[发明专利]一种基于定容燃烧提高FPLG燃烧热效率的方法及系统

说明书

本公开提出了一种基于定容燃烧提高FPLG燃烧热效率的方法及系统，包括：在上止点到峰值压力出现位置的行程阶段中，当动子运动上止点后，电机施加一定值的电磁力，其中电磁力的值不能大于缸内压力，方向与缸内压力反向，以增长动子在上止点附近停留时间即增大定容燃烧时间。本公开技术方案通过分段控制电磁力大小和波形，可以在保证其他条件不变的情况下，提高发动机定容燃烧比例进而实现发动机燃烧热效率提高。

技术领域

本公开属于新能源汽车增程器技术领域，尤其涉及一种基于定容燃烧提高FPLG燃烧热效率的方法及系统，用于保证发动机能够尽量实现定容燃烧。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本公开相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。

自由活塞直线发电机(FPLG)通过电机将内燃机燃烧产生的热能转换为电能输出，可替代增程式混合动力汽车的辅助动力单元(APU)，自由活塞直线发电机作为一种新兴的动力装置，是未来新能源汽车动力系统的重要研究方向。

FPLG系统中的内燃机和传统内燃机有相似的热力学原理，但在结构上省略了曲柄连杆机构和飞轮机构，将燃烧产生的热能通过电机转换为所需的能量输出，具有高效率、低油耗等诸多潜在性能优势。但由于FPLG缺少飞轮储存能量，导致运动过程中，动子运动特点完全取决于受力，在燃烧始点后上止点前受压缩及燃烧气体压力作用，很快速度降为零，上止点后，受燃烧气体压力作用，动子以较大加速度反向运动，因此，在上止点附近，动子停留时间较短。由内燃机原理可知，汽油机定容燃烧时，燃烧热效率高，定容燃烧要求燃烧几乎在上止点附近完成，但由于FPLG发动机在上止点附近停留时间短，导致定容燃烧度可能较差，因此，FPLG的优势无法发挥。

发明内容

为克服上述现有技术的不足，本公开提供了一种基于定容燃烧提高FPLG燃烧热效率的方法，该控制方法通过上止点附近电磁力的控制，可以实现增长动子在上止点附近停留时间的目的，保证发动机能够尽量实现定容燃烧。

为实现上述目的，本公开的一个或多个实施例提供了如下技术方案：

第一方面，公开了一种基于定容燃烧提高FPLG燃烧热效率的方法，包括：

在上止点到峰值压力出现位置的行程阶段中，当动子运动上止点后，电机施加一定值的电磁力，其中电磁力的值不能大于缸内压力，方向与缸内压力反向，以增长动子在上止点附近停留时间即增大定容燃烧时间。

进一步的技术方案，所述电磁力的值根据FPLG发动机类型、能产生的缸内压力及上止点到峰值压力出现位置的行程阶段的目标运行时间进行确定。

进一步的技术方案，上止点到峰值压力出现位置的行程阶段之后，从峰值压力位置到下一个燃烧始点位置，电磁力根据需要进行控制，以使燃烧始点处的速度在设定范围内。

进一步的技术方案，燃烧始点到上止点的行程阶段中，所述电磁力设置为零或逐渐减小为零。

第二方面，公开了一种基于定容燃烧提高FPLG燃烧热效率的系统，包括：检测设备及控制器；

所述检测设备以检测动子到达的位置并传输至控制器，控制器与电机相连；

所述控制器被配置为：

在上止点到峰值压力出现位置的行程阶段中，接收到动子检测信号后判断动子运动上止点后，发送控制指令至电机以使电机施加一定值的电磁力，其中电磁力的值不能大于缸内压力，方向与缸内压力反向，以增长动子在上止点附近停留时间即增大定容燃烧时间。

以上一个或多个技术方案存在以下有益效果：

本公开技术方案为一种自由活塞直线发电机电磁力的控制方法，该控制方法通过上止点附近电磁力的控制，可以实现增长动子在上止点附近停留时间的目的。