[發明專利]一種純氧發動機及其燃燒控制方法

有效

• 申請號: 201310597744.1
• 申請日: 2013-11-22
• 公開（公告）號: CN103573480A
• 公開（公告）日: 2014-02-12
• 發明（設計）人: 田維;韓志強;吳學舜;鄧猛
• 申請（專利權）人: 西華大學
• 主分類號: F02M25/10
• 分類號: F02M25/10;F02M25/07;F02D21/04
• 代理公司: 成都信博專利代理有限責任公司 51200
• 代理人: 舒啟龍

1.一種純氧發動機，包括，進氣總管（1）分別經進氣歧管（2）與四個氣缸（3）的進氣口連接，其特征是，所述四個氣缸（3）中的一個氣缸的排氣口連接排氣管（6），排氣管（6）上沿排氣方向順次設置有排氣背壓傳感器（5）、排氣背壓控制閥（9）以及氧濃度傳感器（10）；所述四個氣缸（3）中的其余三個氣缸的排氣口經EGR系統進氣總管（7）與EGR中冷器（12）的進氣口連接，EGR中冷器（12）的出氣口經EGR管（13）與進氣總管（1）連接，EGR系統進氣總管（7）上設置有EGR壓力傳感器（8）；所述進氣總管（1）上設置有純氧進氣口（16），進氣總管（1）上設有壓力傳感器（15）和溫度傳感器（14）；上述EGR系統進氣總管（7）經泄壓管與位于氧濃度傳感器（10）下游的排氣管（6）部分連接，該泄壓管上安裝有EGR泄壓閥（11）。

2.根據權利要求1所述的一種純氧發動機，其特征是，還具有ECU；所述壓力傳感器（15）、溫度傳感器（14）和排氣背壓傳感器（5）以及氧濃度傳感器（10）的信號輸出至所述ECU，上述ECU的控制信號輸出至排氣背壓控制閥（9）以及EGR泄壓閥（11）。

3.根據權利要求2所述的一種純氧發動機，其特征是，所述EGR中冷器（12）的冷卻介質的進口管上設置有冷卻介質控制閥，所述ECU的控制信號輸出至冷卻介質控制閥。

4.一種如權利要求1、2或3所述的一種純氧發動機的燃燒控制方法，其特征是，包括以下步驟：

1）、所述排氣背壓傳感器（5）的壓力信號直接傳遞給ECU，所述EGR壓力傳感器（8）的信號直接傳遞給ECU，ECU通過對比排氣背壓傳感器（5）的壓力信號和EGR壓力傳感器（8）的信號進而控制排氣背壓控制閥（9），確保發動機氣缸（3）的每一缸內的殘余廢氣系數相等；

2）、進氣總管上的溫度傳感器（14）和壓力傳感器（15）的信號直接傳遞給ECU，作為判斷和控制EGR中冷器（12）和EGR泄壓閥的依據，EGR泄壓閥（11）根據ECU的信號調節開度或者關閉，實現對EGR氣量的控制；

3）、根據發動機的工況，ECU通過調節EGR中冷器（12）冷卻介質進口管上的閥門開度，從而控制EGR氣體的溫度，防止發動機過熱；

4）、氧濃度傳感器（10）用于判斷發動機混合氣的狀態；

5）、ECU接受來自油門踏板的信息和發動機的轉速信號用于判斷發動機所處的工況和負荷，在確定工況和負荷的情況下，根據工況和負荷來確定目標混合氣的濃度；在工況和混合氣濃度都確定的情況下，根據發明內容所述的不同工況下和不同燃燒模式的化學式控制純氧進氣量和燃油噴射量；純氧進氣量由純氧壓力控制閥進行控制，燃燒油由發動機燃油噴射系統進行控制；并根據氧濃度傳感器（10）的結果，修正氧氣和燃油的噴射量，使發動機工作在目標狀態下。

5.根據權利要求4所述的一種純氧發動機的燃燒控制方法，其特征是，所述工況包括：穩定工況、加速工況和減速工況；在穩態工況下按化學計量比燃燒模式為：將總排氣量的????????????????????????????????????????????????全部引入進氣總管，此狀態下，純氧氣占全部進氣的摩爾百分比值為20.3%；在加速工況下按化學計量比燃燒模式為：將總排氣量的全部引入進氣總管，此狀態下，純氧氣占全部進氣的摩爾百分比值大于20.3%；在減速工況下按化學計量比燃燒模式為：將總排氣量的全部引入進氣總管，此狀態下，純氧氣占全部進氣的摩爾百分比值小于20.3%；

在穩態工況下按稀薄燃燒模式為：將總排氣量的全部引入進氣總管，此狀態下，純氧氣占全部進氣的摩爾百分比值大于20.3%，氧氣相對燃料過剩；在加速工況下按稀薄燃燒模式為：將總排氣量的全部引入進氣總管，此狀態下，純氧氣占全部進氣的摩爾百分比值大于20.3%，氧氣相對燃料過剩；在減速工況下按稀薄燃燒模式為：將總排氣量的全部引入進氣總管，此狀態下，純氧氣占全部進氣的摩爾百分比值大于20.3%，氧氣相對燃料過剩；

在穩態工況下按濃混合氣燃燒模式為：將總排氣量的全部引入進氣總管，此狀態下，純氧氣占全部進氣的摩爾百分比值小于20.3%，燃料過剩；在加速工況下按濃混合氣燃燒模式為：將總排氣量的全部引入進氣總管，此狀態下，純氧氣占全部進氣的摩爾百分比值大于20.3%，氧氣相對燃料不足；在減速工況下按濃混合氣燃燒模式為：將總排氣量的全部引入進氣總管，此狀態下，純氧氣占全部進氣的摩爾百分比值小于20.3%，氧氣相對燃料不足。

6.根據權利要求5所述的純氧發動機的燃燒控制方法，其特征是，還具有急加速、急減速工況，在此工況下，通過調節EGR泄壓閥的開度來調整EGR的氣體量，由此控制混合氣中純氧氣的摩爾比例，使發動機平穩實現加速或減速。