[发明专利]一种采用二甲醚和高辛烷值燃料内燃机的控制方法

说明书

技术领域

本发明提供一种采用二甲醚DME和高辛烷值燃料现场混合和复合燃烧模式内燃机的控制方法，具体涉及一种内燃机的燃烧控制与运行方式、燃料配制与供给。

背景技术

随着车辆保有量的急剧增加，能源消耗和环境污染问题已经成为了人们关注的重点，同时也是目前亟待解决的问题之一。随着电控技术的发展，传统汽油机和柴油机在燃料消耗及尾气排放方面都有了大幅的改善和提高，但仍然存在着自身的弊端。传统的汽油机由于采用化学计量当量比、预混均质燃烧，因此NOx和PM排放较低。同时由于压缩比低，因此工作噪音较低，但同样是由于受爆震及低压缩比等因素的限制和影响，燃油消耗较大且热效率低。与汽油机相比，柴油机较高的压缩比使其具有较高的热效率和较低的燃油消耗。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上止点时的高温使混合气自燃着火。由于喷雾与空气的混合时间较短，燃料与空气混合的严重不均匀，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。同时高压缩比还导致柴油机工作粗暴、噪音较大。均质预混压燃HCCI的燃烧方式是将传统柴油机的压燃与传统汽油机的预混均质燃烧相结合，通过较高的压缩比实现高热效率，均质预混合实现低排放。HCCI内燃机在进气冲程时将进气道内的预混合气吸入气缸，当压缩到上止点附近时均质混合气实现多点自燃着火。由于混合气较稀且均质多点同时燃烧，同时没有火花点火和传播、扩散燃烧峰面的局部高温区，因此HC、CO以及NO_X和PM排放都很低，同时还具有较高的热效率。但HCCI燃烧方式受燃烧边界条件和燃料化学协同控制，很难对着火时刻进行准确控制，因此整机运行工况较窄。尽管目前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。同时，电控高压共轨和多次喷油技术并附以排气后处理技术的使用也使柴油机达到很低的排放。HCCI燃烧方式可以使热效率提高的同时显著降低排放。但由于车用发动机在运行过程中处于不断变化的复杂过程，单一的燃烧模式和传统单一燃料很难满足和适应全工况下发动机的运转要求，造成了降低排放的同时消耗部分功率或增加油耗等情况。

发明内容

本发明采用了如下技术方案：一种采用二甲醚和高辛烷值燃料现场混合和复合燃烧模式内燃机的控制方法，所述的二甲醚和高辛烷值燃料现场混合和复合燃烧模式内燃机由传统电控火花点火内燃机改造而成，包括气缸20、内燃机进气管16、内燃机排气管21、内燃机活塞19、点火模块11、火花塞12、电子节气门15以及曲轴转角位置传感器的曲轴转角信号1、冷却水温度传感器的冷却水温度信号2、进气温度传感器的进气温度信号3、进气压力传感器的进气压力信号4、节气门位置传感器的节气门位置信号5、爆震传感器的燃烧压力及爆震信号6、线性氧传感器的空燃比信号7；同时还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、二甲醚喷嘴14、二甲醚调压器17、二甲醚罐18以及控制混合燃料喷射的混合燃料点火控制信号a、高辛烷值燃料喷射信号b、二甲醚喷射信号c和电子节气门控制信号d；