[發明專利]一種基于定容燃燒提高FPLG燃燒熱效率的方法及系統

有效

• 申請號: 202010920914.5
• 申請日: 2020-09-04
• 公開（公告）號: CN112326256B
• 公開（公告）日: 2022-08-23
• 發明（設計）人: 唐娟;程勇;馬宗正;呂宏;馬翠英
• 申請（專利權）人: 山東休普動力科技股份有限公司
• 主分類號: G01M15/04
• 分類號: G01M15/04
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 李圣梅

本公開提出了一種基于定容燃燒提高FPLG燃燒熱效率的方法及系統，包括：在上止點到峰值壓力出現位置的行程階段中，當動子運動上止點后，電機施加一定值的電磁力，其中電磁力的值不能大于缸內壓力，方向與缸內壓力反向，以增長動子在上止點附近停留時間即增大定容燃燒時間。本公開技術方案通過分段控制電磁力大小和波形，可以在保證其他條件不變的情況下，提高發動機定容燃燒比例進而實現發動機燃燒熱效率提高。

技術領域

本公開屬于新能源汽車增程器技術領域，尤其涉及一種基于定容燃燒提高FPLG燃燒熱效率的方法及系統，用于保證發動機能夠盡量實現定容燃燒。

背景技術

本部分的陳述僅僅是提供了與本公開相關的背景技術信息，不必然構成在先技術。

自由活塞直線發電機(FPLG)通過電機將內燃機燃燒產生的熱能轉換為電能輸出，可替代增程式混合動力汽車的輔助動力單元(APU)，自由活塞直線發電機作為一種新興的動力裝置，是未來新能源汽車動力系統的重要研究方向。

FPLG系統中的內燃機和傳統內燃機有相似的熱力學原理，但在結構上省略了曲柄連桿機構和飛輪機構，將燃燒產生的熱能通過電機轉換為所需的能量輸出，具有高效率、低油耗等諸多潛在性能優勢。但由于FPLG缺少飛輪儲存能量，導致運動過程中，動子運動特點完全取決于受力，在燃燒始點后上止點前受壓縮及燃燒氣體壓力作用，很快速度降為零，上止點后，受燃燒氣體壓力作用，動子以較大加速度反向運動，因此，在上止點附近，動子停留時間較短。由內燃機原理可知，汽油機定容燃燒時，燃燒熱效率高，定容燃燒要求燃燒幾乎在上止點附近完成，但由于FPLG發動機在上止點附近停留時間短，導致定容燃燒度可能較差，因此，FPLG的優勢無法發揮。

發明內容

為克服上述現有技術的不足，本公開提供了一種基于定容燃燒提高FPLG燃燒熱效率的方法，該控制方法通過上止點附近電磁力的控制，可以實現增長動子在上止點附近停留時間的目的，保證發動機能夠盡量實現定容燃燒。

為實現上述目的，本公開的一個或多個實施例提供了如下技術方案：

第一方面，公開了一種基于定容燃燒提高FPLG燃燒熱效率的方法，包括：

在上止點到峰值壓力出現位置的行程階段中，當動子運動上止點后，電機施加一定值的電磁力，其中電磁力的值不能大于缸內壓力，方向與缸內壓力反向，以增長動子在上止點附近停留時間即增大定容燃燒時間。

進一步的技術方案，所述電磁力的值根據FPLG發動機類型、能產生的缸內壓力及上止點到峰值壓力出現位置的行程階段的目標運行時間進行確定。

進一步的技術方案，上止點到峰值壓力出現位置的行程階段之后，從峰值壓力位置到下一個燃燒始點位置，電磁力根據需要進行控制，以使燃燒始點處的速度在設定范圍內。

進一步的技術方案，燃燒始點到上止點的行程階段中，所述電磁力設置為零或逐漸減小為零。

第二方面，公開了一種基于定容燃燒提高FPLG燃燒熱效率的系統，包括：檢測設備及控制器；

所述檢測設備以檢測動子到達的位置并傳輸至控制器，控制器與電機相連；

所述控制器被配置為：

在上止點到峰值壓力出現位置的行程階段中，接收到動子檢測信號后判斷動子運動上止點后，發送控制指令至電機以使電機施加一定值的電磁力，其中電磁力的值不能大于缸內壓力，方向與缸內壓力反向，以增長動子在上止點附近停留時間即增大定容燃燒時間。

以上一個或多個技術方案存在以下有益效果：

本公開技術方案為一種自由活塞直線發電機電磁力的控制方法，該控制方法通過上止點附近電磁力的控制，可以實現增長動子在上止點附近停留時間的目的。