单数形式对元件进行的任何引用还可以被理解为涉及复数形式，反之亦然，同时还并不将本技术的范围限制为这类元件的确切数量或类型，在所附权利要求书中进行了明确说明的情况下除外。图1示出了根据本技术的一个实施例的发动机的汽缸盖100的截面图。发动机可以体现为压缩点火式发动机、火花点火式发动机或本领域技术人员已知的任何类型的内燃机。进一步，发动机还可以是多缸发动机，其具有直列式构造、放射状构造或本领域技术人员已知的其它构造。发动机在各种应用中使用，比如但不限于运输，例如在越野货车、运土机器中使用；或用于发电，例如当联接到发电机组时；或用于驱动涡轮机和/或其它设备，比如泵、压缩机和本领域已知的其它装置。发动机包括汽缸102和能够在汽缸102中往复运动的活塞104。通常，活塞104以多个循环从下止点（BDC）往复运动到上止点（TDC）。下止点与上止点之间的容积限定了容积排量，其中容积排量表示燃烧进料占据的可用容积。本文中的短语"进料"可以理解为空气或者空气和燃料的混合物。如图1中所示，活塞104的头部通常设置有凹区。因此，当活塞104处于上止点时，活塞104的头部与汽缸盖100的内部之间的可用容积（包括活塞104的凹部在内）为燃烧室106。为了将进料输入到汽缸102中，汽缸盖100配备有进气阀108。汽缸盖100还包括进气口（未示出），进气口（未示出）与进气阀108相配合，以使进料被输入到汽缸102内。一旦进料在燃烧室106中燃烧，燃烧后的产物就通过活塞104的往复运动并借助于排气阀110而被排出汽缸102。进一步，根据本技术的一个方面，汽缸盖100配备有燃料喷射系统101。进一步，燃料喷射系统101包括预燃室组件112。预燃室组件112是辅助装置，其容纳第二腔室并设置在汽缸盖100内以增加燃烧室106的容积。燃烧室106形成为汽缸102内的较小的临时腔室。图2示出了根据本技术的一个实施例的预燃室组件112的放大图。在一个实例中，预燃室组件112可以形成为与汽缸盖100相结合的嵌入装置。在另一个实施例中，预燃室组件112可以是配置成装配在汽缸盖100内的单独的装置。将会认识到，预燃室组件112可以用本领域技术人员已知的任何其它方式安装在汽缸盖100上。预燃室组件112包括位于燃烧室106上游的预燃室202，其中预燃室202在活塞104的压缩冲程期间接收来自燃烧室106的空气-燃料混合物。在一个实施例中，占据预燃室202的空气-燃料混合物可以是贫空气-燃料混合物。与化学计量的燃料量相比，贫空气-燃料混合物是包含更高化学计量的空气量的混合物。因此，贫空气-燃料混合物的化学计量比的数值将大于1。为了接收贫空气-燃料混合物，在预燃室202的底部设置有多个孔口204。也就是说，孔口204形成于预燃室组件112底部处的预燃室202的壁内。在压缩冲程期间，活塞104从下止点移动到上止点。因此，在从下止点到上止点的移动过程中，在先前的进气冲程中被吸入到汽缸102中的空气-燃料混合物由活塞104通过孔口204被压入到预燃室202内。进一步，预燃室组件112包括燃料喷射器206，燃料喷射器206用于可控地将燃料供应到预燃室202内。燃料喷射的方式可以是机械喷射或电子喷射。本领域的技术人员将会理解的是，可以采用本技术中未示出的燃料泵、燃料贮存器、燃料过滤器以及燃料分配器来辅助进行燃料喷射。因此，燃料喷射器206可以联接到这些装置中的一个或多个，且燃料喷射器206可以将燃料雾化，然后通过通道208将其供应到预燃室202内。另外，预燃室组件112包括火花塞210。火花塞210布置在预燃室202的下游区域。短语“下游区域”可以理解为靠近燃烧室106的区域。预燃室202的壁上设置有孔212，用于在其内接收火花塞210。孔212具有螺纹，以在其内紧固火花塞210。火花塞210如此定位在预燃室202内，使得火花塞210的尖端靠近设置在预燃室202的下部区域处的孔口204。进一步，燃料喷射系统101包括控制器214。在一个实施例中，控制器214可以是包括单个处理单元或多个单元的处理器，所有这些单元均包括多个计算单元。对术语“处理器”的明确使用不应被理解为仅仅指能够执行软件应用程序的硬件。相反，在本实施例中，控制器214可以实现为一个或多个微处理器、本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于发动机的燃料喷射系统，其特征在于所述燃料喷射系统包括：预燃室组件，其包括：预燃室，其位于所述发动机的燃烧室上游，所述预燃室配置成接收空气‑燃料混合物；燃料喷射器，其配置成可控地将燃料供应到所述预燃室内，其中，供应的燃料与所述空气‑燃料混合物混合，形成预定义化学计量比的空气和燃料的均匀混合物；以及火花塞，其布置在所述预燃室的下游区域，所述下游区域靠近所述发动机的所述燃烧室；以及控制器，其可操作地联接到所述燃料喷射器，其中，所述控制器配置成控制所述预燃室内的空气‑燃料的预定义化学计量比。

【技术特征摘要】
2015.11.06 US 14/9341881.一种用于发动机的燃料喷射系统，其特征在于所述燃料喷射系统包括：预燃室组件，其包括：预燃室，其位于所述发动机的燃烧室上游，所述预燃室配置成接收空气-燃料混合物；燃料喷射器，其配置成可控地将燃料供应到所述预燃室内，其中，供应的燃料与所述空气-燃料混合物混合，形成预定...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·D·希尔特纳，A·J·劳特斯，
申请(专利权)人：卡特彼勒公司，
类型：新型
国别省市：美国,US