[發明專利]一種帶有天然氣高低壓混合噴射和預燃室的柴油微噴引燃天然氣發動機燃燒組織方法

有效

• 申請號: 201811150452.2
• 申請日: 2018-09-29
• 公開（公告）號: CN109296446B
• 公開（公告）日: 2020-12-04
• 發明（設計）人: 楊立平;包軍杰;范立云;宋恩哲;費紅姿;董全
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工程大學
• 主分類號: F02D41/30
• 分類號: F02D41/30;F02D41/00;F02D19/10;F02D19/06;F02B19/10;F02M21/02
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本發明的目的在于提供一種帶有天然氣高低壓混合噴射和預燃室的柴油微噴引燃天然氣發動機燃燒組織方法，低負荷工況時，高壓天然氣噴射閥高壓直噴的天然氣量占每循環所噴射的天然氣總量的比例大于50％，柴油噴射正時在上止點前15?25°CA；中等負荷工況時，通過進氣歧管進氣預混的天然氣量占每循環所噴射的天然氣總量的比例應在60?70％，柴油噴射提前角在上止點前10?20°CA；高負荷工況時，通過進氣歧管進氣預混的天然氣量占每循環所噴射的天然氣總量的比例應在80?90％，柴油噴射正時在上止點前5?15°CA。本發明實現了對缸內混合氣濃度分層梯度的控制，改善了發動機在不同工況下無法兼顧排放性和動力性的缺陷，提高了不同工況下天然氣發動機排放性。

技術領域

本發明涉及的是一種燃燒控制方法，具體地說是天然氣發動機燃燒控制方法。

背景技術

由于傳統石油燃料的日益枯竭,天然氣這種高效清潔的燃料漸漸被世界各國所重視。雖然天然氣具有高效清潔，價格低廉的優點，但由于天然氣的燃點比汽油、柴油等燃料要高，導致點燃天然氣所需的能量較高，火焰傳播速度相對較低，從而降低了發動機的燃燒效率，影響發動機的排放性與動力性。

典型的電控多點噴射式天然氣發動機如美國SPI公司為Benz公司改裝的OM352天然氣發動機、德國MAN公司的MAN28/32天然氣發動機等，通過將天然氣噴入進氣岐管與空氣形成均勻稀薄預混合氣后進入氣缸。這類天然氣發動機不僅避免了氣門重疊過程中氣體燃料隨排氣排出，而且有利于混合氣的分層燃燒，實現稀薄燃燒。但是對于低負荷工況，電控多點式天然氣發動機動力性相對較差。

芬蘭Wartsila公司、挪威Trondheim大學等都采用過缸內直噴式天然氣發動機，通過將天然氣直接噴入氣缸形成較濃的混合氣分布。這類天然氣發動機提高了天然氣發動機的熱效率，易于實現對稀薄燃燒和燃燒過程的控制，提高動力性。但是對于中高負荷工況，缸內直噴式天然氣發動機的排放性相對較差。

發明內容

本發明的目的在于提供可實現對缸內混合氣濃度分層梯度的控制，通過預燃室柴油噴射量和噴射正時的控制，實現不同工況下天然氣發動機可靠點火和高效率、低排放燃燒的一種帶有天然氣高低壓混合噴射和預燃室的柴油微噴引燃天然氣發動機燃燒組織方法。

本發明的目的是這樣實現的：

本發明一種帶有天然氣高低壓混合噴射和預燃室的柴油微噴引燃天然氣發動機燃燒組織方法，其特征是：天然氣發動機包括氣缸壁、氣缸蓋，氣缸蓋位于氣缸壁上方，氣缸壁里設置活塞，活塞與氣缸蓋之間為主燃室，進氣歧管連通主燃室，進氣歧管上設置低壓天燃氣噴射閥，進氣管與主燃室相通處設置進氣閥，氣缸蓋里分別設置噴油器、高壓天然氣噴射閥，預燃室通過連通通道連通主燃室，噴油器安裝在預燃室上方，高壓天然氣噴射閥的噴口位于主燃室上方；

檢測天然氣發動機工況，根據天然氣發動機不同工況，實行不同控制策略：

(1)天然氣發動機處于低負荷工況時，高壓天然氣噴射閥高壓直噴的天然氣量占每循環所噴射的天然氣總量的比例大于50％，柴油噴射正時在上止點前15-25℃A；

(2)天然氣發動機處于中等負荷工況時，通過進氣歧管進氣預混的天然氣量占每循環所噴射的天然氣總量的比例應在60-70％，柴油噴射提前角在上止點前10-20℃A；

(3)天然氣發動機處于高負荷工況時，通過進氣歧管進氣預混的天然氣量占每循環所噴射的天然氣總量的比例應在80-90％，柴油噴射正時在上止點前5-15℃A。

本發明的優勢在于：本發明通過兩套供氣裝置與一套供油裝置，將天然氣高低壓混合噴射與預燃室的微噴柴油引燃相結合，實現了對缸內混合氣濃度分層梯度的控制，改善了發動機在不同工況下無法兼顧排放性和動力性的缺陷，提高了不同工況下天然氣發動機排放性，點火可靠性和燃燒效率。

附圖說明