[发明专利]一种汽油机混合燃烧模式的实现系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及内燃机技术领域，尤其涉及一种汽油机混合燃烧模式实现系统及方法。

背景技术

汽车已日益成为大众化的代步工具，而在汽车消费中，尾气排放及能源节约也越来越成为消费者关心的热点问题。随着三效催化剂技术的成熟，汽油发动机已经很好地解决了尾气排放的问题。但与柴油车比较，目前汽油车的油耗仍要高大约30％。其主要原因之一是汽油机的负荷采用进气量调节，在中小负荷时因节气门开度小造成泵气损失大。

为了解决汽油机中小负荷油耗差的问题，需要减少泵气损失、实现高效燃烧、产生当量空燃比排气氛围，确保三效催化剂对有害排放物高效转换。均质混合气压缩着火(Homogeneous Charge CompressionIgnition，HCCI)燃烧方式可以取消节气门，使汽油机热效率显著改善，达到普通柴油机的水平，同时NO_x的排放比普通汽油机降低95％以上，是目前国际上的研究热点。但目前要在汽油机上实现该种燃烧方式的方法是采用进气加热[John E.Dec，MagnusAParametric Study of HCCI Combustion-the Sources of Emissions atLow Loads and the Effects of GDI Fuel Injection.SAE 2003-01-0752]或内部废气再循环(Exhaust Gas Recycle，EGR)技术[Wang Zhi，WangJianxing，Shuai Shijin，Tian Guohong.Experimental and computationalstudies on gasoline HCCI combustion control using injection strategies.Journal of engineering for gas turbines and power-Transactions of theASME.Jul 2007，129(3)：870-876]。而采用进气加热对于车用发动机不实用，采用内部EGR又必须采用复杂的全可变配气相位(VariableValve Timing，VVT)技术，成本太高；同时，因HCCI高负荷时容易爆震，必须切换到火花点火(Spark Ignition，SI)燃烧模式下工作，这种燃烧模式的切换又增加了车用发动机控制系统优化复杂性。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明的目的是提供一种汽油机混合燃烧模式实现系统及方法，以解决现有技术中汽油机实现HCCI存在的上述问题。

(二)技术方案

为了达到上述目的，本发明的技术方案提出一种汽油机混合燃烧模式实现系统，包括多个气缸，还包括：

模式控制装置，根据汽油机负荷的大小，改变内部废气再循环EGR阀的开闭状态，控制所述气缸分别以单纯火花点火SI模式工作或HCCI/SI混合模式工作；

设有所述EGR阀的排气导流装置，在所述气缸以HCCI/SI混合模式工作时，根据发火顺序将SI模式工作气缸的部分排气引入其他气缸，使所述其他气缸实现以HCCI模式工作。

上述的汽油机混合燃烧模式实现系统中，还包括：

尾气处理装置，利用三效催化剂对当量空燃比尾气进行处理。

上述的汽油机混合燃烧模式实现系统中，所述气缸为四个，则所述模式控制装置根据所述汽油机负荷由小到大控制燃烧模式依次为：

一缸SI、一缸SI+一缸HCCI、两缸SI、两缸SI+两缸HCCI、四缸SI。

上述的汽油机混合燃烧模式实现系统中，设所述四个气缸采用I-III-IV-II的发火顺序，则所述排气导流装置将I缸及IV缸的排气分流导入II缸及III缸。

本发明的技术方案还提出一种汽油机混合燃烧模式实现方法，包括：

根据汽油机负荷的大小控制汽油机的气缸分别以单纯SI模式或HCCI/SI混合模式工作；

在所述气缸以HCCI/SI混合模式工作时，将以SI模式工作的气缸的部分排气引入其他气缸，使所述其他气缸实现HCCI模式工作。

上述的汽油机混合燃烧模式实现方法中，之后还包括：

利用三效催化剂对尾气进行处理。

上述的汽油机混合燃烧模式实现方法中，设所述气缸为四个，则所述根据汽油机负荷控制气缸工作模式具体为，

根据汽油机负荷由小到大控制燃烧模式依次为：

一缸SI、一缸SI+一缸HCCI、两缸SI、两缸SI+两缸HCCI、四缸SI。