[發(fā)明專利]汽油預(yù)混、柴油引燃發(fā)動(dòng)機(jī)及其控制方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210175963.6
• 申請(qǐng)日: 2012-05-31
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102678363A
• 公開(kāi)（公告）日: 2012-09-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉吉春;高定偉;于文斌
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 長(zhǎng)城汽車股份有限公司
• 主分類號(hào): F02D43/00
• 分類號(hào): F02D43/00
• 代理公司: 石家莊科誠(chéng)專利事務(wù)所 13113
• 代理人: 張紅衛(wèi)

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于汽車領(lǐng)域，涉及一種發(fā)動(dòng)機(jī)，具體地說(shuō)是一種汽油預(yù)混、柴油引燃發(fā)動(dòng)機(jī)及其控制方法。

背景技術(shù)

目前，由于內(nèi)燃機(jī)是熱效率最高，單位體積和單位重量功率最大的原動(dòng)機(jī)，因此，內(nèi)燃機(jī)仍然是目前普遍應(yīng)用的動(dòng)力裝置。由于內(nèi)燃機(jī)以石油作為燃料，而世界石油含量早已成遞減趨勢(shì)，尤其是我國(guó)，石油含量本就不高，并且隨著開(kāi)采量的不斷增加，我國(guó)現(xiàn)有的石油量越來(lái)越少，因此現(xiàn)在我國(guó)采用進(jìn)口石油來(lái)滿足生產(chǎn)生活的需要。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2006年我國(guó)石油進(jìn)口依賴度已達(dá)47％，其中，內(nèi)燃機(jī)的石油消費(fèi)量就約占我國(guó)石油總消費(fèi)量的66%以上。

我國(guó)目前的內(nèi)燃機(jī)的燃燒效率卻很低，一般為30%—40%，能源利用率與國(guó)外先進(jìn)機(jī)型相比要低20％左右，因此每年多耗油3000萬(wàn)噸以上，相當(dāng)于我國(guó)年石油消費(fèi)量的六分之一；同時(shí)石油燃燒會(huì)產(chǎn)生大量的有害物質(zhì)，例如未燃碳?xì)浠衔铮℉C）、一氧化碳（CO）、醛類化合物、氮氧化物（NOx）及微粒物（Soot）等，其中HC與NOx在太陽(yáng)光照射下會(huì)引起光化學(xué)反應(yīng)，形成光化學(xué)煙霧，刺激眼睛和喉嚨，阻礙植物生長(zhǎng)；同時(shí)內(nèi)燃機(jī)排出的微粒物（PM）一般小于1微米，可吸入到人肺的底部，微粒中包含的多環(huán)芳烴，如苯并芘是致癌物質(zhì)，嚴(yán)重威脅人的健康。

針對(duì)上述存在的環(huán)境污染問(wèn)題，內(nèi)燃機(jī)都需要借助于?“尾氣凈化設(shè)備”，隨著對(duì)排放要求的不斷提高，后處理設(shè)備也變得愈來(lái)愈復(fù)雜，相對(duì)應(yīng)的價(jià)格也在不斷上漲，目前好的后處理設(shè)備費(fèi)用大約占原發(fā)動(dòng)機(jī)成本的40-90%。尤其后處理設(shè)備經(jīng)常需要消耗大量的貴金屬，而世界貴金屬資源非常有限，因此又造成了貴金屬資源的短缺和費(fèi)用的增加。

發(fā)明內(nèi)容

為解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本發(fā)明提供了一種能夠有效增加內(nèi)燃機(jī)燃燒效率，同時(shí)降低污染物排放的、成本低的汽油預(yù)混、柴油引燃發(fā)動(dòng)機(jī)。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的汽油預(yù)混、柴油引燃發(fā)動(dòng)機(jī)，包括對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)狀態(tài)進(jìn)行采集的信息采集單元、接收信息采集單元采集的發(fā)動(dòng)機(jī)狀態(tài)信息以對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行控制的主控單元、高壓柴油泵、柴油機(jī)，在柴油機(jī)的氣缸內(nèi)設(shè)有由高壓柴油泵泵送燃料的柴油噴油器；柴油機(jī)氣缸的入氣口和出氣口分別連接有進(jìn)氣管道和排氣管道，在柴油機(jī)的入氣口上設(shè)有對(duì)入氣口進(jìn)行開(kāi)閉操作的進(jìn)氣門(mén)；在進(jìn)氣管道內(nèi)設(shè)有由汽油電子泵泵油、向進(jìn)氣管道內(nèi)噴油的汽油噴油器，還包括由主控單元控制的、對(duì)汽油電子泵和汽油噴油器進(jìn)行控制的汽油噴射控制單元。

作為對(duì)發(fā)明的限定，所述柴油高壓泵通過(guò)柴油共軌連接柴油噴油器，汽油電子泵通過(guò)汽油共軌連接汽油噴油器。

作為對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步限定，所述排氣管道依次通過(guò)渦輪增壓器的渦輪、前消音器、后消音器連接外部空氣；所述的進(jìn)氣管道依次通過(guò)進(jìn)氣中冷器、與渦輪同軸的葉輪、空氣濾清器連接外部空氣。

作為對(duì)本發(fā)明的更進(jìn)一步限定，所述空氣濾清器與葉輪之間的連接管道上還分別設(shè)置有用于檢測(cè)進(jìn)氣流量的進(jìn)氣流量計(jì)和用于檢測(cè)進(jìn)氣溫度的溫度傳感器，所述進(jìn)氣流量計(jì)與溫度傳感器的信號(hào)輸出端與主控單元的信號(hào)輸入端相連。

作為對(duì)本發(fā)明的另一種限定，在連通排氣管道和進(jìn)氣管道的管路上順次設(shè)有EGR閥門(mén)和EGR中冷器。

本發(fā)明的另一目的是提供一種控制上述汽油預(yù)混、柴油引燃發(fā)動(dòng)機(jī)的控制方法，該方法包括以下步驟：

（1）主控單元接收信息采集單元采集到的發(fā)動(dòng)機(jī)狀態(tài)信息并判斷發(fā)動(dòng)機(jī)是否處于汽油預(yù)混、柴油引燃的工況；

（2）壓燃燃料：主控單元控制進(jìn)氣門(mén)打開(kāi)，并控制高壓柴油泵向柴油噴油器泵油，并將柴油噴油器噴出的燃料壓燃：

非汽油預(yù)混、柴油引燃的工況：在發(fā)動(dòng)機(jī)處于非汽油預(yù)混、柴油引燃工況的冷啟動(dòng)、怠速及中高速全負(fù)荷運(yùn)行的工況時(shí)，主控單元控制壓燃燃料；

汽油預(yù)混、柴油引燃的工況：在發(fā)動(dòng)機(jī)處于汽油預(yù)混、柴油引燃的工況時(shí)，主控單元在進(jìn)氣門(mén)打開(kāi)前發(fā)出控制信號(hào)給汽油噴射控制單元，使汽油噴射控制單元控制汽油電子泵通過(guò)汽油噴射器向進(jìn)氣管道中噴射汽油后，壓燃燃料。具體的，該壓燃燃料的過(guò)程為：進(jìn)氣門(mén)打開(kāi)，汽油均質(zhì)混合氣進(jìn)入氣缸，在壓縮行程主控單元根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)工況將柴油高壓噴入氣缸，壓燃柴油引燃汽油均質(zhì)混合氣；

（3）重復(fù)步驟（1）和步驟（2）。

作為對(duì)上述方法的限定，所述步驟（1）中采集到的發(fā)動(dòng)機(jī)狀態(tài)信息包括發(fā)動(dòng)機(jī)凸輪軸轉(zhuǎn)速信息和曲軸轉(zhuǎn)速信息。

作為對(duì)上述方法的進(jìn)一步限定，所述步驟（2）中，發(fā)動(dòng)機(jī)處于的汽油預(yù)混、柴油引燃的工況包括：

a、發(fā)動(dòng)機(jī)處于負(fù)荷率為0%—25%的小負(fù)荷工況；