[发明专利]一种具有高能点火燃料的点火室式发动机及其控制方法

说明书

本发明提供一种具有高能点火燃料的点火室式发动机及其控制方法，属于发动机领域。它包括燃烧室、进气系统、排气系统、燃料供给系统、高能点火燃料供给系统、燃料喷嘴、高能点火燃料喷嘴、点火室和电控系统。通过设置具有点火室高能点火燃料喷嘴和点火装置的点火室，高能点火燃料供给系统通过点火室高能点火燃料喷嘴向点火室中供给高能点火燃料，点火装置点燃所述高能点火燃料，充分利用了高能点火燃料特性和点火室射流的作用，极大地增强了点火能量和点火稳定性，实现高效清洁燃烧。

技术领域

本发明涉及发动机技术领域，具体而言，尤其涉及一种具有高能点火燃料的点火室式发动机及其控制方法。

背景技术

发动机节能减排已成为全球性问题。由于氢气具有点火能量小、火焰传播速度快、熄火间隙小、着火界限宽等优点，发动机掺氢燃烧技术可提高发动机的稀燃极限，缩短着火延迟和燃烧持续期，促进主燃料完全燃烧，提高热效率。利用发动机尾气热量制备重整气(主要成分是氢气和碳氧化物)，解决了氢气生产、存储等问题的同时，提高了发动机的性能。上述氢气和重整气等用于增强点火能量和点火稳定性的燃料统称为高能点火燃料。

目前，高能点火燃料发动机大多采用进气道喷射高能点火燃料，火花塞点燃的方式，这种方式限制了发动机点火效果的进一步提升，进而限制了发动机性能的进一步改善。因此，有必要提供一种新型的结构用以解决上述现有技术中存在的不足。

发明内容

根据上述的高能点火燃料发动机点火效果及发动机性能有待进一步提高的技术问题，本发明提出一种具有高能点火燃料的点火室式发动机及其控制方法。本发明在气缸盖上设置点火室，在点火室上设置点火室高能点火燃料喷嘴和点火装置，点火室高能点火燃料喷嘴向点火室供给高能点火燃料，点火装置点燃点火室内的高能点火燃料，充分利用了高能点火燃料特性和点火室射流的作用，以及利用燃料的按需供给、各喷嘴的不同设置和不同喷射情况，从而实现：增强点火能量和点火稳定性。

本发明采用的技术方案是：一种具有高能点火燃料的点火室式发动机，包括燃烧室、进气系统、排气系统、电控系统、燃料供给系统、高能点火燃料供给系统，以及设置在气缸盖上的至少一个点火室。燃料供给模块通过燃料喷嘴向燃烧室中供给燃料，燃料喷嘴包括设置在进气系统上、和/或气缸套上、和/或气缸盖上的至少一个低压燃料喷嘴，或设置在气缸盖上的至少一个高压燃料喷嘴。低压燃料喷嘴仅供给气体燃料和/或易雾化液体燃料。高压燃料喷嘴供给气体燃料和/或易雾化液态燃料，和/或不易雾化液态燃料。高能点火燃料供给系统通过高能点火燃料喷嘴向燃烧室供给高能点火燃料，高能点火燃料喷嘴包括设置在进气系统上、和/或气缸套上、和/或气缸盖上的至少一个低压高能点火燃料喷嘴，和/或设置在气缸盖上的至少一个高压高能点火燃料喷嘴。点火室上设置有与燃烧室相连的至少一个通道，高能点火燃料供给系统通过设置在点火室上的点火室高能点火燃料喷嘴向点火室供给高能点火燃料，通过设置在点火室上的点火装置点燃高能点火燃料。

进一步地，在排气系统上还设置重整气制备装置。燃料供给系统和高能点火燃料供给系统分别与重整气制备装置相连通，燃料供给模块通过管道向重整气制备装置供给重整燃料，重整燃料在重整气制备装置中反应生成重整气后经管道进入高能点火燃料供给系统。

进一步地，当设置多个低压燃料喷嘴或多个高压燃料喷嘴时，根据预设工况，确定每个燃料喷嘴的工作状态，确定为非工作状态的燃料喷嘴不喷射燃料，确定为工作状态的燃料喷嘴同时或不同时喷射相同或不同的燃料。当设置多个低压高能点火燃料喷嘴和/或多个高压高能点火燃料喷嘴时，根据预设工况，确定每个高能点火燃料喷嘴的工作状态，确定为非工作状态的高能点火燃料喷嘴不喷射高能点火燃料，确定为工作状态的高能点火燃料喷嘴同时或不同时喷射相同或不同的高能点火燃料。

进一步地，设置在点火室上与燃烧室相连通的通道的横截面为圆形，或入口为圆形出口为面积较小的窄缝形、椭圆形或圆角矩形。通道纵截面采用直筒型、渐缩型、渐扩型或渐缩渐扩型或上述形状互相组合。

进一步地，燃烧室和/或点火室采用绝热材料和/或喷有绝热涂层。