[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

说明书

本发明公开了一种可燃用不同燃料的压燃式发动机及其控制方法，包括粘度控制系统、燃烧控制系统。在粘度控制系统中，检测燃料粘度是否过低，若燃料粘度过低则往燃料中加入粘度改进剂进行补偿，避免因粘度过低造成发动机中零部件损坏与发动机无法正常工作。在燃烧控制系统中，通过采集缸压与曲轴转角信号，并在线计算最大缸压与最大压升率，与预设的极限阈值进行比较，若超过极限阈值，则通过向后推迟喷油与排气门早关，使发动机处于安全工作区域，若没有超过极限阈值，则通过提前喷油将燃烧相位处于高热效率区间，使发动机处于高效率工作区域。本发明能够使发动机燃用多种燃料的前提下，保持发动机处于安全工作区域、并有效提高发动机的热效率。

技术领域

本发明涉及内燃机，特别是涉及一种可燃用不同燃料的压燃式发动机及其控制方法。

背景技术

传统柴油发动机具有热效率高的特点，燃料特性中的粘度与十六烷值对柴油机具有显著影响。

若燃料粘度过低，会使发动机中燃油泵、喷油器等部件润滑不足而加剧磨损，此外粘度过低会增加燃油泵的耗能从而增加发动机燃油消耗不利于燃油经济性改善，甚至过低的燃料粘度会造成燃油泵无法建立相应的喷油压力从而使发动机无法正常工作。而目前并未查询到针对柴油发动机燃料粘度不足进行自动反馈补偿燃料粘度的装置与方法。

柴油机采用压缩空气的办法来提高空气温度，使空气温度超过柴油的自燃点。其中喷油时刻可实行精确控制，缸内温度压力可通过多种途径控制调节，但不同柴油之间的燃料特性较难确定。其中十六烷值作为衡量燃料压缩着火特性的参数，对发动机经济性、动力性、排放和燃烧噪音等具有重要影响。对于低十六烷值燃料，其滞燃期延长，使预混燃烧比例增加，导致最大压升率升高，超过发动机所能承受的强度范围，从而缩减发动机使用寿命甚至使发动机短时间内损坏。图1是柴油发动机燃用不同十六烷值燃料在1990r/min不同负荷下最大压升率的规律图，从图中可知，低十六烷值燃料在小负荷工况下可能会引起最大压升率过高。但对于高十六烷值燃料，其滞燃期短，着火时刻提前，预混燃烧比例减少，有可能导致热效率降低、碳烟排放升高。

申请号为200810107181.2，发明名称为《带十六烷值无传感器自动监测的高压共轨柴油发动机控制系统》的中国专利，公布了利用爆震传感器获取震动信号，根据震动信号换算得到所燃用燃料的十六烷值，但并未针对不同十六烷值燃料采取对应的详细措施。

申请号为201210207851.4，发明名称为《一种内燃机爆震在线诊断和控制方法》的中国专利，公布了一种点燃式发动机的控制方法，通过闭环反馈控制实现燃用不同燃料，其对于发生爆震，仅仅是笼统描述通过调整点火提前角与空燃比来消除爆震，并未系统详细说明如何调节点火提前角与空燃比来消除爆震。

申请号为201611223342.5，发明名称为《燃用多种燃料压燃式发动机自调节可变气门控制系统及方法》的中国专利，公布了针对不同燃料发动机气门可变的控制方法，该方法只改变排气门或许能使发动机较为稳定的运行，但不能最大程度使发动机燃用不同燃料时处于高热效率区间。

发明内容

本发明的目的在于克服已有柴油发动机只能燃用柴油燃料的不足，提供一种可燃用不同燃料的压燃式发动机及其控制方法，通过对发动机进行相应的闭环反馈调节，针对不同燃料实现自动反馈调节粘度补偿，且同时针对不同十六烷值燃料控制发动机稳定高效的燃烧过程，使发动机运行在安全区域且尽可能处于热效率较高区域。