專利名稱:一種缸內(nèi)直噴雙氣體燃料點(diǎn)燃式燃燒及控制裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種缸內(nèi)直噴雙氣體燃料點(diǎn)燃式燃燒及控制裝置，本實(shí)用新型中的雙燃料存儲(chǔ)罐分別經(jīng)過(guò)減壓閥與各自的噴嘴相連，兩種燃料均采用發(fā)動(dòng)機(jī)缸內(nèi)直噴，所以該實(shí)用新型燃燒裝置具有缸內(nèi)直噴點(diǎn)燃式發(fā)動(dòng)機(jī)的所有優(yōu)點(diǎn)，另外所述燃燒裝置還取消了傳統(tǒng)點(diǎn)燃式發(fā)動(dòng)機(jī)的節(jié)氣門(mén)，減少了進(jìn)氣過(guò)程中的泵氣損失，并且配備了廢氣渦輪增壓器，可以提高充氣效率，與非直噴的氣體燃料發(fā)動(dòng)機(jī)相比可以提高升功率，缸內(nèi)一種燃油噴射器在火花塞附近，與活塞的特殊形狀配合，可以在火花塞附近行程局部濃區(qū)，保證可靠點(diǎn)火，而另一種燃料則與空氣形成較稀的混合氣，以實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)的整體稀燃，降低排放，減少石油消耗，緩解石油緊缺的壓力，減輕環(huán)境污染。
【專利說(shuō)明】一種缸內(nèi)直噴雙氣體燃料點(diǎn)燃式燃燒及控制裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及車用內(nèi)燃機(jī)【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及氣體燃料內(nèi)燃機(jī)控制及缸內(nèi)直接噴射發(fā)動(dòng)機(jī)。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著汽車保有量的逐年增加，汽車所消耗的石油量亦逐年增加。加之所探明的世界石油存儲(chǔ)量不斷減少，汽車燃燒石油燃料后排出的有害氣體對(duì)環(huán)境造成的污染愈加嚴(yán)重且不可逆轉(zhuǎn)，所以汽車發(fā)展對(duì)高效節(jié)能的要求也越來(lái)越高。隨著空氣污染程度的加劇以及排放法規(guī)的日益嚴(yán)格，為汽車尋找優(yōu)質(zhì)的發(fā)動(dòng)機(jī)替代燃料和對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)新型燃燒模式的探索已經(jīng)勢(shì)在必行。優(yōu)質(zhì)的發(fā)動(dòng)機(jī)代用燃料可以減輕汽車給石油資源緊缺帶來(lái)的壓力，減輕能源危機(jī)。新型燃燒模式的發(fā)動(dòng)機(jī)理論上既能降低發(fā)動(dòng)機(jī)燃料的消耗，又可以減少有害物質(zhì)的排放，同時(shí)達(dá)到降低能耗和減少污染的目的。汽車發(fā)展必須走一條與能源環(huán)境和諧共處的可持續(xù)發(fā)展之路。
[0003]近年來(lái)，氣體燃料發(fā)動(dòng)機(jī)受到關(guān)注程度不斷增加，但是傳統(tǒng)的氣體燃料發(fā)動(dòng)機(jī)有一定的缺點(diǎn)，氣體燃料和空氣一起進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)缸內(nèi)，氣體燃料占進(jìn)氣體積的一部分，使得進(jìn)氣量減少，充氣效率降低；氣體燃料的凈能量密度低于石油燃料，使發(fā)動(dòng)機(jī)的功率下降導(dǎo)致稀燃時(shí)功率不能滿足駕駛要求等?；谏鲜龅募夹g(shù)背景及現(xiàn)有氣體燃料發(fā)動(dòng)機(jī)存在的問(wèn)題，本實(shí)用新型涉及的雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)克服了現(xiàn)有氣體燃料發(fā)動(dòng)機(jī)的缺點(diǎn)，而且能實(shí)現(xiàn)多種燃燒模式，并可通過(guò)不同燃燒模式之間的轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)高效率低排放的燃燒。
[0004]缸內(nèi)直噴技術(shù)，是指將噴油嘴安置在進(jìn)排氣門(mén)之間，將高壓燃油直接注人燃燒室平順高效地燃燒，通過(guò)均勻燃燒和分層燃燒的方式實(shí)現(xiàn)了在保證動(dòng)力輸出的情況下達(dá)到降低燃油消耗率的一種技術(shù)，尤其是使小負(fù)荷下的燃油消耗降低，同時(shí)使得爆震傾向也大大下降，動(dòng)力性卻得到很大提升的一種技術(shù)。目前，缸內(nèi)直噴發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒方式主要有兩種，一種是分層燃燒的方式，另一種是均質(zhì)燃燒的方式。在國(guó)內(nèi)，缸內(nèi)直噴發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒方式是均質(zhì)燃燒模式，這是由于分層燃燒模式對(duì)油品質(zhì)量的要求較高，國(guó)內(nèi)的油品不能使之長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定的工作，而且在短時(shí)間內(nèi)難以改善油品的質(zhì)量，所以國(guó)內(nèi)的缸內(nèi)直噴發(fā)動(dòng)機(jī)一直是采用均質(zhì)燃燒模式。但是均質(zhì)燃燒模式很難實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)的稀燃，進(jìn)而限制發(fā)動(dòng)機(jī)經(jīng)濟(jì)性的


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本實(shí)用新型是一種缸內(nèi)直噴雙氣體燃料點(diǎn)燃式燃燒裝置，目的在于解決傳統(tǒng)氣體燃料發(fā)動(dòng)機(jī)存在的缺點(diǎn)與國(guó)內(nèi)缸內(nèi)直噴發(fā)動(dòng)機(jī)不能實(shí)現(xiàn)分層燃燒及燃燒產(chǎn)物難以控制的問(wèn)題。本實(shí)用新型還可以使發(fā)動(dòng)機(jī)在更大的空燃比下燃燒，在較高的壓縮比下工作。通過(guò)控制系統(tǒng)，使發(fā)動(dòng)機(jī)在不同工況下以不同的燃燒模式工作，使發(fā)動(dòng)機(jī)在各種工況下都能對(duì)應(yīng)最優(yōu)的燃燒模式，在最優(yōu)模式下穩(wěn)定、高效工作。
[0006]本實(shí)用新型的上述目的通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)，并結(jié)合附圖做出具體說(shuō)明。
[0007]參閱圖1所示，本實(shí)用新型為一種缸內(nèi)直噴雙氣體燃料分層燃燒裝置，由發(fā)動(dòng)機(jī)1、廢氣渦輪增壓器4、雙燃料存儲(chǔ)罐2和3、三效催化轉(zhuǎn)換器6、EGR閥14、電子控制裝置5組成；雙燃料存儲(chǔ)罐2和3分別經(jīng)過(guò)減壓閥7和10與各自的噴嘴9和12相連，兩種燃料均采用發(fā)動(dòng)機(jī)的缸內(nèi)直噴，廢氣渦輪增壓器4與發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣總管13相連，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣進(jìn)行增壓；EGR閥14與發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣管13和進(jìn)氣管15相連，廢氣隨新鮮空氣一起進(jìn)入增壓器4，電子控制裝置5接收發(fā)動(dòng)機(jī)的各種運(yùn)轉(zhuǎn)信號(hào)，控制雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)的噴油器9和12、火花塞16、增壓器4、EGR閥14以及發(fā)動(dòng)機(jī)上其他需電控的裝置。
[0008]發(fā)動(dòng)機(jī)由進(jìn)氣系統(tǒng)、排氣系統(tǒng)、雙氣體燃料供給系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、潤(rùn)滑系統(tǒng)、點(diǎn)火系統(tǒng)等組成。雙燃料供給系統(tǒng)由燃料存儲(chǔ)罐2和3、氣體燃料管路、氣體燃料減壓裝置7和10、高壓氣軌17和18、氣體燃料噴嘴9和12、氣體燃料泄漏報(bào)警裝置20和21等組成，氣體燃料存儲(chǔ)罐2、3與各自的噴嘴9、12相連，每個(gè)噴嘴均直接將燃料噴入發(fā)動(dòng)機(jī)缸內(nèi)。發(fā)動(dòng)機(jī)增壓器4與發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣管15相連，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣進(jìn)行增壓。EGR系統(tǒng)與發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣管和進(jìn)氣管相連，使尾氣隨空氣一起進(jìn)入增壓器。電子控制裝置5接收發(fā)動(dòng)機(jī)的各種運(yùn)行參數(shù)信號(hào)，具體包括:油門(mén)踏板位置信號(hào)、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速信號(hào)、曲軸位置信號(hào)、凸輪軸位置信號(hào)、潤(rùn)滑油壓力信號(hào)、潤(rùn)滑油溫度信號(hào)、冷卻水溫度信號(hào)、進(jìn)氣溫度和壓力信號(hào)、廢氣中氧氣的濃度信號(hào)、爆震信號(hào)、雙燃料溫度和壓力信號(hào)，輸出端控制雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)的噴嘴、火花塞、增壓器、EGR閥等裝置。上述雙燃料罐中氣體燃料并非特定兩種燃料，所述氣體燃料A (輔助燃料)的火焰?zhèn)鞑ニ俣纫哂谌剂螧 (主燃料)，點(diǎn)火能量要低于燃料B的點(diǎn)火能量，同時(shí)燃料A的辛烷值要高。對(duì)燃料B的主要要求有燃料B的辛烷值要高，并且燃料B的凈能量密度要相對(duì)較高。
[0009]本實(shí)用新型，一種缸內(nèi)直噴雙氣體燃料燃燒及控制裝置，該裝置中的發(fā)動(dòng)機(jī)是點(diǎn)燃式發(fā)動(dòng)機(jī)。本實(shí)用新型的目的在于實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)的分層燃燒及發(fā)動(dòng)機(jī)在更大的空燃比下穩(wěn)定燃燒，發(fā)動(dòng)機(jī)稀燃后，發(fā)動(dòng)機(jī)的爆震傾向降低，可以適度提高發(fā)動(dòng)機(jī)的壓縮比以使發(fā)動(dòng)機(jī)的經(jīng)濟(jì)性得到進(jìn)一步提高。我們將發(fā)動(dòng)機(jī)的壓縮比設(shè)計(jì)為12，比傳統(tǒng)汽油機(jī)的壓縮比高，可以使發(fā)動(dòng)機(jī)的熱效率提高；另外值得一提的一點(diǎn)是，本實(shí)用新型取消了傳統(tǒng)點(diǎn)燃式發(fā)動(dòng)機(jī)的節(jié)氣門(mén)，減少了部分負(fù)荷時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)的泵氣損失，提高了充氣效率。國(guó)內(nèi)的缸內(nèi)直噴稀燃汽油機(jī)只有在大負(fù)荷下節(jié)氣門(mén)全開(kāi)，而中小負(fù)荷節(jié)氣門(mén)是沒(méi)有全開(kāi)的，因此，發(fā)動(dòng)機(jī)在中小負(fù)荷存在節(jié)流損失，本實(shí)用新型在發(fā)動(dòng)機(jī)所有工況下都不存在節(jié)流損失，進(jìn)氣效率得到很大提高。發(fā)動(dòng)機(jī)雙燃料均采用缸內(nèi)直噴，具有直噴發(fā)動(dòng)機(jī)的一切優(yōu)點(diǎn)。發(fā)動(dòng)機(jī)的雙直噴系統(tǒng)也經(jīng)過(guò)特殊的設(shè)計(jì)，目的是使一種燃料的噴油器在火花塞附近，配合活塞的特殊形狀，可以在火花塞附近形成局部濃區(qū)，以實(shí)現(xiàn)可靠的點(diǎn)火；另一種燃料可以與空氣形成較稀的混合氣，實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)的整體稀燃，并且可以實(shí)現(xiàn)多種燃燒模式的轉(zhuǎn)換。其中燃料A的噴嘴和火花塞的位置配合以及燃料A的噴嘴位置和活塞形狀的配合，利用氣流引導(dǎo)和壁面引導(dǎo)使燃料A與空氣形成的混合氣可以在火花塞附近形成易于點(diǎn)燃的混合氣，即在火花塞附近形成燃料A和空氣的局部濃混合氣，使之易于點(diǎn)燃，進(jìn)而點(diǎn)燃由燃料B和空氣形成的混合氣，使發(fā)動(dòng)機(jī)平穩(wěn)工作。特殊的設(shè)計(jì)要求特殊的控制，本實(shí)用新型中，兩種燃料的缸內(nèi)直接噴射，還要配合火花的點(diǎn)火，這樣就出現(xiàn)了兩個(gè)噴射時(shí)刻和一個(gè)點(diǎn)火時(shí)刻，這三個(gè)時(shí)刻的控制對(duì)本實(shí)用新型是尤為重要的。為了控制好這三個(gè)邊界條件，本實(shí)用新型針對(duì)這三個(gè)邊界條件進(jìn)行的大量的仿真，目的在于尋找出在不同工況下三個(gè)時(shí)刻最佳的配合，在不同的工況下實(shí)施最優(yōu)控制。并且在每一種燃燒模式下都做同樣的仿真實(shí)驗(yàn)，找出最優(yōu)控制參數(shù)，以實(shí)現(xiàn)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的控制。本實(shí)用新型中發(fā)動(dòng)機(jī)的雙燃料供給和雙燃料的缸內(nèi)直噴可以使發(fā)動(dòng)機(jī)在不同工況實(shí)現(xiàn)與此工況相對(duì)應(yīng)的最優(yōu)的燃燒模式:
[0010]1、啟動(dòng)和暖機(jī)工況(A型燃燒模式):傳統(tǒng)的發(fā)動(dòng)機(jī)在啟動(dòng)工況時(shí)需要給發(fā)動(dòng)機(jī)較濃的混合氣，以使發(fā)動(dòng)機(jī)可靠地啟動(dòng)，但是啟動(dòng)工況混合氣的燃燒不完全，使發(fā)動(dòng)機(jī)在啟動(dòng)工況時(shí)燃油經(jīng)濟(jì)性和排放性能都變惡化，與傳統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)相比本實(shí)用新型在啟動(dòng)時(shí)有與啟動(dòng)工況相對(duì)應(yīng)的燃燒模式即A型燃燒模式，具體實(shí)現(xiàn)方法是:發(fā)動(dòng)機(jī)單獨(dú)使用燃料A，進(jìn)氣行程中開(kāi)始向缸內(nèi)供給燃料A，使缸內(nèi)形成燃料A與空氣較為均勻的混合氣，在壓縮行程末期再次向缸內(nèi)噴射燃料A，使之在火花塞附近形成局部較濃的混合氣。由于燃料A的點(diǎn)火能量低，火焰?zhèn)鞑ニ俣瓤欤紵掷m(xù)期短，可以在短時(shí)間內(nèi)使發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)啟動(dòng)，并且快速完成發(fā)動(dòng)機(jī)的暖機(jī)過(guò)程。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水溫度達(dá)到發(fā)動(dòng)機(jī)正常工作溫度時(shí)，逐漸添加燃料B，同時(shí)減少燃料A的供給，保證燃料的總放熱量保持不變。燃料的總放熱量=燃料A的熱值*燃料A的質(zhì)量+燃料B的熱值*燃料B的質(zhì)量。根據(jù)仿真出的控制參數(shù)逐漸增大燃料的過(guò)量空氣系數(shù)，使發(fā)動(dòng)機(jī)在較大的空燃比下怠速運(yùn)轉(zhuǎn)。
[0011]2、小負(fù)荷工況(多A少B型燃燒模式):本發(fā)明中的燃料分層有兩種，燃料A—空氣形成的混合氣和燃料B—空氣形成的混合氣之間的分層與燃料B與空氣的分層。在這里強(qiáng)調(diào)文中所提及的分層沒(méi)有特殊說(shuō)明都是指燃料B和空氣形成的分層。小負(fù)荷時(shí)，使發(fā)動(dòng)機(jī)在分層稀燃模式下工作，燃料B的噴嘴在壓縮沖程開(kāi)始噴射且實(shí)施多次噴射，多次噴射配合氣體流動(dòng)形成分層混合氣，在接近壓縮上止點(diǎn)時(shí)，燃料A的噴嘴打開(kāi)，開(kāi)始噴射燃料A，在火花塞處形成燃料A和空氣相對(duì)較濃的混合氣，火花塞跳火使之點(diǎn)燃，進(jìn)而點(diǎn)燃燃料B和空氣形成的稀薄混合氣，使發(fā)動(dòng)機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)。由于發(fā)動(dòng)機(jī)的分層燃燒，又由于發(fā)動(dòng)機(jī)缸壁附近的空氣層降低了發(fā)動(dòng)機(jī)的傳熱損失，提高發(fā)動(dòng)機(jī)的熱效率。
[0012]3、大負(fù)荷工況(少A多B型燃燒模式):大負(fù)荷時(shí)，根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)油門(mén)踏板的信號(hào)，油門(mén)踏板信號(hào)逐漸增加最后穩(wěn)定，發(fā)動(dòng)機(jī)需要較大的轉(zhuǎn)矩輸出。隨著發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩需求的不斷增加，燃料供給系統(tǒng)逐步增加凈能量密度大的燃料B，同時(shí)減少燃料A的供給，以此來(lái)滿足發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩的需求。具體實(shí)施方法是在滿足發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩需求的情況下，燃料B在進(jìn)氣開(kāi)始時(shí)就開(kāi)始噴射，增加噴射脈寬和噴射壓力使之與空氣形成均勻較濃的混合氣，并逐漸減少燃料A的供給，在此過(guò)程中要保證混合氣的空燃比保持不變。
[0013]4、急加速工況(多A多B型燃燒模式):當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)需要急加速時(shí)，不僅需要大的轉(zhuǎn)矩還需要高的轉(zhuǎn)速。根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)油門(mén)踏板信號(hào)，發(fā)動(dòng)機(jī)油門(mén)踏板信號(hào)瞬時(shí)增大，此時(shí)要滿足發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速迅速增加的需求，要供給發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒周期短的混合氣，即功率混合氣。具體實(shí)施方法是，發(fā)動(dòng)機(jī)燃料供給系統(tǒng)供給發(fā)動(dòng)機(jī)凈能量密度大的燃料B還需要供給發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒速度快的燃料A，在發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣行程噴射燃料B和大負(fù)荷是實(shí)施方法一樣，實(shí)現(xiàn)高壓噴射的同時(shí)增大噴油脈寬，不同的是在壓縮接近上止點(diǎn)時(shí)噴射更多的燃料A，使混合氣的燃燒周期最短，使發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速迅速增加，實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)的急加速。

【附圖說(shuō)明】

[0014]圖1為缸內(nèi)直噴雙氣體燃料燃燒及控制裝置整體機(jī)構(gòu)圖。
[0015]圖2為缸內(nèi)直噴雙氣體燃料燃燒及控制裝置缸蓋橫剖圖。
[0016]圖3為缸內(nèi)直噴雙氣體燃料燃燒及控制裝置電子控制電源接收的信號(hào)和發(fā)出的指令。
[0017]圖4為缸內(nèi)直噴雙氣體燃料燃燒及控制裝置燃料噴射示意圖。
[0018]圖5為缸內(nèi)直噴雙氣體燃料燃燒及控制裝置控制流程圖。
[0019]圖中:1發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)體，2燃料A儲(chǔ)存罐，3燃料B儲(chǔ)存罐，4廢氣渦輪增壓器，5電子控制單元，6三效催化轉(zhuǎn)化器，7減壓閥，8壓力表，9燃料A的噴嘴，10減壓閥，11壓力表，12燃料B的噴嘴，13排氣總管，14EGR閥，15進(jìn)氣管，16火花塞，17燃料B高壓氣軌，18燃料A高壓氣軌，19蓄電池，20燃料A泄漏報(bào)警裝置，21燃料B泄漏報(bào)警裝置

【具體實(shí)施方式】
[0020]下面結(jié)合附圖所示實(shí)施例進(jìn)一步說(shuō)明本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】。
[0021]圖1為一種缸內(nèi)直噴雙氣體燃料點(diǎn)燃式燃燒及控制裝置，由發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)體1、燃料A儲(chǔ)存罐2、燃料B儲(chǔ)存罐3、廢氣渦輪增壓器4、電子控制單元5、三效催化轉(zhuǎn)化器6、減壓閥
7、壓力表8、燃料A的噴嘴9、減壓閥10、壓力表11、燃料B的噴嘴12、排氣總管13、EGR閥14、進(jìn)氣管15、火花塞16、燃料B高壓氣軌17、燃料A高壓氣軌18、蓄電池19、燃料A泄漏報(bào)警裝置20、燃料B泄漏報(bào)警裝置21等組成。氣體燃料A經(jīng)過(guò)減壓閥7、壓力表8與燃料A的高壓氣軌9連接，高壓氣軌連接燃料A的噴嘴，燃料B經(jīng)過(guò)減壓閥10、壓力表11與燃料B的高壓氣軌17相連，燃料B的高壓氣軌17與燃料B的噴嘴12相連。兩個(gè)噴嘴都直接將燃料噴入發(fā)動(dòng)機(jī)缸內(nèi)，組成該發(fā)明的燃料供給系統(tǒng)。燃料供給系統(tǒng)還包括針對(duì)燃料泄漏的報(bào)警器20、21。發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣總管13與增壓器4相連，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣進(jìn)行增壓，并組成該裝置的增壓系統(tǒng)。EGR閥14連接發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣管13和進(jìn)氣管15，組成該裝置的EGR系統(tǒng)。三效催化轉(zhuǎn)化器6與發(fā)動(dòng)機(jī)排氣總管13相連，安裝在增壓器4的后方，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣進(jìn)行處理，組成改裝的后處理系統(tǒng)。
[0022]圖2為缸內(nèi)直噴雙氣體燃料燃燒及控制裝置缸蓋橫剖圖，從圖上可以看出燃料A的噴嘴9、燃料B的噴嘴12及火花塞16在水平面上的位置投影，配合圖4可以確定三個(gè)零件的空間位置關(guān)系。據(jù)此通過(guò)有限元分析和理論計(jì)算可以判斷發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋的機(jī)械強(qiáng)度是否滿足要求。
[0023]圖3為發(fā)動(dòng)機(jī)的電子控制單元信號(hào)處理情況，接收端接收發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行工況信號(hào):油門(mén)踏板位置信號(hào)、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速信號(hào)、曲軸轉(zhuǎn)角信號(hào)、上止點(diǎn)位置信號(hào)、潤(rùn)滑油壓力信號(hào)、潤(rùn)滑油溫度信號(hào)、冷卻水溫度信號(hào)、進(jìn)氣溫度和壓力信號(hào)、廢氣中氧氣的濃度信號(hào)、爆震信號(hào)、雙燃料溫度和壓力信號(hào)。輸出端與燃料A噴嘴9、燃料B噴嘴12以及火花塞16連接，給執(zhí)行器發(fā)出指令，實(shí)現(xiàn)雙燃料的噴射和火花塞的跳火。
[0024]圖4為缸內(nèi)直噴雙氣體燃料燃燒及控制裝置，使雙燃料均實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)的缸內(nèi)直接噴射，對(duì)燃料A、B的噴油器以及火花塞的的位置進(jìn)行了設(shè)計(jì)，燃料A的噴嘴9與氣缸軸線成35度角，燃料B的噴嘴12與氣缸軸線成50度角，火花塞16與氣缸軸線成25度角，并且活塞頂部有配合噴嘴的凹坑，使燃料A可以在火花塞附近形成可以點(diǎn)燃的混合氣，使燃料B在部分工況可以形成分層混合氣。該實(shí)用新型是一種氣體雙燃料分層燃燒裝置，所以取消了傳統(tǒng)汽油機(jī)的節(jié)氣門(mén)，與傳統(tǒng)的分層稀燃發(fā)動(dòng)機(jī)相比，不僅在大負(fù)荷時(shí)減少發(fā)動(dòng)機(jī)的節(jié)流損失，在發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行的全工況都能減少發(fā)動(dòng)機(jī)的節(jié)流損失，增大進(jìn)氣量，減少發(fā)動(dòng)機(jī)傳熱損失，使發(fā)動(dòng)機(jī)的燃油經(jīng)濟(jì)性得到更進(jìn)一步的提高。發(fā)動(dòng)機(jī)稀燃后可以工作在更大的壓縮比下，所以該發(fā)動(dòng)機(jī)的壓縮比設(shè)計(jì)為12，以使發(fā)動(dòng)機(jī)的熱效率再進(jìn)一步提高。
[0025]如圖5為缸內(nèi)直噴雙氣體燃料燃燒及控制裝置控制流程圖，發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)首先要根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)ECU接收的運(yùn)轉(zhuǎn)參數(shù)(主要是油門(mén)踏板位置信號(hào))來(lái)判斷發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)模式，根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的不同運(yùn)轉(zhuǎn)模式對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行不同的控制，選擇發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒模式，保證發(fā)動(dòng)機(jī)得到實(shí)時(shí)的控制。保證發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩輸出值滿足轉(zhuǎn)矩需求，進(jìn)而使發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)的相對(duì)最優(yōu)控制，使發(fā)動(dòng)機(jī)的經(jīng)濟(jì)性、動(dòng)力性、排放性都達(dá)到相對(duì)較優(yōu)。發(fā)動(dòng)機(jī)的每一個(gè)運(yùn)轉(zhuǎn)工況都對(duì)應(yīng)相應(yīng)的已經(jīng)仿真好的脈譜，從脈譜中尋找與發(fā)動(dòng)機(jī)當(dāng)前工作狀態(tài)最接近的控制參數(shù)，
進(jìn)而對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行控制。具體實(shí)施路線:發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)參數(shù)判斷發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)工況--與工況對(duì)應(yīng)的燃燒模式一一對(duì)該燃燒模式的相對(duì)最優(yōu)控制。
【權(quán)利要求】
1.一種缸內(nèi)直噴雙氣體燃料點(diǎn)燃式燃燒及控制裝置，其特征在于，它是由發(fā)動(dòng)機(jī)(I)、廢氣渦輪增壓器⑷、雙燃料存儲(chǔ)罐(2、3)三效催化轉(zhuǎn)換器(6)、EGR閥(14)、電子控制裝置(5)組成；雙燃料存儲(chǔ)罐(2、3)分別經(jīng)過(guò)減壓閥(7、10)與各自的噴嘴(9、12)相連，兩種燃料均采用發(fā)動(dòng)機(jī)的缸內(nèi)直噴，廢氣渦輪增壓器(4)與發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣總管(13)相連，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣進(jìn)行增壓；EGR閥(14)與發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣管(13)和進(jìn)氣管(15)相連，廢氣隨新鮮空氣一起進(jìn)入增壓器(4)，電子控制裝置(5)接收發(fā)動(dòng)機(jī)的各種運(yùn)轉(zhuǎn)信號(hào)，控制雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)的噴油器(9、12)、火花塞(16)、增壓器(4)、EGR閥(14)以及發(fā)動(dòng)機(jī)上其他需電控的裝置，該發(fā)動(dòng)機(jī)還取消了傳統(tǒng)點(diǎn)燃式發(fā)動(dòng)機(jī)的節(jié)氣門(mén)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種缸內(nèi)直噴雙氣體燃料點(diǎn)燃式燃燒及控制裝置，其特征在于，兩種燃料均采用缸內(nèi)的直接噴射，并且通過(guò)控制參數(shù)的調(diào)節(jié)以實(shí)現(xiàn)燃料A的噴射時(shí)刻、燃料B的噴射時(shí)刻、點(diǎn)火時(shí)刻這三個(gè)時(shí)刻在發(fā)動(dòng)機(jī)不同工況下的配合。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種缸內(nèi)直噴雙氣體燃料點(diǎn)燃式燃燒及控制裝置，其特征在于，一種燃料的噴油器在火花塞附近，配合活塞的特殊形狀，可以在火花塞附近形成局部濃區(qū)，以實(shí)現(xiàn)可靠的點(diǎn)火；另一種燃料可以與空氣形成較稀的混合氣，實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)的整體稀燃，并且可以實(shí)現(xiàn)多種燃燒模式的轉(zhuǎn)換。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種缸內(nèi)直噴雙氣體燃料點(diǎn)燃式燃燒及控制裝置，其特征在于，該發(fā)動(dòng)機(jī)是氣體稀燃發(fā)動(dòng)機(jī)，壓縮比設(shè)計(jì)為12，比傳統(tǒng)汽油機(jī)的壓縮比略高。
【文檔編號(hào)】F02D19-08GK204299708SQ201420659957
【發(fā)明者】于秀敏, 顧家旗, 姜麟麟, 李潤(rùn)增, 杜耀東, 孫平, 董偉, 何玲, 李國(guó)良 [申請(qǐng)人]吉林大學(xué)