[發明專利]均質壓燃式內燃機及其控制系統和控制方法

有效

• 申請號: 201710681639.4
• 申請日: 2017-08-10
• 公開（公告）號: CN107218126B
• 公開（公告）日: 2020-04-07
• 發明（設計）人: 晏長友;晏雨揚
• 申請（專利權）人: 晏長友
• 主分類號: F02B75/04
• 分類號: F02B75/04;F02B23/02;F02B1/12;F02D15/04;F02N19/04;F02M31/125;F02M31/13;F02M31/08;F02M31/16
• 代理公司: 重慶博凱知識產權代理有限公司 50212
• 代理人: 李曉兵;李玉盛

本發明公開了一種均質壓燃式內燃機及其控制系統和控制方法，內燃機包括氣缸和汽缸蓋，在氣缸內、活塞上方設有一燃燒室，在汽缸蓋上、燃燒室上方設有一能夠在汽缸蓋上縱向移動并定位的燃燒室容積即時調節柱，所述燃燒室容積即時調節柱的上端伸出汽缸蓋外，下端與汽缸蓋內壁處于同一平面；在燃燒室容積即時調節柱上端設有與其相連接的傳動機構，所述傳動機構與發動機的電子控制器電聯接。本發明得到的均質壓燃式內燃機及其控制系統，通過傳動機構帶動燃燒室上方的燃燒室容積即時調節柱進行移動，使燃燒室容積即時調節柱進入到燃燒室內，從而改變燃燒室的容積，實現在各種不同的轉速下，發動機依然能夠壓燃的目的。

技術領域

本發明涉及一種內燃機，具體涉及一種均質壓燃式內燃機及其控制系統和控制方法。

背景技術

一般來說，內燃機的工作進程包括進氣行程、壓縮行程、做功行程和排氣行程。在做功行程中，發動機通過火花塞產生電火花將氣缸內的可燃混合器點燃并迅速著火燃燒，通過氣體燃燒時所產生的氣壓，活塞由上止點向下止點運動，并通過連桿驅動曲軸旋轉向外輸出做功。現有的內燃機按點火方式分有兩類：一是點燃式，如現在普遍使用的汽油發動機；二是壓燃式，如現在普遍使用的柴油發動機。實踐證明，壓燃式內燃機的效率比點燃式內燃機的效率高很多。但多年以來，汽油發動機都是點燃式，而不是壓燃式。

均質壓燃式內燃機，即是燃料與空氣均勻混合，且以壓燃方式做功的內燃機。均質壓燃式內燃機在做功過程中，發動機不同的動力輸出以及不同轉速下，所進入汽缸的混合氣體的量不同，溫度也有一定變化，其壓燃點也就相應不同，而現有技術不能實現對不同動力輸出和不同轉速、不同進氣溫度的狀況下，對汽缸內混合燃汽的理想壓燃時點進行適時調節。故對于均質壓燃式內燃機，急需一種能夠適時調節壓燃時點的方案，使得發動機在不同動力輸出和不同轉速、不同進氣溫度下，都能夠實現在我們理想的壓燃時點壓燃。

另外，在排氣行程中，排氣終了時氣缸內還存有少量高溫、高壓的廢氣，它的殘留大大增加了內燃機在做功行程時發生爆震的機率，同時增加了內燃機在做功行程燃燒不充分、內燃機的效率低、積碳高、對環境污染較大等不足。在冷啟動時，內燃機的缸體溫度和外界空氣的溫度較低，導致進入氣缸內的混合氣內能較低，從而對內燃機壓燃時的壓縮比相對較高，而不能實現冷啟動時壓燃的情況。而且，由于沒有廢氣熱能對液體燃料進行蒸餾，從而導致混合氣進行均質混合難以達到最佳狀態。

發明內容

針對上述現有技術的不足，本發明所要解決的技術問題是：

現有內燃機不能實時地調節燃燒室容積，不能滿足發動機在不同轉速下，都能夠實現壓燃的目的。同時，在排氣行程中，排氣終了時氣缸內還存有少量高溫、高壓的廢氣，它的殘留大大增加了內燃機在做功行程時發生爆震的機率，同時增加了內燃機在做功行程燃燒不充分；在冷啟動時，混合氣內能較低，從而對內燃機壓燃時的壓縮比相對較高，而不能實現冷啟動時壓燃。

為了解決上述技術問題，本發明采用了如下的技術方案：

一種均質壓燃式內燃機，它包括氣缸和汽缸蓋，在氣缸內、活塞上方設有一燃燒室，其特征在于，在汽缸蓋上、燃燒室上方設有一能夠在汽缸蓋中旋轉而縱向移動并定位的燃燒室容積即時調節柱，所述燃燒室容積即時調節柱密封地裝配在汽缸蓋上，且其上端伸出汽缸蓋外與傳動機構相連接，所述傳動機構與電子控制器電聯接；所述燃燒室容積即時調節柱下端為能夠伸入至燃燒室內的燃燒室容積控制端，其在傳動機構的帶動下旋轉而定位伸入燃燒室內，通過其伸入燃燒室內不同長度來改變燃燒室的容積。使用時，電子控制器根據發動機轉速和負荷需求，以及混合氣的溫度和流量，對比存儲其中的實驗預設值，適時的作出指令，使燃燒室容積即時調節柱向上、下移動相應的距離，以改變燃燒室的容積，實現燃燒室容積的即時調整，從而改變混合氣的壓縮比，使發動機不論轉速和負荷如何變化，都能實現在理想的時點壓燃做功的目的。

進一步的，所述燃燒室容積即時調節柱由耐高溫硬質金屬構成。