[发明专利]二甲醚发动机预混压燃燃烧系统阀门开度控制装置

说明书

技术领域

本发明属于二甲醚发动机预混压燃燃烧室技术领域。具体涉及一种二甲醚发动机预混压燃燃烧系统阀门开度控制装置。

背景技术

随着对发动机经济性的要求越来越高，二甲醚(DME)以其优良的燃料物性和广泛的来源成为了目前较为理想的发动机替代燃料之一。同时，均质压燃(HCCI)燃烧模式以其节能、低排放以及对燃料高度兼容的特点引起内燃机界的高度关注，然而HCCI燃烧模式的推广应用存在混合气制备和燃烧控制的技术障碍。为了解决现有难题，结合二甲醚低黏性、高蒸汽压物性以及HCCI燃烧理论，研究者们提出了二甲醚发动机预混压燃(PCCI)燃烧模式，并开发出了实验样机(Jun Song, Zhen Huang, Xinqi Qiao. Performance of a controllable premixed combustion engine fueled with dimethyl ether. Energy Conversion and Management. 2004, 45：2223–2232)，为解决能源和环保问题提供了一个新的研究方向。

现有的二甲醚发动机预混压燃燃烧系统由主燃烧室和副燃烧室构成，且在主燃烧室和副燃烧室通道上设置阀门，以控制混合气的形成、着火、燃烧和排放。阀门的开闭动作由凸轮机构、液压传动装置控制。现有控制装置的弊端在于过度依赖凸轮的型线以控制阀门开度，无法满足预混压燃燃烧系统中阀门需要长时间保持较大开度开启状态的要求。

发明内容

本发明旨在克服现有的技术缺陷，目的是提供一种二甲醚发动机预混压燃燃烧系统阀门开度控制装置，该装置外接电磁阀控制模块，燃烧效率高、发动机噪声小、阀门使用寿命长和能够长时间使阀门保持较大开度开启状态。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：所述装置由凸轮及液压驱动机构、燃烧室通道开闭装置执行机构、供油回路和泄油缓冲回路组成。具体结构是：

凸轮及液压驱动机构由凸轮、凸轮从动件和第一活塞缸组成。凸轮安装在进气凸轮轴或者排气凸轮轴上，凸轮从动件的传动杆一端安装有滚轮，滚轮与凸轮相接触；传动杆的另一端与第一活塞缸的活塞杆端部固定连接。

燃烧室通道开闭装置执行机构由第二活塞缸、上阀门弹簧座、阀门弹簧、下阀门弹簧座和阀门组成。阀门头部位于主燃烧室和副燃烧室间的通道，阀门尾部依次从下往上穿过副燃烧室、下阀门弹簧座、阀门弹簧和上阀门弹簧座与第二活塞缸的活塞杆的端部相接触。下阀门弹簧座固定在副燃烧室的顶部，上阀门弹簧座固定在阀门尾部的端部处，阀门弹簧安装在下阀门弹簧座和上阀门弹簧座间。下阀门弹簧座、阀门、上阀门弹簧座和第二活塞缸的活塞杆的中心线位于同一中心线。

供油回路由第一两位两通电磁阀、蓄能器、油泵、电机、溢流阀、第一单向阀和第二单向阀组成。第一两位两通电磁阀的油口A与第一活塞缸的无杆腔和第一单向阀的入口分别相通，第一两位两通电磁阀的油口P与溢流阀入口和第二单向阀的出口分别相通，第二单向阀的出口处装有蓄能器。第二单向阀入口与油泵出口相通，电机与油泵轴连接，溢流阀出口和油泵入口均与油箱相通。

泄油缓冲液压回路由第二两位两通电磁阀、第三两位两通电磁阀、节流阀和油箱组成。第二两位两通电磁阀的油口A与第一单向阀的出口和第二活塞缸的无杆腔分别相通，第二两位两通电磁阀的油口P与第三两位两通电磁阀的油口A和节流阀的入口分别相通，第三两位两通电磁阀的油口P和节流阀出口均与油箱相通。

第一两位两通电磁阀、第二两位两通电磁阀和第三两位两通电磁阀的继电器外接电磁阀控制模块。

所述蓄能器为重锤式蓄能器、弹簧式蓄能器、充气式蓄能器中的一种；所述蓄能器的最高允许压力大于或等于所述溢流阀的溢流压力。

所述第一单向阀为球形阀芯直通式单向阀、柱形阀芯直通式单向阀、锥形阀芯直通式单向阀中的一种；第一单向阀与第二单向阀相同。

所述阀门弹簧的预紧力大于液压油作用在第二活塞缸的活塞表面所产生的压力。

本发明的工作过程：