[发明专利]一种适用于压燃式甲醇发动机的稳定燃烧控制方法

说明书

本发明公开了一种适用于压燃式甲醇发动机的稳定燃烧控制方法，通过使用过渡燃料弥补十六烷值改进剂添加含量无法随工况实时变化的不足，改进剂先引发过渡燃料着火，过渡燃料燃烧放热使缸内温度提高，并结合废气再循环共同促进甲醇稳定着火。本发明中不同工况下使用的十六烷值改进剂占总喷油量的体积分数均为2％，过渡燃料的喷射比例和废气再循环率根据进气温度进行调整。十六烷值改进剂、过渡燃料以及废气共同创造的热氛围和活性氛围同时促进了甲醇的着火，使得对十六烷值改进剂的添加含量要求大大降低。

技术领域

本发明涉及发动机领域，尤其涉及压燃式甲醇发动机的稳定燃烧控制方法。

背景技术

碳中性燃料甲醇被认为是一种极具潜力的内燃机替代燃料，其生产来源十分丰富，煤炭、焦炉气、煤层气、天然气、生物质以及二氧化碳均可制备甲醇，可实现碳中性循环。压燃式发动机具有热效率高、扭矩大、污染排放少及可靠性高等特点，在压燃式发动机上发展甲醇燃料替代石油燃料，对降低碳排放、实现“双碳目标”具有重要意义。此外，甲醇没有C-C 键，含氧量为50％，因此甲醇燃烧基本不会产生碳烟。

但甲醇高汽化潜热、高自燃温度和低十六烷值的特点使得甲醇在发动机内很难被压燃。目前促进甲醇稳定压燃的方法主要包括进气加热、火花助燃、电热塞助燃、柴油引燃等方法。但甲醇稳定着火需要进气温度达到约100℃以上，进气加热消耗的能量过高，火花助燃和电热塞助燃需要对发动机进行改装且火花塞和电热塞寿命短，价格高；柴油引燃需要非常高的柴油比例。

十六烷值改进剂可用于改善甲醇着火，但掺混燃料中改进剂的添加比例难以随工况实时变化。冷起动时，甲醇着火需要较高比例的添加剂；而高负荷工况下，缸内温度较高，对添加剂的需求较少。为了保证所有工况下的甲醇稳定着火而使用较高比例添加剂，将造成成本浪费。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术中的不足，提供一种适用于压燃式甲醇发动机的稳定燃烧控制策略，通过使用过渡燃料来弥补十六烷值改进剂添加含量无法随工况实时变化的不足，并利用废气中的热量和活性自由基来促进甲醇稳定着火。

为了达到上述目的，一种适用于压燃式甲醇发动机的稳定燃烧控制方法，包括以下步骤：

步骤一、电子控制单元分别读取安装在发动机曲轴上传感器的转速信号、安装在油门踏板上传感器的位置信号并根据所读取的信号判断发动机运行的工况；

步骤二、如果发动机运行的工况为冷起动或小负荷工况，电子控制单元控制安装在进气歧管上的进气歧管喷油器开启，并读取安装在进气管上的进气温度传感器输出的温度信号，然后执行以下步骤：

如果进气温度≤0℃，电子控制单元控制进气歧管喷油器喷射过渡燃料，所述的过渡燃料占总喷油量的体积分数为10％，所述的过渡燃料的十六烷值为比甲醇的十六烷值高的燃料；控制缸内喷油器喷射掺混燃料，同时控制排气门的开闭时刻，使得废气再循环率为50％，所述的掺混燃料由占总喷油量的体积比为2％的十六烷值改进剂和88％的甲醇组成；

如果进气温度为0℃＜进气温度≤15℃，电子控制单元控制进气歧管喷油器喷射过渡燃料，所述的过渡燃料占总喷油量的体积分数为8％，控制缸内喷油器喷射掺混燃料，同时控制排气门的开闭时刻，使得废气再循环率EGR为45％，所述的掺混燃料由占总喷油量的体积比分别为2％的十六烷值改进剂、90％的甲醇组成；

如果进气温度＞15℃，电子控制单元控制进气歧管喷油器喷射过渡燃料，所述的过渡燃料占总喷油量的体积分数为5％，控制缸内喷油器喷射掺混燃料，同时控制排气门的开闭时刻，使得废气再循环率EGR 40％，所述的掺混燃料由占总喷油量的体积比分别为2％的十六烷值改进剂、93％的甲醇组成；

所述的总喷油量为进气歧管内的喷油量与发动机气缸内缸内喷油器喷射的喷油量之和；