[发明专利]一种可燃用不同燃料的压燃式发动机及其控制方法

权利要求书

1.一种可燃用不同燃料的压燃式发动机，其特征在于：包括粘度控制系统和燃烧控制系统，所述的粘度控制系统包括燃料箱，在所述的燃料箱的侧面靠近底面处安装有粘度传感器和温度传感器，在所述的燃料箱内底壁上安装有搅拌器，喷射器安装在燃料箱顶部且插入燃料箱内部，所述的喷射器的进口通过管道与装有粘度改进剂的储存罐的出口连通，装有阀门的输油管一端连接燃料箱出口并且另一端连接喷油器进口，所述的阀门用于控制燃料从燃料箱流向喷油器，控制器与粘度传感器、温度传感器、喷射器、搅拌器和阀门分别通过控制线相连，控制器接收粘度传感器和温度传感器的信号并向喷射器、搅拌器和阀门输出控制信号；所述的燃烧控制系统包括安装在发动机缸盖上的缸压传感器，缸压传感器用于检测发动机缸内的压力，光电编码器与发动机的曲轴同轴连接，所述的光电编码器用于同步检测缸压对应的曲轴转角，ECU通过控制线分别与缸压传感器、光电编码器、喷油器和排气门相连，ECU接收缸压传感器和光电编码器的信号并输出控制信号给喷油器和排气门。

2.一种可燃用不同燃料的压燃式发动机的控制方法，其特征在于：包括粘度控制系统控制方法和燃烧控制系统控制方法；

其中，所述的粘度控制系统控制方法包括以下步骤：

(1)粘度传感器、温度传感器分别检测燃料箱中的燃油的实时燃料粘度和实时燃料温度，并将实时燃料粘度和实时燃料温度信号传送给控制器；

(2)控制器将实时温度下的燃料粘度换算为设定温度下的计算粘度；

(3)将所述的计算粘度与标准粘度进行比较，所述标准粘度是设定温度下的粘度值；

(4)若计算粘度大于或等于标准粘度，则喷射器与搅拌器均不工作，与此同时阀门开启，使燃料箱中的燃料通过输油管进入喷油器中；

若计算粘度小于标准粘度，则进行如下步骤：

步骤101：控制器控制喷射器打开，储存罐中的粘度改进剂通过喷射器喷入燃料箱中，同时控制器控制搅拌器旋转，使喷入燃料箱中的粘度改进剂与燃料充分均匀混合，若此时计算粘度大于或等于标准粘度，则进行步骤102；若此时计算粘度仍然小于标准粘度，则继续重复步骤101；

步骤102：喷射器与搅拌器均停止工作，与此同时阀门开启，使燃料箱中的燃料通过输油管进入喷油器中；

所述的燃烧控制系统控制方法包括以下步骤：

(1)ECU检测发动机所处运行工况，包括转速、负荷；

(2)根据所处工况发动机采用原机MAP运行；

(3)利用缸压传感器检测发动机采用原机MAP运行后的第一个着火循环过程中的缸内压力，光电编码器同时检测缸内压力对应的曲轴转角；

(4)将所测得的发动机缸内压力、发动机曲轴转角信号导入发动机ECU在线处理系统中分析，由ECU计算此时发动机缸内的最高缸压、最大压升率以及燃烧相位；

(5)比较最高缸压和最大压升率是否超过各自的预设缸压极限阈值和压升率极限阈值；

(6)若最高缸压和最大压升率均未超过各自预设的缸压极限阈值和压升率极限阈值，则进行如下步骤：

步骤201：在发动机的第二个燃烧循环将喷油时刻提前0.2℃A～2℃A，若发动机仍不能满足最高缸压≥预设缸压安全阈值、最大压升率≥预设压升率安全阈值以及燃烧相位处于较高热效率区间这三个条件中的任意一个条件，则进行步骤202，若发动机满足最高缸压预设缸压安全阈值、最大压升率≥预设压升率安全阈值以及燃烧相位处于较高热效率区间这三个条件中的任意一个条件，则进行步骤(7)；

步骤202：重复步骤201，以步骤201采用的喷油时刻提前数值继续在发动机的下一个燃烧循环将喷油时刻提前该数值喷射燃料；

若最高缸压Pmax和最大压升率中任意一项超过预设的极限阈值，则进行如下步骤：

步骤301：在发动机的第二个燃烧循环将喷油时刻推迟0.2℃A～2℃A，同时排气门早关2℃A～6℃A，然后将最高缸压和最大压升率与各自预设的安全阈值比较；

步骤302：若最高缸压和最大压升率均低于各自预设的安全阈值，使发动机处于稳定、安全的工作区域，则进行步骤303；若最高缸压和最大压升率中任意一项超过预设的安全阈值，则以步骤301采用的喷油时刻推迟数值以及排气门早关数值重复步骤301，然后执行步骤302；

步骤303：将喷油时刻提前0.2℃A～2℃A，然后判断发动机是否满足最高缸压≥预设的缸压安全阈值、最大压升率≥预设的压升率安全阈值以及燃烧相位处于较高热效率区间这三个条件中的任意一个条件，若满足则进行步骤(7)，若不满足则执行步骤304；

步骤304：以步骤303采用的喷油时刻提前数值重复步骤303；

所述缸压安全阈值小于缸压极限阈值，压升率安全阈值小于压升率极限阈值；

(7)若此时ECU检测发动机所处运行工况没有发生变化，则发动机继续采用步骤(6)进行改变后满足条件时发动机对应的喷油时刻与排气门关闭时刻进行工作；若发动机工况发生变化，则重复步骤(1)～(7)。