[发明专利]一种燃料现场混合点燃内燃机及控制方法

说明书

技术领域

本发明提供一种燃料现场混合点燃内燃机及控制方法，具体涉及一种燃 烧内燃机的燃料配制、供给与燃烧控制。

背景技术

20世纪70年代以来，随着电子技术和尾气后处理技术的广泛应用， 内燃机的油耗和有害物排放得到大幅度降低。传统的汽油机属于预混均质 燃烧，由于受爆震等诸多因素的限制，压缩比低，热效率低，采用电子控制 和排气后处理装置可使汽油机达到极低的排放。与汽油机相比，柴油机压缩 比高，具有较高的热效率和优越的燃油经济性，但是，传统柴油机的燃 烧是燃料喷雾的扩散燃烧，依靠内燃机活塞压缩到接近终点时的高温使混合 气自燃着火。由于喷雾与空气的混和时间很短，燃料与空气混和的严重不均 匀，形成高温浓混合气区和高温火焰区，导致碳烟和NO_X大量生成，采用电 控高压共轨和多次喷油技术并附以排气后处理技术可使柴油机达到很低的排 放，但成本较高。另一种受到广泛关注的燃烧形式，把柴油机的高压缩比和 汽油机均质预混合结合起来，形成了均质预混合点燃内燃机，高压缩比实现 高热效率，均质预混合实现低排放。该内燃机在进气过程形成均质的混合 气，当压缩到上止点附近时均质混合气实现多点自燃着火。由于采用稀 混合气均质同时燃烧，没有火花点火和扩散燃烧的局部高温反应区，使 得NO_X和PM排放很低，而且具有较高的热效率。但这种燃烧方式受燃 烧边界条件和燃料化学协同控制，没有汽油机的火花点火和柴油机的缸内喷 油来控制着火时刻，因此，着火时刻难于控制，低负荷易失火，高负荷易爆 震，运行工况较窄。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述着火时刻难于控制，低负荷易失火，高负 荷易爆震，运行工况较窄的问题，实现火花点火内燃机燃料辛烷值的灵活控 制，提高内燃机起动性能、降低油耗和排放。

本发明采用了如下技术方案：一种燃料现场混合点燃内燃机包括传统电控 火花点火内燃机用于运行控制的曲轴转角位置传感器1、冷却水温度传感器2、 进气温度传感器3、进气压力传感器4、节气门位置传感器5、爆震传感器6、 线性氧传感器7、点火模块11、火花塞12、电子节气门15、内燃机进气管16、 内燃机活塞19、内燃机气缸20、内燃机排气管21；其特征在于：

增加了一套高十六烷值和高辛烷值燃料供给和控制系统，该系统包括混 合燃料电子控制单元8、高辛烷值燃料箱9、高辛烷值燃料压力调节器10、 高辛烷值燃料喷嘴13、高十六烷值燃料喷嘴14、高十六烷值燃料压力调节 器17、高十六烷值燃料箱18；

曲轴转角位置传感器1、冷却水温度传感器2、进气温度传感器3、进气 压力传感器4、节气门位置传感器5、爆震传感器6、线性氧传感器7通过电 缆与混合燃料电子控制单元8相连；混合燃料电子控制单元8通过点火模块 11连接火花塞12；混合燃料电子控制单元8通过电缆分别连接电子节气门 15，高辛烷值燃料喷嘴13，高十六烷值燃料喷嘴14；高辛烷值燃料箱9、高 辛烷值燃料压力调节器10和高辛烷值燃料喷嘴13通过不锈钢管或耐压软管 依次连接，高辛烷值燃料喷嘴13固连在内燃机进气管16上；高十六烷值燃 料箱18、高十六烷值燃料压力调节器17和高十六烷值燃料喷嘴14通过不锈 钢管或耐压软管依次连接，高十六烷值燃料喷嘴14固连在内燃机进气管16 上。

一种燃料现场混合点燃内燃机对不同工况的控制方法如下：

燃料混合比α＝Q_D/(Q_D+Q_L)；过量空气系数λ＝m_a/(Q_DAF_D+Q_LAF_L)