[發明專利]一種基于氣門機構的燃氣缸內直噴發動機及其控制方法

在審

• 申請號: 202111496946.8
• 申請日: 2021-12-08
• 公開（公告）號: CN114263549A
• 公開（公告）日: 2022-04-01
• 發明（設計）人: 紀常偉;常珂;汪碩峰;楊金鑫;辛固;王懷宇;吳事凡
• 申請（專利權）人: 北京工業大學
• 主分類號: F02M21/02
• 分類號: F02M21/02;F02D43/00;F01L1/18;F01L3/10
• 代理公司: 北京思海天達知識產權代理有限公司 11203
• 代理人: 劉萍

本發明提出了一種基于氣門機構的燃氣缸內直噴發動機及其控制方法，具體涉及一種基于往復式發動機氣門機構實現缸內直噴氣體燃料的二沖程發動機及其控制方法。本發明將氣門機構與燃氣供應管路相結合，僅通過氣門組的運動便實現了氣體燃料的缸內直噴。相比現有燃氣噴嘴，本裝置不用考慮噴嘴潤滑和冷卻等問題，解決了現有氣體燃料難以缸內直噴的問題，并且本裝置中氣門機構運行過程中僅通過機械運動控制，具有良好的可靠性和耐久性。同時，本發明提供的一種基于氣門機構的燃氣缸內直噴發動機的控制方法，確保了整機的穩定運行。

技術領域

本發明提出了一種基于氣門機構的燃氣缸內直噴發動機及其控制方法，具體涉及一種基于往復式發動機氣門機構實現缸內直噴氣體燃料的二沖程發動機及其控制方法，屬于內燃機領域。

背景技術

為了早日實現碳中和目標，我國在眾多領域致力于節能減排技術的發展。在汽車領域，新能源電動汽車、燃料電池汽車、混合動力汽車的發展在一定程度上減少了環境污染，但是在動力、續航能力和可靠性等方面以上多種類型的汽車相比往復式內燃機汽車仍存在較大差距。現如今可燃清潔氣體燃料在發動機上的應用可以在發揮內燃機優勢的基礎上實現節能減排，具有良好的發展前景。然而，不同于傳統液態化石燃料，氣體燃料采用進氣道噴射方式會影響充氣效率并造成回火等問題。氣體燃料采用缸內直噴的方式可以有效解決上述相關問題，但是由于目前氣體燃料缸內直噴噴嘴難以解決密封、冷卻和耐久性等問題，導致現有缸內直噴氣體燃料發動機發展緩慢。

基于氣體燃料缸內直噴發動機所面臨的上述問題，本發明基于四沖程往復式內燃機的氣門機構和二沖程往復式內燃機，提出了一種基于氣門機構的燃氣缸內直噴發動機及其控制方法。本發明通過將氣門機構與燃氣供應管路相結合實現了氣體燃料的缸內直噴，解決了現有氣體燃料難以缸內直噴的問題。本裝置中氣門機構運行過程中不用考慮燃氣噴嘴潤滑和冷卻等問題，僅通過氣門組的機械運動便可實現燃氣噴射控制，具有良好的可靠性和耐久性。

發明內容

一種基于氣門機構的燃氣缸內直噴發動機，包括：燃氣進氣管路P1，其上依次有燃氣瓶1、減壓閥2、燃氣流量傳感器3、阻燃閥4；氣門組機構：氣門5、搖臂6、凸輪7、氣門彈簧8；空氣進氣管路P2，其上依次有空氣濾清器11、進氣流量傳感器12、進氣壓力傳感器13、單向閥14；排氣管路P3上安裝有氧濃度傳感器10；火花塞9、轉速傳感器15、掃氣隔板16、曲軸位置傳感器17、電控單元ECU18；

該裝置中氣門組機構通過凸輪7帶動搖臂6運動，搖臂6壓縮氣門彈簧8控制氣門5向下運動開啟燃氣噴射口，發動機缸蓋上燃氣噴射口直徑與氣門5底部直徑相等，具體直徑根據不同的發動機具體型號確定，保證氣門5回到原位置處可以完全封閉燃氣噴射口；

所述電控單元ECU18接收曲軸位置信號a、燃氣流量信號b、轉速信號c、進氣流量信號d、進氣壓力信號e、排氣氧濃度信號f，發出火花塞點火信號g；