[發明專利]均質預混合燃燒發動機及其控制方法

有效

• 申請號: 202011296427.2
• 申請日: 2020-11-18
• 公開（公告）號: CN112483267B
• 公開（公告）日: 2023-03-28
• 發明（設計）人: 張擘;齊洪峰;劉佰博;李明高
• 申請（專利權）人: 中車工業研究院有限公司
• 主分類號: F02D15/04
• 分類號: F02D15/04;F02D41/30;F02D13/02;F02B75/04;F02B77/08;F02M31/135;F01L3/08
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 白袖龍

1.一種均質預混合燃燒發動機，包括缸體和活塞，所述缸體內形成燃燒室，所述活塞滑動連接在所述缸體內，所述缸體上設置有連通至所述燃燒室的進氣道和排氣道，所述進氣道連通有燃油噴嘴，其特征在于，所述均質預混合燃燒發動機還包括：

調節頂蓋，所述調節頂蓋滑動連接在所述缸體內，用于滑動調節所述燃燒室的大小，所述調節頂蓋上設置有密封環，以實現所述調節頂蓋與所述缸體之間的滑動密封；所述調節頂蓋固定連接有燃燒室推桿，所述燃燒室推桿滑動連接于所述缸體，所述調節頂蓋上設置有連通所述進氣道與燃燒室的第一通氣孔以及連通所述排氣道與燃燒室的第二通氣孔；所述燃燒室推桿固定連接有配氣機構座，所述配氣機構座位于所述缸體外；所述調節頂蓋上固定設置有進氣門導向件，所述進氣門導向件一端連接至所述第一通氣孔，另一端與所述進氣道滑動連接，和/或所述調節頂蓋上固定設置有排氣門導向件，所述排氣門導向件一端連接至所述第二通氣孔，另一端與所述排氣道滑動連接；

缸壓傳感器，用于采集所述燃燒室內的壓力信息；

預熱塞，用于給所述燃燒室升溫；

進氣門，用于控制所述進氣道與所述燃燒室之間通路的開閉；

排氣門，用于控制所述排氣道與所述燃燒室之間通路的開閉；

控制裝置，用于控制所述預熱塞的預熱時間、所述燃油噴嘴的噴射時間、所述進氣門和所述排氣門的運行，以及根據所述壓力信息和所述活塞的曲軸轉角控制所述調節頂蓋的位置；

所述控制裝置包括電子控制單元、滑動控制閥、進氣控制閥和排氣控制閥，所述電子控制單元分別與所述缸壓傳感器、預熱塞、滑動控制閥、進氣控制閥和排氣控制閥電連接，所述滑動控制閥與所述調節頂蓋連接，所述進氣控制閥與所述進氣門連接，所述排氣控制閥與所述排氣門連接；

所述燃燒室推桿與所述滑動控制閥連接；

所述進氣門包括進氣門導桿和進氣門端板，所述進氣門導桿連接所述進氣控制閥，所述進氣門端板與所述進氣門導桿一端固定連接；

所述排氣門包括排氣門導桿和排氣門端板，所述排氣門導桿連接所述排氣控制閥，所述排氣門端板與所述排氣門導桿一端固定連接；

所述進氣控制閥和所述排氣控制閥設置在所述配氣機構座上；

所述進氣道內靠近出口的位置設置有與所述進氣門導向件滑動密封連接的密封滑軌，和/或所述排氣道內靠近入口的位置設置有與所述排氣門導向件滑動密封連接的密封滑軌。

2.一種適用于如權利要求1所述的均質預混合燃燒發動機的控制方法，其特征在于，包括以下步驟：

進行預熱，并將壓縮比調至最大值，噴射燃料并使活塞往復移動，完成發動機啟動過程；

獲得缸內壓力、最大壓力對應的曲軸位置以及循環壓力升高率最大值；

根據所述缸內壓力、最大壓力對應的曲軸位置及循環壓力升高率最大值調整壓縮比；

所述根據所述缸內壓力、最大壓力對應的曲軸位置及循環壓力升高率最大值調整壓縮比包括：

在所述缸內壓力小于或等于機體額定壓力，所述循環壓力升高率最大值小于或等于第一閾值，且與最大壓力對應的曲軸位置晚于上止點后的第一位置時，使所述調節頂蓋以每個循環步進一次的形式移動以增大壓縮比，直至與最大壓力對應的曲軸位置未達到上止點后的第二位置，或循環壓力升高率最大值介于第一閾值和第二閾值之間，同時缸內壓力仍小于或等于機體額定壓力；

在所述缸內壓力大于機體額定壓力，或所述循環壓力升高率最大值大于第一閾值，或最大壓力對應的曲軸位置早于上止點后的第三位置時，使所述調節頂蓋以每個循環步進一次的形式移動以減小壓縮比，直至循環壓力升高率最大值小于第一閾值，且最大壓力對應的曲軸位置晚于上止點后的第三位置，且缸內壓力不大于額定壓力；

所述控制方法還包括：

監測所述調節頂蓋的位移量，并獲得所述位移量與目標位移的相對誤差，在所述相對誤差大于第三閾值時，使所述調節頂蓋移動至燃燒室的容積最大的位置。