[发明专利]一种基于混合气稀释的当量燃烧系统及其控制方法

摘要

本发明公开了一种基于混合气稀释的当量燃烧系统及其控制方法，装置包括通过进气道总管依次相连的涡轮增压器压气机、电动增压器、进气加热器、进气中冷器、压力传感器、温度传感器、气道喷油器以及气缸的进气口，EGR管路一端与进气加热器、进气中冷器之间的进气道总管相通并且另一端依次连接EGR单向阀、电控EGR阀、EGR中冷器以及排气管与气缸的排气口相连接的部分；聚甲氧基二甲醚直喷喷油器安装在气缸内，排气管依次连接气缸的排气口、废气涡轮、排气氧传感器和三效催化器；在汽缸盖上安装有进气门晚关装置，在气缸内安装有缸压传感器。采用本装置和方法在改善燃油消耗率的同时保持超低氮氧化物和碳烟排放。

主权项

1.一种基于混合气稀释的当量燃烧系统的控制方法，其特征在于包括以下步骤：步骤一、发动机电控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负荷；步骤二、如果步骤一的判断结果为冷启动和怠速工况，则采用安装在气缸内的聚甲氧基二甲醚直喷喷油器进行100％聚甲氧基二甲醚缸内直喷；排气管依次连接气缸的排气口、废气涡轮、排气氧传感器和三效催化器；进气道总管依次连接涡轮增压器压气机、电动增压器、进气加热器、进气中冷器、压力传感器、温度传感器、气道喷油器以及气缸的进气口，所述的涡轮增压器压气机与废气涡轮同轴相连；步骤三、如果步骤一的判断结果为小负荷工况，电控单元读取标定MAP，然后输出控制信号给聚甲氧基二甲醚直喷喷油器，将聚甲氧基二甲醚喷射角度控制在‑20～‑40℃A ATDC范围，并向气道喷油器和聚甲氧基二甲醚直喷喷油器输出脉宽控制信号将气道喷射热值比例控制在50％～70％范围内，根据排气氧传感器的排气氧浓度信号判断缸内燃烧的稀释情况，通过调节电控EGR阀改变EGR率将缸内混合气浓度控制在当量比等于1；EGR管路一端与进气加热器、进气中冷器之间的进气道总管相通并且另一端依次连接EGR单向阀、电控EGR阀、EGR中冷器以及排气管与气缸的排气口相连接的部分；步骤四、如果步骤1的判断结果为中等负荷工况，电控单元读取标定MAP，采用聚甲氧基二甲醚早喷策略，喷射角度控制在‑45～‑90℃A ATDC范围，并向气道喷油器和聚甲氧基二甲醚直喷喷油器输出脉宽控制信号将气道喷射热值比例控制在75％～95％范围内，电控单元通过调节电控EGR阀将EGR率控制在40‑50％范围内，电控单元根据排气氧传感器的排气氧浓度信号判断缸内燃烧的稀释情况，通过调整与涡轮增压器压气机串联的电动增压器的增压度将缸内混合气浓度控制在当量比等于1；步骤五、如果步骤1的判断结果为大负荷工况，电控单元读取标定MAP，采用聚甲氧基二甲醚晚喷策略，喷射角度控制在‑5～‑20℃A ATDC范围，并向气道喷油器和聚甲氧基二甲醚直喷喷油器输出脉宽控制信号将气道喷射热值比例控制在50％～80％范围内；电控单元通过调节电控EGR阀将EGR率降低至30％‑40％范围内，同时电控单元根据排气氧传感器的排气氧浓度信号判断缸内燃烧的稀释情况，提高电动增压器的增压能力，将缸内混合气浓度控制在当量比等于1，并且电控单元根据安装在气缸内的缸压传感器输出的缸压信号，通过控制安装在汽缸盖上的进气门晚关装置调节进气门晚关角度，降低有效压缩比，将峰值缸内压力控制在限值以内。