[发明专利]稀薄燃烧发动机及汽车

说明书

本发明属于发动机技术领域，涉及一种稀薄燃烧发动机及汽车，该稀薄燃烧发动机包括喷水系统及电控单元；喷水系统包括气道喷水器、压力传感器及供水装置，气道喷水器通过水管与供水装置相连，压力传感器用于检测水管的压力值并发送至电控单元，气道喷水器安装在发动机各气缸进气道上并向进气道喷水；电控单元与气道喷水器及压力传感器信号连接，当发动机处于不同工况时，水管的压力值变化，压力传感器根据水管不同的压力值发送相应信号至电控单元，电控单元控制所述气道喷水器调节喷水量。本申请的稀薄燃烧发动机，电控单元根据不同发动机工况(负荷)控制气道喷水器调节喷水量，实现发动机高效清洁燃烧。

技术领域

本发明属于发动机稀薄燃烧技术领域，特别是涉及一种稀薄燃烧发动机及汽车。

背景技术

随着乘用车燃料消耗量第四阶段标准的实施，提高内燃机热效率、降低汽车燃油消耗量成为了汽车行业的当务之急。

增压小型化技术被认为是降低发动机燃油消耗率的重要手段。增压小型化发动机在部分负荷时节气门开度更大，有利于降低节流损失和泵气损失，但高负荷时增压导致的高进气压力增加了爆震倾向。

为进一步提高发动机热效率，稀释燃烧是优先采用的方法，包括空气稀释(稀燃)与废气稀释(废气再循环)。废气再循环(exhaust gas recirculation，EGR)在发动机小负荷时通过引入废气提高进气歧管压力，降低泵气损失；大负荷时通过废气稀释降低缸内燃烧温度，从而抑制爆震提前燃烧相位，能有效降低发动机燃油消耗率。而稀释燃烧(leanburn)的空气稀释使得发动机小负荷时进气压力更高，有利于降低泵气损失；大负荷新鲜空气稀释降低缸内充量燃烧温度，有利于降低传热损失和提高充量绝热指数，从而有效提高发动机热效率。

稀燃及EGR技术都具有提高发动机热效率的潜力，但EGR技术在传统发动机的基础上增加了废气再循环管路(EGR冷却器、EGR阀、温度压力传感器等)，增加了发动机研发及制造成本，同时EGR稀释导致燃烧稳定性变差，无法容忍大比例稀释，因此极限热效率受到限制。而稀燃在降低未燃HC、CO排放上效果显著，稳定燃烧稀释极限高，更容易实现更高的热效率。但稀燃对爆震的抑制效果差于EGR，导致燃烧相位靠后排气损失大，同时稀燃导致火花塞最小点火能量显著增加，而燃烧过量空气系数大于1使得传统的三元催化器TWC无法有效控制NOx的排放，因此需要通过优化燃烧来降低缸内的NOx生成量或开发高效率后处理技术来控制尾气NOx的排放。

此外，现有的稀薄燃烧技术普遍存在稀释极限低、燃烧相位差及NOx排放控制困难等问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种稀薄燃烧发动机及汽车，以实现发动机高效清洁燃烧。

为解决上述技术问题，一方面，本发明实施例提供一种稀薄燃烧发动机，包括喷水系统及电控单元；

所述喷水系统包括气道喷水器、压力传感器及供水装置，所述气道喷水器通过水管与所述供水装置相连，所述压力传感器用于检测所述水管的压力值并发送至所述电控单元，所述气道喷水器安装在发动机各气缸进气道上并向进气道喷水；

所述电控单元与气道喷水器及压力传感器信号连接，当发动机处于不同工况时，所述水管的压力值变化，所述压力传感器根据水管不同的压力值发送相应信号至所述电控单元，所述电控单元控制所述气道喷水器调节喷水量。

可选地，所述发动机工况至少包括发动机极小负荷工况、发动机最低油耗工况及发动机额定功率工况；

所述发动机处于极小负荷工况时，所述电控单元通过所述压力传感器采集到相应信号，所述电控单元控制所述气道喷水器不工作；其中，极小负荷工况是指气缸内的平均有效压力小于0.1Mpa；

所述发动机处于最低油耗工况时，所述电控单元通过所述压力传感器采集到相应信号，所述电控单元控制所述气道喷水器加大喷水量；