[发明专利]一种气/液双燃料缸内/缸外双喷射装置及控制方法

摘要

一种气/液双燃料缸内/缸外双喷射装置及控制方法属于内燃机控制领域，具体涉及一种气/液双燃料分配供给系统、气/液双燃料缸内/缸外双喷射及燃烧过程控制装置。该装置采用一套用于气/液双燃料分配供给的燃料分配供给系统和一套用于气/液双燃料缸内/缸外双喷射及燃烧过程控制的喷射燃烧电控单元。喷射燃烧电控单元可根据内燃机运行工况条件，通过燃料分配供给系统调整喷入缸内/缸外的燃料喷射种类，减少内燃机传热损失和泵气损失，改善燃料燃烧，进而实现在保证内燃机动力性能的同时，降低其燃料消耗量和污染物排放，以实现节能减排的效果。

主权项

1.一种气/液双燃料缸内/缸外双喷射装置，其结构如下：燃料分配供给系统包括气体燃料储存器(11)、液体燃料储存器(12)、与气体燃料储存器(11)连接的气体燃料泵(10)、与液体燃料储存器(12)连接的液体燃料泵(13)、与气体燃料泵(10)和液体燃料泵(13)相连接的用于调整喷入缸内/缸外燃料种类的气/液双燃料分配器(9)、由进气门凸轮轴驱动的与气/液双燃料分配器(9)和缸内燃料喷嘴(4)相连接的加压燃料泵(8)、与加压燃料泵(8)相连接的位于缸盖中通入燃烧室的缸内燃料喷嘴(4)以及与气/液双燃料分配器(9)相连接的位于进气歧管中通入进气道(6)的缸外燃料喷嘴(5)；喷射燃烧电控装置的核心部件包括喷射燃烧电控单元(1)；所述的喷射燃烧电控单元(1)通过内燃机传感器获取实际转速信号(f)、缸内/缸外燃料喷射压力信号(g)，并用于进行喷射燃烧控制；所述的喷射燃烧电控单元(1)与气/液双燃料分配器(9)相连接，并通过气/液双燃料分配器控制信号(a)调整燃料喷入缸内/缸外的燃料喷射种类；所述的喷射燃烧电控单元(1)与节气门(7)相连接，并通过节气门控制信号(b)调整节气门(7)的开度；所述的喷射燃烧电控单元(1)与缸外燃料喷嘴(5)相连接，并通过缸外燃料喷嘴控制信号(c)控制缸外燃料喷射的喷射时刻和喷射脉宽；所述的喷射燃烧电控单元(1)与缸内燃料喷嘴(4)相连接，并通过缸内燃料喷嘴控制信号(d)控制缸内燃料喷射的喷射时刻和喷射脉宽；所述的喷射燃烧电控单元(1)通过点火模块(2)与火花塞(3)相连接，并通过点火控制信号(e)控制点火角；其特征在于：缸内喷射液体燃料，缸外喷射气体燃料；在该喷射模式下，喷射燃烧电控单元(1)通过气/液双燃料分配器控制信号(a)控制气/液双燃料分配器(9)，使液体燃料储存器(12)中的液体燃料经过液体燃料泵(13)加压后通至加压燃料泵(8)继续加压至10MPa以上，同时使气体燃料储存器(11)中的气体燃料经过气体燃料泵(10)加压后通至缸外燃料喷嘴(5)；通过缸外燃料喷嘴控制信号(c)控制缸外燃料喷嘴(5)将气体燃料喷入内燃机进气道(6)；通过缸内燃料喷嘴控制信号(d)控制缸内燃料喷嘴(4)将经过加压燃料泵(8)加压的高压液体燃料喷入燃烧室；通过点火控制信号(e)控制点火模块(2)驱动火花塞(3)进行点火；喷射燃烧电控单元(1)通过气/液双燃料分配器控制信号(a)控制气/液双燃料分配器(9)，通过节气门控制信号(b)使节气门(7)开度增大20％；根据公式AFL＝(Vair×ρair)/mL，通过缸内燃料喷嘴控制信号(d)控制缸内燃料喷嘴(4)的喷射脉宽，调整液体燃料喷射质量mL，使液体燃料处于稀燃状态燃烧，稀燃状态为AFL＞该燃料理论值，AFL＝μ×AFL，S，AFL为液体燃料实际空燃比，Vair为空气体积，ρair为空气密度，mL为液体燃料喷射质量，μ为液体燃料稀燃系数，AFL，S为液体燃料理论空燃比；同时根据公式α＝VG/(VG+Vair)通过缸外燃料喷嘴控制信号(c)控制缸外燃料喷嘴(5)的喷射脉宽，调整气体燃料喷射体积VG，使气体燃料占总进气量体积分数α保持在0.25～0.35之间，并使气体燃料与空气在内燃机缸外进气道(6)预混后进入缸内，式中，α为气体燃料占总进气量体积分数，VG为气体燃料喷射体积，Vair为空气体积。