[发明专利]抑制双燃料发动机燃烧粗暴的方法

说明书

技术领域

本发明涉及内燃机技术领域，尤其是一种抑制双燃料发动机燃烧粗暴的方法。

背景技术

为了大幅度提高汽油机的热效率，提高汽油燃料的能量利用率，2002年申请者提出了一种汽油均质混合气柴油引燃（HCII，Homogeneous Charge Induced Ignition）燃烧模式【1,2,3】，该燃烧模式同时使用物理和化学特性差别极大的两种燃料，高辛烷值燃料（如汽油）喷射入进气道，在发动机的进气和压缩冲程中与空气充分混合，形成均质的混合气；高十六烷值燃料（如柴油）在压缩上止点附近向缸内直接喷射，自燃着火。HCII燃烧模式使用类似于柴油机的高压缩比。同时，缸内喷入的柴油多点自燃，形成大面积的着火区域，且引燃已经混合均匀的汽油均质混合气，燃烧放热速度快，燃烧等容度高。相比于汽油机的单点点火，HCII模式的多点自燃着火能够大大的降低循环波动率，同时有利于实现稀燃。试验结果表明，燃烧模式的热效率显著高于汽油机，可以达到甚至超过柴油机的水平；由于着火前，汽油已经形成均匀的混合气，降低了扩散燃烧的比例，也能够有效地降低碳烟排放。2009年美国威斯康辛大学Reitz等提出汽/柴油双燃料活性控制压燃(Reactivity Controlled Compression Ignition,RCCI)燃烧的概念[4-6]，通过对汽油燃料采用气道喷射，柴油采用缸内直喷，燃烧最大平均有效压力可以达到1.3MPa，原始碳烟和NOx排放可以满足欧VI法规的要求，热效率最高达到了53%。

但是，双燃料发动机大负荷时，汽油混合气过浓，压力升高率过高，燃烧粗暴，容易损坏发动机。目前常用的抑制压燃式发动机大负荷工作粗暴的方法有降低发动机压缩比，推迟喷油提前角，提高过量空气系数等。这些方法虽然能在一定程度上缓解双燃料发动机的燃烧粗暴问题，但会对发动机的动力性、经济性和排放造成不利影响。因此，如何在保持发动机性能的前提下抑制大负荷燃烧粗暴问题，是双燃料发动机开发中的一个难题。

发明内容

（一）要解决的技术问题

本发明的目的是，提供一种抑制双燃料发动机燃烧粗暴的方法，从而实现两阶段燃烧时大幅度降低瞬时燃烧放热速率，获得低的缸内压力升高率，从而有效地抑制双燃料发动机中高负荷时的粗暴燃烧。

（二）技术方案

为解决上述技术问题，本发明提供一种抑制双燃料发动机燃烧粗暴的方法，包括：

检测通过进气道进入空气的质量；

基于第一燃空当量比以及所述空气的质量通过汽油喷油器控制汽油的输出量；以及，向所述双燃料发动机的燃料缸输送相应喷射量的汽油；

基于第二燃空当量比以及所述空气的质量通过柴油喷油器控制柴油的输出量；以及，向所述双燃料发动机的燃料缸输送相应喷射量的柴油。

其中，所述第一燃空当量比的范围为0.3～0.7，所述第二燃空当量比的范围为0.1～0.3。优选的，所述第一燃空当量比为0.5，所述第二燃空当量比为0.1。

作为本发明进一步改进，本方法控制汽油输出量时还包括：控制汽油输出时刻。

作为本发明进一步改进，本方法控制柴油输出量时还包括：控制柴油输出时刻。

具体的，所述柴油输出时刻的范围为-20°CA～0°CA ATDC。优选的，所述柴油输出时刻为-5°CA ATDC。

（三）有益效果

区别于背景技术，本发明通过进气道喷射汽油，缸内喷射柴油，通过汽油喷油器和柴油喷油器，分别控制两种喷油器的喷射脉宽，通过控制改变气道喷射的汽油浓度（第一燃空当量比）和缸内喷射的柴油机浓度（第二燃空当量比），实现两阶段燃烧放热时，大幅度降低瞬时燃烧放热速率，获得低的缸内压力升高率，从而有效地抑制双燃料发动机中高负荷时的粗暴燃烧，在显著抑制双燃料发动机大负荷工作粗暴的同时，油耗改善。并且，由于没有对发动机结构做任何改动，相比其他方式，能够显著降低发动机的生产成本。

附图说明

图1是本发明一实施方式中双燃料发动机结构示意图；

图2是本发明一实施方式中双燃料发动机两阶段燃烧放热率；

图3是本发明一实施方式中两阶段燃烧时的放热率曲线；

图4是本发明一实施方式中两阶段燃烧时发动机的压升率；

图5是本发明一实施方式中双燃料发动机部分结构图。

标号说明：