[發(fā)明專利]一種改善船用雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)態(tài)響應(yīng)的燃?xì)怆p噴射系統(tǒng)及其噴射控制方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010927771.0
• 申請(qǐng)日: 2020-09-07
• 公開（公告）號(hào): CN112049722B
• 公開（公告）日: 2022-04-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 丁宇;賁虹凱;向拉;徐珂達(dá)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 哈爾濱工程大學(xué)
• 主分類號(hào): F02B69/04
• 分類號(hào): F02B69/04;F02B23/06;F02D41/00;F02D41/06;F02D41/30;F02D41/32;F02D41/38;F02F3/28;F02M21/02;F02M61/14
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本發(fā)明的目的在于提供一種改善船用雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)態(tài)響應(yīng)的燃?xì)怆p噴射系統(tǒng)及其噴射控制方法，包括氣缸蓋、缸體和活塞，氣缸蓋、缸體、活塞之間形成球形燃燒室，氣缸蓋里設(shè)置進(jìn)氣歧管、高壓燃?xì)鈬娚溟y、引燃柴油噴射閥，進(jìn)氣歧管連接進(jìn)氣總管，進(jìn)氣總管與進(jìn)氣歧管連接處設(shè)置節(jié)氣門，節(jié)氣門后方的進(jìn)氣歧管里設(shè)置低壓燃?xì)鈬娚溟y，高壓燃?xì)鈬娚溟y和引燃柴油噴射閥位于球形燃燒室上方。本發(fā)明兩個(gè)燃?xì)鈬娚溟y根據(jù)不同工況配合工作，從而實(shí)現(xiàn)雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)高效低排放燃燒，加速火焰?zhèn)鞑ニ俣龋s短燃燒時(shí)間，有利于提高燃燒質(zhì)量，降低排氣溫度，可以改善雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)失火及爆震問題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及的是一種發(fā)動(dòng)機(jī)及其控制方法，具體地說是雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)及其控制方法。

背景技術(shù)

隨著排放法規(guī)逐漸嚴(yán)格，為了改善和保護(hù)環(huán)境，天然氣因?yàn)榘l(fā)熱量高、排放清潔、儲(chǔ)量大等特點(diǎn)已逐漸成為傳統(tǒng)柴油機(jī)的代用燃料。

天然氣的常壓著火溫度約600-650℃，遠(yuǎn)高于柴油(280℃左右)，難以直接通過壓燃方式著火燃燒，一般以柴油引燃或火花塞點(diǎn)燃。

通過節(jié)氣門控制進(jìn)氣量，部分負(fù)荷時(shí)的泵氣損失使機(jī)械效率降低。

目前現(xiàn)有雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)均為單一燃?xì)鈬娚溟y，燃?xì)膺M(jìn)氣方式為進(jìn)氣總管噴射或進(jìn)氣道和缸內(nèi)直噴，以火花塞引燃混合氣或由柴油壓燃后引燃燃?xì)饣旌蠚狻?/p>

預(yù)混合燃燒是一種火焰?zhèn)鞑ナ降娜紵旌蠚馊紵螅鹧婧诵难厝紵也粩鄠鞑ィ群笕紵鲗踊旌蠚狻８哓?fù)荷時(shí)，缸內(nèi)溫度高，未燃區(qū)易發(fā)生自燃形成新的火核產(chǎn)生爆震現(xiàn)象。

進(jìn)氣總管噴射系統(tǒng)，將燃?xì)鈬娙脒M(jìn)氣管與空氣形成混合氣，預(yù)混合柴油引燃的低溫燃燒可以提高發(fā)動(dòng)機(jī)熱效率，并有效降低NOx排放。但工況范圍小，高負(fù)荷時(shí)受爆震限制，動(dòng)態(tài)特性差。這種燃料噴射方式使發(fā)動(dòng)機(jī)的響應(yīng)性較差，難以實(shí)現(xiàn)各缸快速停氣供氣功能。

缸內(nèi)直噴式燃?xì)怆p燃料發(fā)動(dòng)機(jī)采用狄塞爾循環(huán)可在高負(fù)荷時(shí)提供更強(qiáng)勁動(dòng)力，有效抑制爆震發(fā)生。加減載工況時(shí)可以更精確控制燃?xì)鈬娚淞浚嵘齽?dòng)態(tài)響應(yīng)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供有較好動(dòng)力性、排放性的一種改善船用雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)態(tài)響應(yīng)的燃?xì)怆p噴射系統(tǒng)及其噴射控制方法。

本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的：

本發(fā)明一種改善船用雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)態(tài)響應(yīng)的燃?xì)怆p噴射系統(tǒng)，其特征是：包括氣缸蓋、缸體和活塞，氣缸蓋、缸體、活塞之間形成球形燃燒室，氣缸蓋里設(shè)置進(jìn)氣歧管、高壓燃?xì)鈬娚溟y、引燃柴油噴射閥，進(jìn)氣歧管連接進(jìn)氣總管，進(jìn)氣總管與進(jìn)氣歧管連接處設(shè)置節(jié)氣門，節(jié)氣門后方的進(jìn)氣歧管里設(shè)置低壓燃?xì)鈬娚溟y，高壓燃?xì)鈬娚溟y和引燃柴油噴射閥位于球形燃燒室上方。

本發(fā)明一種改善船用雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)態(tài)響應(yīng)的燃?xì)怆p噴射系統(tǒng)還可以包括：

1、低壓燃?xì)鈬娚溟y和高壓燃?xì)鈬娚溟y相互獨(dú)立工作，引燃柴油噴射閥的柴油噴射比例占整個(gè)循環(huán)燃料能量比例的1-5％。

本發(fā)明一種改善船用雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)態(tài)響應(yīng)的燃?xì)怆p噴射控制方法，其特征是：

啟動(dòng)及低負(fù)荷時(shí)，雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)采用低壓燃?xì)鈬娚溟y噴射燃?xì)猓邏喝細(xì)鈬娚溟y不工作；

中負(fù)荷時(shí)，低壓燃?xì)鈬娚溟y與高壓燃?xì)鈬娚溟y共同工作；

高負(fù)荷時(shí)，雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)切換到狄塞爾工作循環(huán)，只有高壓燃?xì)鈬娚溟y工作。

本發(fā)明一種改善船用雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)態(tài)響應(yīng)的燃?xì)怆p噴射控制方法還可以包括：

1、所述中負(fù)荷為負(fù)荷15％-70％，低壓燃?xì)鈬娚溟y先噴射燃?xì)馀c空氣形成可燃混合氣，缸內(nèi)高壓燃?xì)鈬娚溟y作為主燃?xì)鈬娚溟y，第一次噴射的氣體在缸內(nèi)形成稀混合氣，第二次噴射的氣體集中分布在燃燒室上層，形成上濃下稀的天然氣濃度分布，引燃柴油噴入并壓縮自燃后形成火焰中心，由混合氣濃度高向混合氣濃度低方向傳播火焰前鋒。