[發明專利]一種氫氣多次直噴內燃機燃燒控制系統和方法

在審

• 申請號: 201910793407.7
• 申請日: 2019-08-27
• 公開（公告）號: CN110552805A
• 公開（公告）日: 2019-12-10
• 發明（設計）人: 張華偉;楊振中;王麗君;郭樹滿
• 申請（專利權）人: 華北水利水電大學
• 主分類號: F02D41/30
• 分類號: F02D41/30;F02D41/00;F02D41/40;F02M45/02
• 代理公司: 41109 鄭州中原專利事務所有限公司
• 代理人: 王曉麗

1.一種氫氣多次直噴內燃機燃燒控制系統，其特征在于：包括進氣增壓系統（1），所述進氣增壓系統（1）與中冷器（2）通過管路連接，所述中冷器（2）與進氣管（3）的一端連接，進氣管（3）的另一端與氣缸（4）的進氣口（41）相連，所述氣缸（4）的排氣口（42）與排氣管（5）的一端連接，排氣管（5）的分支（51）通過電磁閥（15）與冷卻EGR（6）的一端相連，冷卻EGR（6）的另一端與進氣管（3）的進氣分支（31）連接；還包括氫氣儲存設備（7），所述氫氣儲存設備（7）與氫氣發生設備（8）連接，氫氣發生設備（8）與氫氣噴射器（9）連接，所述氫氣噴射器（9）伸入到氣缸（4）內，所述氫氣儲存設備（7）和氫氣發生設備（8）由線路分別與ECU（10）連接，所述ECU（10）由線路分別與固定在氣缸（4）上的點火裝置（11）、固定在排氣管（5）分支（51）上的電磁閥（15）、固定在發動機飛輪上的曲軸轉角傳感器（14）相連。

2.根據權利要求1所述的氫氣多次直噴內燃燒控制系統，其特征在于：在排氣管（5）上安裝有NOx濃度傳感器（12）、氧傳感器（16）和排氣溫度傳感器（17），NOx濃度傳感器（12）、氧傳感器（16）和排氣溫度傳感器（17）分別與ECU連接。

3.一種氫氣多次直噴內燃機燃燒控制方法，其特征在于：步驟如下：

（a）在氣缸（4）上安裝氫氣噴射器（9）和點火裝置（11），氣缸進氣管（3）依次連接中冷器（2）和進氣增壓系統（1），氣缸進氣管（3）的分支（31）和氣缸排氣管（5）的分支（51）之間設置有連通氣管，在連通氣管上設有冷卻EGR（6）和電磁閥（15），電磁閥與ECU（10）連接，將氫氣噴射器（9）依次連通氫氣發生器（8）和氫氣儲存設備（7），氫氣發生器（8）和氫氣儲存設備（7）分別與ECU（10）連接，點火裝置（11）與ECU（10）連接，在發動機飛輪殼上安裝曲軸轉角傳感器（14），曲軸轉角傳感器（14）與ECU（10）連接；ECU（10）根據曲軸轉角傳感器（14）反饋的信息執行判斷程序，當判斷發動機在進氣沖程階段時,進氣門打開并且排氣門關閉之后即氫氣預噴射階段K預噴射氫氣，也即排氣門打開經過氣門重疊角α之后開始進行預噴射氫氣；

（b）ECU（10）通過檢測氫氣發生設備（8）中的壓力和氫氣流量，控制氫氣儲存設備（7）向氫氣發生設備（8）提供氫氣，同時ECU（10）通過控制預噴射脈沖寬度J和預噴射階段脈沖間隔M來控制氫氣的噴射量，由氫氣噴射器（9）向氣缸（4）內噴射氫氣，增加氣缸（4）中的氫氣含量；

（c）在進氣沖程階段，進氣增壓系統（1）、中冷器（2）和冷卻EGR（6）共同工作：ECU（10）發送指令至電磁閥（15），由電磁閥（15）控制冷卻EGR（6）將排氣管（5）的廢氣通過排氣管分支（51）引入進氣管（3）再進入氣缸（4）中，中冷器（2）降低經進氣增壓系統（1）壓縮后的新鮮空氣的溫度，冷卻EGR（6）和中冷器（2）共同降低進入氣缸（4）內混合氣體的溫度；

（d）ECU（10）根據曲軸轉角傳感器反饋的信息執行判斷程序，當判斷發動機達到壓縮沖程階段并滿足主噴射條件時：主噴射開始，隨后ECU（10）控制氫氣噴射器（9）噴射，通過控制主噴射脈沖寬度L來控制氫氣的噴射量，同時ECU（10）控制點火裝置（11）點燃氣缸（4）內的混合氣體，發動機進入膨脹做功沖程，并完成一次工作循環。

4.根據權利要求3所述的氫氣多次直噴內燃機燃燒控制方法，其特征在于：在氫氣預噴射階段K，會進行多次脈沖寬度為預噴射脈寬J的噴射。

5.根據權利要求3所述的氫氣多次直噴內燃機燃燒控制方法，其特征在于：預噴射脈沖寬度J小于預噴射階段脈沖間隔M。

6.根據權利要求3所述的氫氣多次直噴內燃機燃燒控制方法，其特征在于：主噴射脈寬L大于預噴射脈寬J。

7.根據權利要求3所述的氫氣多次直噴內燃機燃燒控制方法，其特征在于：在排氣管上安裝NOx濃度傳感器（12）、氧傳感器（16）和排氣溫度傳感器（17），NOx濃度傳感器（12）、氧傳感器（16）和排氣溫度傳感器（17）分別與ECU（10）連接。