二甲醚發動機預混壓燃燃燒系統閥門開度控制裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于二甲醚發動機預混壓燃燃燒室技術領域。具體涉及一種二甲醚發動機預混壓燃燃燒系統閥門開度控制裝置。
【背景技術】
[0002]隨著對發動機經濟性的要求越來越高，二甲醚(DME)以其優良的燃料物性和廣泛的來源成為了目前較為理想的發動機替代燃料之一。同時，均質壓燃(HCCI)燃燒模式以其節能、低排放以及對燃料高度兼容的特點引起內燃機界的高度關注，然而HCCI燃燒模式的推廣應用存在混合氣制備和燃燒控制的技術障礙。為了解決現有難題，結合二甲醚低黏性、高蒸汽壓物性以及HCCI燃燒理論，研究者們提出了二甲醚發動機預混壓燃(PCCI)燃燒模式，并開發出了實驗樣機(Jun Song, Zhen Huang, Xinqi Qia0.Performance of acontrollable premixed combust1n engine fueled with dimethyl ether.EnergyConvers1n and Management.2004，45:2223-2232)，為解決能源和環保問題提供了一個新的研究方向。
[0003]現有的二甲醚發動機預混壓燃燃燒系統由主燃燒室和副燃燒室構成，且在主燃燒室和副燃燒室通道上設置閥門，以控制混合氣的形成、著火、燃燒和排放。閥門的開閉動作由凸輪機構、液壓傳動裝置控制。現有控制裝置的弊端在于過度依賴凸輪的型線以控制閥門開度，無法滿足預混壓燃燃燒系統中閥門需要長時間保持較大開度開啟狀態的要求。

【發明內容】

[0004]本發明旨在克服現有的技術缺陷，目的是提供一種二甲醚發動機預混壓燃燃燒系統閥門開度控制裝置，該裝置外接電磁閥控制模塊，燃燒效率高、發動機噪聲小、閥門使用壽命長和能夠長時間使閥門保持較大開度開啟狀態。
[0005]為實現上述目的，本發明采用的技術方案是:所述裝置由凸輪及液壓驅動機構、燃燒室通道開閉裝置執行機構、供油回路和泄油緩沖回路組成。具體結構是:
凸輪及液壓驅動機構由凸輪、凸輪從動件和第一活塞缸組成。凸輪安裝在進氣凸輪軸或者排氣凸輪軸上，凸輪從動件的傳動桿一端安裝有滾輪，滾輪與凸輪相接觸;傳動桿的另一端與第一活塞缸的活塞桿端部固定連接。
[0006]燃燒室通道開閉裝置執行機構由第二活塞缸、上閥門彈簧座、閥門彈簧、下閥門彈簧座和閥門組成。閥門頭部位于主燃燒室和副燃燒室間的通道，閥門尾部依次從下往上穿過副燃燒室、下閥門彈簧座、閥門彈簧和上閥門彈簧座與第二活塞缸的活塞桿的端部相接觸。下閥門彈簧座固定在副燃燒室的頂部，上閥門彈簧座固定在閥門尾部的端部處，閥門彈簧安裝在下閥門彈簧座和上閥門彈簧座間。下閥門彈簧座、閥門、上閥門彈簧座和第二活塞缸的活塞桿的中心線位于同一中心線。
[0007]供油回路由第一兩位兩通電磁閥、蓄能器、油栗、電機、溢流閥、第一單向閥和第二單向閥組成。第一兩位兩通電磁閥的油口 A與第一活塞缸的無桿腔和第一單向閥的入口分別相通，第一兩位兩通電磁閥的油口 P與溢流閥入口和第二單向閥的出口分別相通，第二單向閥的出口處裝有蓄能器。第二單向閥入口與油栗出口相通，電機與油栗軸連接，溢流閥出口和油栗入口均與油箱相通。
[0008]泄油緩沖液壓回路由第二兩位兩通電磁閥、第三兩位兩通電磁閥、節流閥和油箱組成。第二兩位兩通電磁閥的油口 A與第一單向閥的出口和第二活塞缸的無桿腔分別相通，第二兩位兩通電磁閥的油口 P與第三兩位兩通電磁閥的油口 A和節流閥的入口分別相通，第三兩位兩通電磁閥的油口P和節流閥出口均與油箱相通。
[0009]第一兩位兩通電磁閥、第二兩位兩通電磁閥和第三兩位兩通電磁閥的繼電器外接電磁閥控制模塊。
[0010]所述蓄能器為重錘式蓄能器、彈簧式蓄能器、充氣式蓄能器中的一種;所述蓄能器的最高允許壓力大于或等于所述溢流閥的溢流壓力。
[0011 ] 所述第一單向閥為球形閥芯直通式單向閥、柱形閥芯直通式單向閥、錐形閥芯直通式單向閥中的一種;第一單向閥與第二單向閥相同。
[0012]所述閥門彈簧的預緊力大于液壓油作用在第二活塞缸的活塞表面所產生的壓力。
[0013]本發明的工作過程:
發動機壓縮行程末端，外接的電磁閥控制模塊發出指令，開啟第一兩位兩通電磁閥，關閉第二兩位兩通電磁閥。油箱中的液壓油在油栗的作用下經過第一兩位兩通電磁閥進入第一活塞缸，同時部分液壓油通過第一單向閥進入第二活塞缸。由于閥門彈簧的預緊力大于液壓油作用在第二活塞缸的活塞表面所產生的壓力，所以閥門依然處于關閉狀態。在油栗供油期間，第一兩位兩通電磁閥控制供油時間，從而決定供油量的多少，供油量的多少直接影響閥門的最大開度。供油結束后，所述電磁閥控制模塊發出指令，關閉第一兩位兩通電磁閥和第二兩位兩通電磁閥。此時，凸輪結束近休止期，進入推程期，通過第一活塞缸和第二活塞缸中封閉的液壓油傳遞驅動力開啟閥門，閥門彈簧被進一步壓縮。凸輪從推程期運動到遠休止期結束，所述電磁閥控制模塊發出指令，開啟第一兩位兩通電磁閥，關閉第二兩位兩通電磁閥。此時第一活塞缸通過供油回路繼續供油，第二活塞缸中的液壓油壓力遠大于第一活塞缸中液壓油壓力，第一單向閥依然處于關閉狀態，閥門保持開啟狀態。高溫高壓空氣進入副燃燒室，并在副燃燒室內著火，燃氣和未燃混合氣沖入主燃燒室，在主燃燒室內燃燒。閥門的開啟狀態保持到進氣行程末端。
[0014]在進氣行程末端，所述電磁閥控制模塊發出指令，開啟第二兩位兩通電磁閥和第三兩位兩通電磁閥，閥門彈簧的回復力通過上閥門彈簧座、閥門的尾部和活塞桿作用于第二活塞缸的活塞，使液壓油經過第二兩位兩通電磁閥和第三兩位兩通電磁閥流回油箱。閥門接近落座時刻，所述電磁閥控制模塊發出指令，關閉第三兩位兩通電磁閥。此時第二活塞缸內的液壓油經過第二兩位兩通電磁閥和節流閥流回油箱。由于節流閥的油口直徑遠小于第三兩位兩通電磁閥所在油路油管的管徑，所以液壓油的回流速度減慢，最終實現閥門平緩落座。閥門關閉后，噴油器噴入二甲醚在封閉的副燃燒室內形成均勻的預混合氣，在下一個壓縮行程末端，閥門再一次開啟，完成工作循環。
[0015]本發明與現有技術相比較，具有如下積極效果:
本裝置在外接電磁閥控制模塊作用下，能根據發動機的實際工況對閥門的開閉動作精確控制，鑒于二甲醚預混壓燃燃燒過程中，一個工作周期內閥門保持開啟狀態的持續時間相對較長，本發明通過第一單向閥使閥門開啟和關閉相互獨立，有效地保證了閥門的開啟時間。根據發動機的工況調整第一活塞缸的供油量，供油量決定了閥門的最大開度。閥門始終保持與發動機工況相匹配的最大開度和開啟時間，改善了混合氣質量，進而有效提高發動機的燃燒效率。閥門落座時刻通過液壓制動回路，減緩閥門與閥門座之間的沖擊，減小噪聲并延長閥門的使用壽命。
[0016]因此，本發明在滿足二甲醚發動機預混壓燃燃燒系統中閥門控制功能的前提下，具有燃燒效率高、發動機噪聲小、閥門使用壽命長和能夠長時間使閥門保持較大開度開啟狀態的特點。
【附圖說明】
[0017]圖1是本發明的一種結構示意圖。
【具體實施方式】
[0018]下面結合【具體實施方式】和附圖對本發明作進一步描述，并非對其保護范圍的限制。
[0019]實施例1
一種二甲醚發動機預混壓燃燃燒系統閥門開度控制裝置。如圖1所示，所述裝置由凸輪及液壓驅動機構、燃燒室通道開閉裝置執行機構、供油回路和泄油緩沖回路組成。具體結構是:
凸輪及液壓驅動機構由凸輪4、凸輪從動件3和第一活塞缸I組成。凸輪4安裝在進氣凸輪軸或者排氣凸輪軸上，凸輪從動件3的傳動桿一端安裝有滾輪，滾輪與凸輪4相接觸;傳動桿的另一端與第一活塞缸I的活塞桿端部固定連接。
[0020]燃燒室通道開閉裝置執行機構由第二活塞缸18、上閥門彈簧座17、閥門彈簧16、下閥門彈簧座15和閥門13組成。閥門13頭部位于主燃燒室12和副燃燒室14間的通道，閥門13尾部依次從下往上穿過副燃燒室14、下閥門彈簧座15、閥門彈簧16和上閥門彈簧座17與第二活塞缸18的活塞桿的端部相接觸。下閥門彈簧座15固定在副燃燒室14的頂部，上閥門彈簧座17固定在閥門13尾部的端部處，閥門彈簧16安裝在下閥門彈簧座15和上閥門彈簧座17間。下閥門彈簧座15、閥門13、上閥門彈簧座17和第二活塞缸18的活塞桿的中心線位于同一中心線。
[0021]供油回路由第一兩位兩通電磁閥22、蓄能器2、油栗8、電機7、溢流閥5、第一單向閥21和第二單向閥6組成。第一兩位兩通電磁閥22的油口 A與第一活塞缸I的無桿腔和第一單向閥21的入口分別相通，第一兩位兩通電磁閥22的油口 P與溢流閥5入口和第二單向閥6的出口分別相通，第二單向閥6的出口處裝有蓄能器2。第二單向閥6入口與油栗8出口相通，電機7與油栗8軸連接，溢流閥5出口和油栗8入口均與油箱11相通。
[0022]泄油緩沖液壓回路由第二兩位兩通電磁閥19、第三兩位兩通電磁閥9、