[發(fā)明專利]一種靈活控制發(fā)動機燃燒模式的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201611032389.3
• 申請日: 2016-11-22
• 公開（公告）號: CN106762294B
• 公開（公告）日: 2019-03-05
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉海峰;馬俊生;馬桂香;堯命發(fā)
• 申請（專利權(quán)）人: 天津大學
• 主分類號: F02M55/00
• 分類號: F02M55/00
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務(wù)所 12201
• 代理人: 王麗英

本發(fā)明公開了一種靈活控制發(fā)動機燃燒模式的方法，電子控制單元分別讀取發(fā)動機轉(zhuǎn)速信號及油門位置信號并根據(jù)所讀取的信號判斷發(fā)動機運行的負荷；當判斷結(jié)果為小負荷工況，控制柴油噴油器早噴，在缸內(nèi)形成PCCI燃燒模式；中等負荷工況時，控制柴油噴油器進行兩次提前噴油，并執(zhí)行高壓EGR循環(huán)，形成HP?EHPCC燃燒模式；中高負荷工況時，控制柴油噴油器進行兩次提前噴油，并執(zhí)行低壓EGR循環(huán)，形成LP?EHPCC燃燒模式；高負荷工況時，控制柴油噴油器進行一次延遲噴油，并執(zhí)行低壓EGR循環(huán)，形成LP?LHPCC燃燒模式。通過不同工況下不同燃燒模式的組合，來實現(xiàn)寬負載范圍內(nèi)的高效率清潔燃燒。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及內(nèi)燃機，尤其涉及一種汽油進氣道噴射、柴油缸內(nèi)直噴的靈活控制發(fā)動機燃燒模式的方法。

背景技術(shù)

能源大量消耗造成了環(huán)境污染和全球氣候變化等一系列嚴重的問題，特別是在城市地區(qū)，發(fā)動機排放的多種空氣污染物(例如：PM和NOx)對人體健康和環(huán)境帶來諸多的負面影響。2012年中期，中國的汽車保有量已增至1.14億。無論是從空氣污染還是能源危機來考慮，關(guān)于環(huán)境、氣候和能源問題，中國正在面臨比其他國家更嚴峻的考驗。隨著世界排放法規(guī)的不斷加強，減少污染物排放量也成為一個重要問題。因此，內(nèi)燃機面臨著巨大的挑戰(zhàn)。

為實現(xiàn)內(nèi)燃機的高效率和清潔燃燒，許多先進的燃燒概念已被開發(fā)，在提高熱效率同時，降低NOx和碳煙排放。如均質(zhì)壓燃(HCCI)，預混合壓縮點火(PCCI)，以及預混合分層充量壓燃(PSCCI)。然而，這些新的燃燒模式由于在小負荷燃燒不穩(wěn)定，在高負荷時燃燒速率又太快，所以被限制在很窄的負載范圍內(nèi)。

圖1為已有的汽油進氣道噴射、柴油缸內(nèi)直噴的發(fā)動機的結(jié)構(gòu)，包括氣缸4、空氣管理系統(tǒng)和噴油策略控制系統(tǒng)，所述的空氣管理包括進氣總管和排氣總管，在所述的進氣總管上沿進氣流方向依次安裝有空氣濾清器9、壓氣機10、節(jié)流閥15以及進氣中冷器16，所述的進氣總管的出口與多根進氣歧管2的入口相連通，在所述的排氣總管上安裝有渦輪機8，所述的排氣總管與發(fā)動機的排氣口相連通，所述的渦輪機8和壓氣機10通過轉(zhuǎn)軸相連，高壓級廢氣再循環(huán)回路的進氣端與位于排氣總管的進氣口端和渦輪機8之間的排氣總管相連通，高 壓級廢氣再循環(huán)回路的出氣端與位于節(jié)流閥15和進氣中冷器16之間的進氣總管相連通，沿氣流方向在高壓級廢氣再循環(huán)回路12上依次安裝有高壓廢氣中冷器11和高壓廢氣再循環(huán)閥14；低壓級廢氣再循環(huán)回路的進氣端與位于渦輪機8之后的排氣總管5相連通，低壓級廢氣再循環(huán)回路6的出氣端與位于空氣濾清器9和壓氣機10之間的進氣總管相連通，低壓廢氣再循環(huán)回路6上安裝有低壓廢氣再循環(huán)閥7；所述的噴油策略控制系統(tǒng)包括安裝在每個氣缸上的柴油噴油器3，以及安裝在每一根進氣歧管2上的氣道汽油噴射器1，電子控制單元ECU通過向柴油噴油器3和氣道汽油噴射器1發(fā)送控制信號，按照發(fā)動機不同運轉(zhuǎn)工況的需求調(diào)整噴油時刻。

近來，Inagaki等人通過汽油氣道噴射和早期柴油直噴的預混合壓燃燃燒(PCI)模式，通過延遲燃料噴射，來靈活控制缸內(nèi)燃料活性分層和濃度分層，從而實現(xiàn)高效清潔燃燒，但是研究中并未考慮廢氣再循環(huán)(EGR)。此外汽油的自燃性差，在冷起動和低負荷運行時，雙燃料高預混合壓燃燃燒策略燃燒效率低，甚至發(fā)動機會出現(xiàn)燃燒不穩(wěn)定性等問題，且廢氣溫度過低，HC/CO的后處理也十分困難的。因此，根據(jù)不同的工況條件的燃燒模式的有效優(yōu)化對于柴油發(fā)動機的高效率和清潔燃燒很重要的。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種實現(xiàn)了寬負載范圍內(nèi)的高效率清潔燃燒，在改善燃油消耗率的同時，保持了超低氮氧化物和碳煙排放的靈活控制發(fā)動機燃燒模式的方法。

本發(fā)明的靈活控制發(fā)動機燃燒模式的方法，包括以下步驟：

(1)電子控制單元分別讀取安裝在汽油進氣道噴射、柴油缸內(nèi)直噴的發(fā)動機的曲軸上傳感器的轉(zhuǎn)速信號、安裝在油門踏板上傳感器的位置信號并根據(jù)所讀取的信號判斷發(fā)動機運行的負荷。