[发明专利]一种喷水降低缸内温度的零氮烃类燃料点燃式零转子机及其控制方法

说明书

本发明设计了一种喷水降低缸内温度的零氮烃类燃料点燃式转子机及其控制方法，以发动机的排气温度、氧浓度与HC浓度为依据，调节废气循环率与喷水装置的开关，控制喷入气道内的水量与时间，利用水蒸发吸热降低发动机的进气温度。同时，将冷凝器与发动机的冷却水箱连接起来，在发动机燃烧室内的温度低于设定值时，冷凝水储存到冷却水箱内，作为发动机的冷却水循环使用，当进气道内的温度大于设定值时，冷凝水喷入进气道对进气进行降温。与现有技术相比，本发明所述的控制方发实现了一种零氮排放发动机，利用水分蒸发吸热降低进气道内温度，并且将冷凝器与冷却水箱连接起来，对冷凝器中的水量进行调节，有一定的创新性与应用前景。

技术领域

本发明提供了一种喷水降低缸内温度的零氮烃类燃料点燃式转子机控制方法，属于内燃机领域。

背景技术

随着环境问题越来越受到广大人民的重视，各国对污染的监控也越来越严格。汽车尾气排放在这种环境下也被推到了前台，各国都相继推出了相关法规来限制汽车尾气的排放。因此，降低发动机油耗和排放已经成为了当前内燃机领域的主流研究方向。

与往复式活塞机相比，转子发动机具有体积小、重量轻、结构简单，功重比大等优点，世界各国已将转子机广泛应用于无人机、军用特种车辆、海军陆战队登陆艇、小型船舶和轻便式发电机等领域。然而，转子机也存在着燃油经济性差和排放高等问题，造成这些问题的主要原因是转子机狭长的燃烧室结构不利于燃料的快速、完全燃烧，较高的面容比增加了壁面淬息的问题，以及线密封形式导致较高的漏气率等。随着排放法规的日益严格，转子发动机也面临着节能减排的问题。

转子机的排放物主要有NO_X、PM、HC、CO等，内燃机中NO_X的生成主要有两种方式：热力型和燃料型。在汽油机中，NO_X的主要来源是参与燃烧的空气中的氮。空气中含有21％的氧气和79％的氮气，二者在内燃机燃烧室内发生化学反应生成NO_X，形成内燃机的排放物。如果将空气中的氮气除去，则可以避免NO_X的生成。但使用纯氧会产生高温，降低燃烧的稳定性，且不利于热量的快速释放，容易产生爆震。所以将发动机的冷却水箱与冷凝器连接，利用冷却水箱为冷凝器提供所需水源，同时，冷凝器中的水也可以储存在水箱内作为冷却水使用，当发动机进气道内温度过高时，冷凝水喷入发动机进气道降低进气气温，提高发动机燃烧的稳定性。

发明内容

为了改善转子内燃机的排放特性并降低进气道内温度，防止高温引起的爆震等问题，本发明提供了一种喷水降低缸内温度的零氮烃类燃料点燃式转子机控制方法，减小NO排放的同时降低缸内温度，避免高温引起的爆震等问题。

本发明解决上述问题是通过以下技术方案解决的：

本发明设计了一种喷水降低缸内温度的零氮烃类燃料点燃式转子机控制方法，具体涉及喷水装置及其运行方法，装置包括：烃类燃料储存罐(1)，储存罐的出口与油泵(2)，燃料流量计(3)、安装在进气道上的燃料喷嘴(5)串联连接，发动机排气管上依次安装HC浓度传感器(15)、废气循环阀(14)、冷凝器(12)、温度传感器(8)、氧浓度传感器(7)、稳压混合罐(6)，氧气从氧气储存罐(11)中出来后依次经过氧气管路减压阀(10)、氧气流量调节器(9)，与循环废气混合经稳压混合罐(6)后进入燃烧室，排气管上还安装气体流量调节器(16)。冷凝器有两个出水后，一个与发动机冷却水箱相连，一个与水泵(13)相连，ECU(4)通过温度传感器(8)的信号控制水泵(13)的工作状态，火花塞式缸压传感器(17)与电荷放大器(18)为发动机点火。

如上所述的一种喷水降低缸内温度的零氮烃类燃料点燃式转子机控制方法，其特征在于：