專利名稱：雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)火花點(diǎn)火與均質(zhì)壓燃模式切換策略及其實(shí)施裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是一種新型發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒模式切換控制策略及其實(shí)施裝置，特別是基于傳統(tǒng)汽油機(jī)的汽油-正庚烷雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)火花點(diǎn)火與均質(zhì)壓燃模式切換策略及其實(shí)施裝置。
背景技術(shù)：
隨著現(xiàn)代社會(huì)的發(fā)展，人們對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)節(jié)能和環(huán)保的要求越來越高。均質(zhì)壓燃作為一種新型的發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒模式，可以降低燃油消耗率，大幅減少氮氧化合物排放?；趥鹘y(tǒng)汽油機(jī)的均質(zhì)壓燃發(fā)動(dòng)機(jī)，仍然面臨著冷啟動(dòng)不易實(shí)現(xiàn)、負(fù)荷范圍較小等亟待解決的問題。在實(shí)際應(yīng)用中，發(fā)動(dòng)機(jī)的工況是不斷變化的，因此，需要火花點(diǎn)火模式和均質(zhì)壓燃模式的不斷切換。提高缸內(nèi)進(jìn)氣充量的溫度是在傳統(tǒng)汽油機(jī)上實(shí)現(xiàn)均質(zhì)壓燃的必要措施。經(jīng)過對(duì)現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)的檢索發(fā)現(xiàn)，在專利200880014482.9中，描述了一種基于兩級(jí)可變相位氣門系火花點(diǎn)火/均質(zhì)壓燃切換控制策略。該策略通過調(diào)節(jié)兩級(jí)可變相位氣門，增加氣缸內(nèi)殘余廢氣量，提高缸內(nèi)充量的溫度實(shí)現(xiàn)燃燒模式從火花點(diǎn)火向均質(zhì)壓燃切換。這種切換具有響應(yīng)迅速，切換速度快的優(yōu)點(diǎn)，但是受發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行工況的限制很大，在低負(fù)荷下很難實(shí)現(xiàn)切換，造成均質(zhì)壓燃運(yùn)行范圍縮小。專利201010508631.6中描述了一種基于發(fā)動(dòng)機(jī)熱管理的火花點(diǎn)火/均質(zhì)壓燃切換模式。在這種模式下，通過兩級(jí)換熱器把冷卻液熱量和廢氣熱量傳遞給進(jìn)氣，提高進(jìn)氣溫度，實(shí)現(xiàn)火花點(diǎn)火/均質(zhì)壓燃燃燒模式切換。這種方法具有熱效率高，運(yùn)行范圍較廣的特點(diǎn)，但是由于換熱器的熱慣性，進(jìn)氣加熱過程較為緩慢，燃燒模式切換周期較長。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)火花點(diǎn)火與均質(zhì)壓燃模式切換策略及其實(shí)施裝置，本策略拓廣了均質(zhì)壓燃燃燒模式的應(yīng)用范圍。本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的:本發(fā)明涉及一種雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)火花點(diǎn)火與均質(zhì)壓燃模式切換策略，包括如下步驟:步驟一，對(duì)汽油和正庚烷混合燃燒的均質(zhì)壓燃特性進(jìn)行標(biāo)定，得到在不同進(jìn)氣歧管壓力和溫度條件下能實(shí)現(xiàn)均質(zhì)壓燃燃燒所需的汽油和正庚烷比例，并把此標(biāo)定數(shù)據(jù)存入電子控制單元內(nèi)；步驟二，在火花點(diǎn)火與均質(zhì)壓燃切換過程中，電子控制單元采集進(jìn)氣歧管內(nèi)的進(jìn)氣溫度和進(jìn)氣壓力，并與計(jì)算機(jī)中預(yù)存數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，確定該條件下實(shí)現(xiàn)均質(zhì)壓燃所需汽油和正庚烷比例；步驟三，根據(jù)負(fù)載要求，電子控制單元確定節(jié)氣門開度和循環(huán)供油量；步驟四，根據(jù)之前所確定的循環(huán)噴油量及兩種燃料的噴油比例，電子控制單元分別調(diào)節(jié)汽油噴油器和正庚烷噴油器的噴油脈寬，實(shí)現(xiàn)燃燒模式從火花點(diǎn)火切換至均質(zhì)壓燃。本發(fā)明還涉及一種實(shí)施以上所述雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)火花點(diǎn)火與均質(zhì)壓燃模式切換策略的裝置，包括氣缸、活塞、進(jìn)氣門、排氣門、火花塞、進(jìn)氣管、排氣管、節(jié)氣門、噴油器、正庚烷噴油器、壓力傳感器、溫度傳感器、電子控制單元、計(jì)算機(jī)、連接線、第一油箱、第一油濾、第一油耗儀、第一油泵、第一油軌、第二油箱、第二油濾、第二油耗儀、第二油泵和第二油軌，活塞安裝在氣缸內(nèi)，進(jìn)氣門、排氣門和火花塞均安裝在氣缸的頂端，進(jìn)氣管的出氣口、排氣管的進(jìn)氣口均與氣缸相連接，節(jié)氣門安裝在進(jìn)氣管內(nèi)，汽油噴油器、正庚烷噴油器、壓力傳感器、溫度傳感器均安裝在進(jìn)氣管上并均處于節(jié)氣門的下游，電子控制單元通過連接線分別與節(jié)氣門、汽油噴油器、正庚烷噴油器、壓力傳感器、溫度傳感器、計(jì)算機(jī)相連接，第一油箱、第一油濾、第一油耗儀、第一油泵、第一油軌通過油管依次連接，汽油噴油器的上端與第一油軌相連接，第二油箱、第二油濾、第二油耗儀、第二油泵、第二油軌通過油管依次連接，正庚烷噴油器的上端與第二油軌相連接，在第一油箱和第二油箱內(nèi)分別裝有汽油和正庚燒。進(jìn)一步地，在本發(fā)明中發(fā)動(dòng)機(jī)的壓縮比為11至15。在本發(fā)明的工作過程中，電子控制單元內(nèi)存儲(chǔ)了在不同進(jìn)氣歧管壓力溫度下能夠?qū)崿F(xiàn)均質(zhì)燃燒的兩種燃料的摻混比例；在燃燒模式的切換過程中，電子控制單元采根據(jù)進(jìn)氣管內(nèi)的進(jìn)氣壓力溫度以及預(yù)先存儲(chǔ)在電子控制單元中的標(biāo)定數(shù)據(jù)，確定該條件下實(shí)現(xiàn)均質(zhì)壓燃所需汽油和正庚烷比例；根據(jù)負(fù)載要求，電子控制單元調(diào)節(jié)節(jié)氣門開度，并分別調(diào)節(jié)汽油噴油器和正庚烷噴油器的噴油脈寬，實(shí)現(xiàn)燃燒模式從火花點(diǎn)火切換至均質(zhì)壓燃。兩套供油系統(tǒng)可以實(shí)時(shí)控制汽油和正庚烷的比例，調(diào)節(jié)燃料性質(zhì)。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下有益效果為:本發(fā)明設(shè)計(jì)合理，結(jié)構(gòu)簡單，不但可以擴(kuò)展均質(zhì)燃燒的應(yīng)用范圍，而且燃燒模式的切換周期也比較短。


圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明中汽油供油系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本發(fā)明中正庚烷 供油系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；其中:1、氣缸，2、活塞，3、進(jìn)氣門，4、排氣門，5、火花塞，6、進(jìn)氣管，7、排氣管，8、節(jié)
氣門，9、汽油噴油器，10、正庚烷噴油器，11、壓力傳感器，12、溫度傳感器，13、電子控制單兀，14、計(jì)算機(jī),15、連接線，16、第一油箱,17、第一油濾,18、第一油耗儀,19、第一油泵,20、第一油軌，21、第二油箱，22、第二油濾，23、第二油耗儀，24、第二油泵，25、第二油軌。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例作詳細(xì)說明，本實(shí)施例以本發(fā)明技術(shù)方案為前提，給出了詳細(xì)的實(shí)施方式和具體的操作過程，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于下述的實(shí)施例。實(shí)施例如圖1至圖3所示，本發(fā)明包括氣缸1、活塞2、進(jìn)氣門3、排氣門4、火花塞5、進(jìn)氣管6、排氣管7、節(jié)氣門8、汽油噴油器9、正庚烷噴油器10、壓力傳感器11、溫度傳感器12、電子控制單元13、計(jì)算機(jī)14、連接線15、第一油箱16、第一油濾17、第一油耗儀18、第一油泵19、第一油軌20、第二油箱21、第二油濾22、第二油耗儀23、第二油泵24和第二油軌25，活塞2安裝在氣缸I內(nèi)，進(jìn)氣門3、排氣門4和火花塞5均安裝在氣缸I的頂端，進(jìn)氣管6的出氣口、排氣管7的進(jìn)氣口均與氣缸I相連接，節(jié)氣門8安裝在進(jìn)氣管6內(nèi)，汽油噴油器9、正庚烷噴油器10、壓力傳感器11、溫度傳感器12均安裝在進(jìn)氣管6上并均處于節(jié)氣門8的下游，電子控制單元13通過連接線15分別與節(jié)氣門8、汽油噴油器9、正庚烷噴油器10、壓力傳感器11、溫度傳感器12、計(jì)算機(jī)14相連接，第一油箱16、第一油濾17、第一油耗儀18、第一油泵19、第一油軌20通過油管依次連接，汽油噴油器9的上端與第一油軌20相連接，第二油箱21、第二油濾22、第二油耗儀23、第二油泵24、第二油軌25通過油管依次連接，正庚烷噴油器10的上端與第二油軌25相連接，在第一油箱16和第二油箱21內(nèi)分別裝有汽油和正庚烷，發(fā)動(dòng)機(jī)的壓縮比為11至15。在本發(fā)明的工作過程中，電子控制單元13內(nèi)存儲(chǔ)了在不同進(jìn)氣歧管壓力溫度下能夠?qū)崿F(xiàn)均質(zhì)燃燒的兩種燃料的摻混比例；在燃燒模式的切換過程中，電子控制單元13根據(jù)進(jìn)氣管內(nèi)的進(jìn)氣壓力溫度以及預(yù)先存儲(chǔ)在電子控制單元13中的標(biāo)定數(shù)據(jù)，確定該條件下實(shí)現(xiàn)均質(zhì)壓燃所需汽油和正庚烷比例；根據(jù)負(fù)載要求，電子控制單元13調(diào)節(jié)節(jié)氣門8的開度，并分別調(diào)節(jié)汽油噴油器9和正庚烷噴油器10的噴油脈寬，實(shí)現(xiàn)燃燒模式從火花點(diǎn)火切換至均質(zhì)壓燃。兩套供油系 統(tǒng)可以實(shí)時(shí)控制汽油和正庚烷的比例，調(diào)節(jié)燃料性質(zhì)。
權(quán)利要求
1.一種雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)火花點(diǎn)火與均質(zhì)壓燃模式切換策略，其特征在于，包括如下步驟:步驟一，對(duì)汽油和正庚烷混合燃燒的均質(zhì)壓燃特性進(jìn)行標(biāo)定，得到在不同進(jìn)氣歧管壓力和溫度條件下能實(shí)現(xiàn)均質(zhì)壓燃燃燒所需的汽油和正庚烷比例，并把此標(biāo)定數(shù)據(jù)存入電子控制單元內(nèi)；步驟二，在火花點(diǎn)火與均質(zhì)壓燃切換過程中，電子控制單元采集進(jìn)氣歧管內(nèi)的進(jìn)氣溫度和進(jìn)氣壓力，并與計(jì)算機(jī)中預(yù)存數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，確定該條件下實(shí)現(xiàn)均質(zhì)壓燃所需汽油和正庚烷比例；步驟三，根據(jù)負(fù)載要求，電子控制單元確定節(jié)氣門開度和循環(huán)供油量；步驟四，根據(jù)之前所確定的循環(huán)噴油量及兩種燃料的噴油比例，電子控制單元分別調(diào)節(jié)汽油噴油器和正庚烷噴油器的噴油脈寬，實(shí)現(xiàn)燃燒模式從火花點(diǎn)火切換至均質(zhì)壓燃。
2.一種實(shí)施權(quán)利要求1所述雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)火花點(diǎn)火與均質(zhì)壓燃模式切換策略的裝置，包括氣缸(I)、活塞(2)、進(jìn)氣門(3)、排氣門(4)、火花塞(5)、進(jìn)氣管(6)、排氣管(7)和節(jié)氣門(8 )，活塞(2 )安裝在氣缸(I)內(nèi)，進(jìn)氣門(3 )、排氣門(4 )和火花塞(5 )均安裝在氣缸(I)的頂端，進(jìn)氣管(6 )的出氣口、排氣管(7 )的進(jìn)氣口均與氣缸(I)相連接，節(jié)氣門(8 )安裝在進(jìn)氣管(6)內(nèi)，其特征在于，還包括汽油噴油器(9)、正庚烷噴油器(10)、壓力傳感器(11)、溫度傳感器(12)、電子控制單元(13)、計(jì)算機(jī)(14)、連接線(15)、第一油箱(16)、第一油濾(17)、第一油耗儀(18)、第一油泵(19)、第一油軌(20)、第二油箱(21)、第二油濾(22)、第二油耗儀(23)、第二油泵(24)和第二油軌(25)，汽油噴油器(9)、正庚烷噴油器(10)、壓力傳感器(11)、溫度傳感器(12)均安裝在進(jìn)氣管(6)上并均處于節(jié)氣門(8)的下游，電子控制單元(13)通過連接線(15)分別與節(jié)氣門(8)、汽油噴油器(9)、正庚烷噴油器(10)、壓力傳感器(11)、溫度傳感器(12)、計(jì)算機(jī)(14)相連接，第一油箱(16)、第一油濾(17)、第一油耗儀(18)、第一油泵(19)、第一油軌(20)通過油管依次連接，汽油噴油器(9)的上端與第一油軌(20)相連接，第二油箱(21)、第二油濾(22)、第二油耗儀(23)、第二油泵(24)、第二油軌(25)通過油管依次連接，正庚烷噴油器(10)的上端與第二油軌(25)相連接，在第一油箱(16)和第二油箱(2 1)內(nèi)分別裝有汽油和正庚烷。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的實(shí)施雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)火花點(diǎn)火與均質(zhì)壓燃模式切換策略的裝置，其特征在于，發(fā)動(dòng)機(jī)的壓縮比為11至15。
全文摘要
一種內(nèi)燃機(jī)技術(shù)領(lǐng)域的火花點(diǎn)火與均質(zhì)壓燃切換策略及其實(shí)施裝置，包括電子控制單元、進(jìn)氣管壓力溫度傳感器、汽油供油系統(tǒng)和正庚烷供油系統(tǒng)，汽油噴油器、正庚烷噴油器、壓力溫度傳感器均安裝在進(jìn)氣管上。在燃燒模式切換過程中，電子控制單元采集進(jìn)氣歧管內(nèi)的進(jìn)氣溫度和進(jìn)氣壓力，確定該條件下實(shí)現(xiàn)均質(zhì)壓燃所需汽油和正庚烷比例；根據(jù)負(fù)載要求，電子控制單元確定節(jié)氣門開度和循環(huán)供油量；根據(jù)之前所確定的循環(huán)噴油量及兩種燃料的噴油比例，電子控制單元分別調(diào)節(jié)汽油噴油器和正庚烷噴油器的噴油脈寬，實(shí)現(xiàn)燃燒模式從火花點(diǎn)火切換至均質(zhì)壓燃。本發(fā)明設(shè)計(jì)合理，結(jié)構(gòu)簡單，適用基于燃料設(shè)計(jì)與管理的發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒模式切換系統(tǒng)。
文檔編號(hào)F02D41/04GK103225561SQ20131013199
公開日2013年7月31日 申請(qǐng)日期2013年4月16日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月16日
發(fā)明者李忠照, 黃震, 呂興才, 方俊華, 章健勇, 張旭洲 申請(qǐng)人:上海交通大學(xué)