[发明专利]二甲醚改善点燃式内燃机性能的装置及控制方法

说明书

技术领域

本发明提供一种采用二甲醚改善点燃式内燃机起动和怠速性能的装置及控制方法，具体涉及一种内燃机的燃料供给、燃烧控制与运行方式，属于内燃机领域。

背景技术

随着汽车的不断普及应用，由其造成的能源紧缺和排放污染问题已经成为了社会关注的重点，同时也是制约其自身发展和亟待解决的问题之一。传统点燃式汽油发动机在冷起动和怠速时由于存在诸多客观问题，而成为了发动机改善及提高性能方面研究的重点。首先，环境温度及燃烧室壁面温度低导致液态燃料与空气混合气混合不均匀，当进入燃烧室后使得燃油蒸发不足且形成油膜；其次，当发动机冷起动及怠速时，由于转速较低、进气流动性差等原因造成油气混合不均匀、燃烧室内残余废气多、混合气燃烧不充分等问题；最后，为保证发动机能够顺利起动，通常发动机电控单元会采取增加喷油量等方式加浓混合气，以保证在燃油蒸发量较小的情况下满足发动机的起动要求。而当发动机处于冷起动及怠速工况时，由于三元催化器温度较低而未开始工作，使得大量的HC、CO排放未经催化转化而直接排入大气。根据研究资料显示，车辆在整个使用过程中80-85％的HC和CO排放均是在汽油发动机冷起动及怠速特别是暖机怠速阶段产生的。综上，改善发动机冷起动及怠速时的燃烧、运转工况及排放状况就成为了当前发动机的主要研究方向。而利用气态新能源燃料作为发动机冷起动及怠速时的燃料就成为了一种比较理想的解决方案，气态燃料不仅在低温情况下易于与空气混合且不形成油膜，更提高了燃料的混合均匀程度，改善了燃烧状况，继而降低了有害物的排放。

发明内容

为了改善点燃式内燃机冷起动及怠速时的性能，本发明提出了一种二甲醚改善点燃式内燃机性能的装置及控制方法。

本发明采用如下技术方案：

二甲醚改善点燃式内燃机性能的装置，该装置用于改善点燃式内燃机冷起动及怠速时的性能，包括二甲醚罐1、二甲醚调压器2、二甲醚喷嘴3以及二甲醚电子控制单元4和原机燃料喷嘴5，由发动机原机电控单元发出的燃料喷射时刻信号a1、燃料喷射脉宽信号a2、二甲醚喷射脉宽信号a3、喷射时刻信号a4以及由发动机原机电控单元收集并传递的车速传感器信号b1、加速踏板位置信号b2、发动机氧传感器信号b3、发动机爆震传感器信号b4输入到二甲醚电子控制单元4；由二甲醚电子控制单元4发出的反馈信号c输入到原机电控单元；二甲醚罐1、二甲醚调压器2和二甲醚喷嘴3依次连接，二甲醚电子控制单元4从发动机原机电控单元读取和反馈数据信号，并与二甲醚喷嘴3相连使其能够喷射二甲醚，二甲醚电子控制单元4还与原机燃料喷嘴5相连，二甲醚喷嘴3连接在进气歧管靠近进气道处，将二甲醚喷射到进气道中；

所述的点燃式内燃机包括汽油、甲醇、乙醇燃料点燃式内燃机；

所述的二甲醚改善点燃式内燃机性能的装置的控制方法，包括如下控制过程：

1)当接通发动机电源后，二甲醚电子控制单元4从发动机原机电控单元读取车速传感器信号b1为0km/h且加速踏板位置信号b2位于初始0位置时，二甲醚电子控制单元4关闭原机燃料喷嘴，同时将接收到的发动机原机电控单元发出的燃料喷射时刻信号a1和燃料喷射脉宽信号a2进行编译，将相应的二甲醚喷射脉宽信号a3及二甲醚喷射时刻信号a4传递给二甲醚喷嘴3，实现二甲醚在冷起动及怠速工况下作为点燃式发动机的燃料；在二甲醚作为燃料的运转过程中，燃料的喷射量、喷射时刻以及点火时刻等均由原机电控单元管理控制，二甲醚电子控制单元4依据二甲醚和汽油的空燃比以及热值将燃料喷射时刻信号a1通过关系转化成二甲醚喷射脉宽信号a3并发送到二甲醚喷嘴3，将燃料喷射脉宽信号a2直接转化成为二甲醚喷嘴3的二甲醚喷射时刻信号a4，二甲醚喷射脉宽信号a3和二甲醚喷射时刻信号a4以发动机能够正常起动且不出现失火或爆震现象为准并有±3％的调整幅度；

2)当二甲醚电子控制单元4检测到车速传感器信号b1车速大于0km/h时，或加速踏板位置信号b2不处于0位置时，向发动机原机电控单元反馈二甲醚电子控制单元4的反馈信号c，关闭二甲醚喷嘴3，将发动机原机电控单元发出的燃料喷射时刻信号a1、燃料喷射脉宽信号a2直接传递给原机燃料喷嘴5，由发动机原机电控单元对发动机运行进行控制；

3)当二甲醚电子控制单元4检测到发动机氧传感器信号b3超过0.2-0.9V的变化范围3％以上或发动机爆震传感器信号超过0.4-1.3V的变化范围3％以上，或者爆震传感器各缸信号电压之间的偏差大于50％时，二甲醚电子控制单元4向发动机原机电控单元反馈二甲醚电子控制单元4的反馈信号c，对二甲醚的喷射量及喷射时刻进行调整，以满足发动机正常运转要求。