[发明专利]直喷氢内燃机的标定方法及控制方法

说明书

本申请提供了直喷氢内燃机的标定方法，包括：在直喷氢内燃机输出轴的第一转速下，及氢气喷嘴在喷射开启角的初始值下，调整喷射脉宽至第一喷射脉宽，第一喷射脉宽下直喷氢内燃机排放的NOx达近零排放限值；在第一转速下、第一喷射脉宽下，调整氢气喷嘴的喷射开启角至第一喷射开启角，第一喷射开启角下的直喷氢内燃机排放的NOx超出近零排放限值；根据第一转速、第一喷射脉宽、和第一喷射开启角计算第一喷射结束角；根据第一转速、第一喷射结束角、和第二喷射脉宽计算第二喷射开启角。还提供了直喷氢内燃机的控制方法。本申请可以使直喷氢内燃机降低NOx排放，且维持较高的动力和热效率。

技术领域

本发明涉及直喷氢内燃机领域，具体涉及直喷氢内燃机的标定方法及装置、直喷氢内燃机的控制方法及装置、计算设备。

背景技术

目前，在传统内燃机领域，化石燃料依然占据主要地位，化石燃料例如汽油、柴油等，其缺点是燃烧后的排放的碳污染物较多。而氢气作为一种清洁燃料，其碳排放为零，是比较理想的“绿色”燃料。因此，使用氢内燃机替代传统化石燃料内燃机是一种趋势，例如使用氢内燃机的车辆等交通工具。

对于缸内直喷氢内燃机(简称直喷氢内燃机)工作时，需将空气和氢气引入直喷氢内燃机的气缸，利用空气中的氧气使得氢气得以燃烧，也即直喷氢内燃机中为氢气和空气进行燃烧。其中，直喷氢内燃机燃烧时，氢气燃烧温度高，直喷氢内燃机的气缸内的燃烧温度最高可达2400K左右，高温环境会使直喷氢内燃机中的空气中的氮气和氧气发生反应，生成直喷氢内燃机的主要排放污染物NOx，直喷氢内燃机的NOx排放最高可达10000ppm，比其他燃料内燃机都高。因此降低直喷氢内燃机的NOx排放，并实现近零排放，使之成为真正意义上的“绿色、无污染”能源至关重要。

一种控制直喷氢内燃机NOx排放的有效的手段是采用稀薄燃烧，但稀燃后氢气喷射量减少，燃烧速度减缓，直喷氢内燃机的动力和热效率都大幅下降。因此，有待提供一种方案，使得使直喷氢内燃机即降低NOx排放，又可以维持较高的动力和热效率。

发明内容

为达到上述目的，本申请提供了一种直喷氢内燃机的标定方法及装置、直喷氢内燃机的控制方法及装置、计算设备，以使得使直喷氢内燃机即降低NOx排放，又可以维持较高的动力和热效率。

本申请第一方面提供了一种直喷氢内燃机的标定方法，所述直喷氢内燃机的气缸内伸入有氢气喷嘴，所述方法包括：

在直喷氢内燃机输出轴的第一转速下，及氢气喷嘴在喷射开启角的初始值下，调整氢气喷嘴的喷射脉宽至第一喷射脉宽，所述第一喷射脉宽下所述直喷氢内燃机排放的NOx达近零排放限值，所述第一喷射脉宽与直喷氢内燃机输出轴的第一转速下的第一负荷相对应；

在所述第一转速下、所述第一喷射脉宽下，调整氢气喷嘴的所述喷射开启角至第一喷射开启角，所述第一喷射开启角下的所述直喷氢内燃机排放的NOx超出所述近零排放限值；

根据所述第一转速、所述第一喷射脉宽、和所述第一喷射开启角计算第一喷射结束角；

根据所述第一转速、所述第一喷射结束角、和第二喷射脉宽计算第二喷射开启角，所述第二喷射脉宽与直喷氢内燃机输出轴的第一转速下的第二负荷相对应。

由上，根据上述方式对直喷氢内燃机的标定，得到的标定结果用于直喷氢内燃机的喷氢控制时，可以达到直喷氢内燃机在NOx近零排放，且保持较高的有效热效率，即保持较好的动力性和经济性。

作为第一方面的一种可能的实现方式，所述在直喷氢内燃机输出轴的第一转速下，及氢气喷嘴在喷射开启角的初始值下，调整氢气喷嘴的喷射脉宽至第一喷射脉宽，包括：在直喷氢内燃机输出轴的第一转速下，设定氢气喷嘴在喷射开启角的初始值为直喷氢内燃机10的进气门关闭时刻对应的曲轴转角，逐渐减小所述喷射脉宽并测量所述直喷氢内燃机排放的NOx；当测量的所述直喷氢内燃机排放的NOx达近零排放限值时，记录此时喷射脉宽为所述第一喷射脉宽。