[发明专利]一种压燃式内燃机可变进排气系统的电子控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及内燃机制造技术，特别是一种压燃式内燃机的可变进排气系统的电子控制方法。

背景技术

传统压燃式内燃机属于燃烧喷雾的扩散燃烧，依靠发动机活塞压缩到接近终点时的高温使混合气自燃着火。长期以来，这种传统压燃式内燃机被证明是燃烧相位易于控制、放热速率易于控制、具有较高热效率的。然而，这种传统压燃式内燃机最大的缺点就是：燃油燃烧中碳烟和NOx的高排放几乎不可避免。这是由于喷雾与空气的混合时间很短，燃烧与空气混合的严重不均匀，混合气分为高温过浓区和高温火焰区，在高温过浓区，由于缺氧的氛围并在其中生成大量的碳烟，其中部分碳烟在随后与氧接触的过程中被氧化烧掉，燃烧产生约2700K的高温，跨入NOx生成区域，生成大量的NOx。但是能源和环境问题日益突出，社会对燃油的经济性和有害排放物的要求日益严格，如何改善发动机的性能、提高热效率和减少有害排放越来越受到关注。

发明内容

本发明的目的是针对上述存在问题，提供一种能改善内燃机性能、使内燃机排放的有害产物大大减少且结构简单、易于控制、制造成本低的压燃式内燃机的可变进排气系统的电子控制方法。

本发明的技术方案：

一种压燃式内燃机的可变进排气系统的电子控制方法，由增压系统、废气再循环系统、进气门晚关机构和电子控制系统组成；增压系统采用两级涡轮增压器，第一级采用可变涡轮增压器，控制涡轮喷嘴环截面以改变进气压力，同时压气机和涡轮两端旁通阀的开闭能实现进气低增压和高增压的转换；废气再循环系统包括高压废气再循环系统和低压废气再循环系统两部分，在电子控制系统下实现废气再循环阀门的调节、以保证内燃机瞬态工况的快速响应以及稳定工况下的平稳工作；进气门晚关机构是一种基于自身运动位置，自适应液压控制其伸缩长度的进气门推杆，该机构由液压推杆总成和液压辅助机构组成，液压推杆总成包括液压推杆、内阀芯、弹簧、活塞和底座，内阀芯和弹簧位于液压推杆的中心孔内，液压推杆上设有进油a、泄油大孔a和泄油小孔a，底座上设有与之相对应的进油孔b、泄油大孔b和泄油小孔b，起到滑阀和导向双重作用的底座固定在内燃机缸头的上端，液压辅助机构包括调压阀、液压油泵、液压油箱和油管，通过油管与底座上的进油孔b相连，液压油泵固定在内燃机机体上，液压油箱即为内燃机的油底壳；每一个内燃机汽缸配置一套液压推杆总成，其上端通过活塞与气门摇臂相接，即气门摇臂压在液压活塞上，下端通过液压推杆与凸轮轴相连结；电子控制系统采用电子控制单元控制，在进排气系统中设置增压中冷后进气压力传感器、进气中冷后温度传感器、增压后中冷前温度传感器、低压废气再循环中冷后温度传感器、低压废气再循环中冷前温度传感器、排气氧传感器、高压废气再循环中冷前温度传感器、高压废气再循环中冷后温度传感器、进气氧传感器、发动机转速传感器、油门踏板传感器，其中，由发动机转速传感器和油门踏板传感器判断内燃机所处工况，通过增压中冷后的进气压力传感器和进气温度传感器实时向电子控制单元反馈进气压力和温度信号，由电子控制单元对第一级涡轮和旁通阀进行增压压力的控制，从而实现对进气密度的控制；通过进气氧传感器和排气氧传感器实时向电子控制单元反馈氧浓度，通过电子控制单元对废气再循环阀进行控制，从而实现对废气再循环率的控制；由增压后中冷前温度传感器、进气中冷后温度传感器、低压废气再循环中冷前温度传感器、低压废气再循环中冷后温度传感器、高压废气再循环中冷前温度传感器和高压废气再循环中冷后温度传感器，实时向电子控制单元反馈温度信号，由电子控制单元判断增压后中冷器和废气再循环中冷器是否工作正常。

本发明的工作原理：

本发明的进气门晚关机构是配合凸轮轴一起工作，根据工作需求，推杆设计为长度可变的。故工作状态分为两种模式，即推杆伸长模式和推杆固定长度模式，详情请见发明专利(专利申请号：200810152274.7)。

本发明对缸内空气密度的控制是进气门晚关机构与增压系统相结合的控制方式，进气门晚关机构的进气门关闭延迟由位置自适应液力控制，通过调整涡轮增压器的增压压力，实现对发动机缸内压缩上止点压力的补偿，使其满足燃烧过程优化的需要，即为机外压力补偿；而进气门晚关机构推迟进气门的关闭定时，改变了活塞对充量的压缩功，即为机内压力补偿；在不同转速或负荷下，结合进气门晚关装置中进气门不同的关闭响应特性，电子控制单元通过提高或降低增压压力进行进气压力的补偿控制。