CN102155307A - 一种双燃料发动机燃烧***及其控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明的目的是提出一种可以兼顾性能与排放的双燃料发动机燃烧***及其控制方法。本发明的双燃料发动机燃烧***包括缸体、缸盖、活塞,所述缸体、缸盖及活塞形成燃烧室,所述燃烧室设置有进气道和排气道,燃烧室内还设置有火花塞,关键在于所述进气道内设置有与汽油燃料供给***连通的第一喷油嘴,所述燃烧室内设置有与乙醇燃料供给***连通的第二喷油嘴。本发明的双燃料发动机燃烧***结构简单,改造成本低,只需要对现有的燃烧***进行小幅度的更改就可以应用,其控制方法解决了冷启动阶段的点火成功率和排放超标的问题,并在不同的负荷状态下采用不同的燃料驱动,在提高发动机的高速功率、低速扭矩的前提下降低了油耗及排放。
Description
技术领域
本发明属于内燃机领域,特别涉及到一种双燃料发动机燃烧***及其控制方法。
背景技术
随着油价的攀升和日益严格的排放法规,低污染、低油耗、大功率、大扭矩的发动机逐渐成为发动机工程师的设计目标,因此增压缸内直喷的发动机应运而生,但为了保证发动机的功率输出,压缩比往往设计在10左右,以防止全负荷爆震的发生,这样,汽油机工作在高负荷状态下的效率往往不高。
目前还出现了一些以乙醇为燃料的汽车,排放性能有了大幅度的提高,但因为乙醇的燃点较高,该种汽车在低温状态下的点火较为困难,因此限制了其使用。
发明内容
本发明的目的是提出一种可以兼顾性能与排放的双燃料发动机燃烧***及其控制方法。
本发明的双燃料发动机燃烧***包括缸体、缸盖、活塞,所述缸体、缸盖及活塞形成燃烧室,所述燃烧室设置有进气道和排气道,燃烧室内还设置有火花塞,关键在于所述进气道内设置有与汽油燃料供给***连通的第一喷油嘴,所述燃烧室内设置有与乙醇燃料供给***连通的第二喷油嘴。
进一步地,所述进气道为高滚流进气道,以保证较高的压缩比及混合气混合程度。
进一步地,所述火花塞设置在燃烧室的中央上方,这样可以缩短火焰的传播距离,减小爆震倾向。
进一步地,所述活塞顶面设置有凹坑,所述第二喷油嘴正对凹坑。这样当乙醇喷射到活塞凹坑中后,会反弹到火花塞的周围,可以在火花塞周围形成较浓的混合气,在其它空间形成均质混合气,可以保证点火的成功率,降低碳氢排放。
上述双燃料发动机燃烧***的控制方法如下:当发动机低于预定负荷工作时,利用第一喷油嘴向进气道内喷射汽油,采用汽油驱动,可以保证较高的热效率,降低燃油消耗;当发动机高于预定负荷工作时,利用第二喷油嘴向燃烧室内喷射乙醇,采用乙醇驱动,一方面可以吸收热量,另外乙醇具有较高的抗爆性,压缩比较高的情况下也能抑制爆震,因此可以保证高负荷状态下的功率输出。
当发动机低于预定负荷工作时,发动机的压缩比最好高于12.5,以提高热效率。
进一步地,在发动机冷启动阶段,首先在进气行程中喷射汽油,然后在压缩行程中喷入乙醇,最后进行发动机点火。利用汽油和乙醇混合进行冷启动,可以保证点火的成功率,同时降低碳氢排放。
本发明的双燃料发动机燃烧***结构简单,改造成本低,只需要对现有的燃烧***进行小幅度的更改就可以应用,其控制方法解决了冷启动阶段的点火成功率和排放超标的问题,并在不同的负荷状态下采用不同的燃料驱动,在提高发动机的高速功率、低速扭矩的前提下降低了油耗及排放。
附图说明
图1是本发明的双燃料发动机燃烧***的具体布置图。
图2是本发明采用的活塞的俯视图。
图中标记为:1、缸盖;2、排气道;3、燃烧室;4、第二喷油嘴;5、进气道;6、第一喷油嘴;7、火花塞;8、活塞; 9、活塞顶面的凹坑;10、缸体。
具体实施方式
下面结合具体实施例和附图来详细说明本发明。
实施例1:
如图1所示,本实施例的双燃料发动机燃烧***包括缸体10、缸盖1、活塞8,所述缸体10、缸盖1及活塞8形成燃烧室3,燃烧室3设置有高滚流进气道5和排气道2,燃烧室3的中央上方设置有火花塞7,进气道5内设置有与汽油燃料供给***连通的第一喷油嘴6,燃烧室3内设置有与乙醇燃料供给***连通的第二喷油嘴4。
如图2所示,活塞8的顶面设置有凹坑9,第二喷油嘴4正对凹坑。这样当乙醇喷射到活塞凹坑9中后,会反弹到火花塞7的周围,可以在火花塞7周围形成较浓的混合气,在其它空间形成均质混合气,可以保证点火的成功率,降低碳氢排放。
上述双燃料发动机燃烧***的控制方法如下:当发动机低于预定负荷工作时,利用第一喷油嘴6向进气道5内喷射汽油,采用汽油驱动,可以保证较高的热效率,降低燃油消耗;当发动机高于预定负荷工作时,利用第二喷油嘴4向燃烧室3内喷射乙醇,采用乙醇驱动,乙醇具有较高的抗爆性,压缩比较高的情况下也能抑制爆震,因此可以保证高负荷状态下的功率输出。
当发动机低于预定负荷工作时,发动机的压缩比最好高于12.5,以提高热效率。
进一步地,在发动机冷启动阶段,首先在进气行程中喷射汽油,使汽油有充分的时间蒸发、雾化,然后在压缩行程中喷入乙醇,可以保证上止点时候,可以在火花塞7周围形成浓的混合气,在其他空间形成均质混合气,最后进行发动机点火。利用汽油和乙醇混合进行冷启动,可以保证点火的成功率,同时降低碳氢排放。
Claims (7)
1.一种双燃料发动机燃烧***,包括缸体、缸盖、活塞,所述缸体、缸盖及活塞形成燃烧室,所述燃烧室设置有进气道和排气道,燃烧室内还设置有火花塞,其特征在于所述进气道内设置有与汽油燃料供给***连通的第一喷油嘴,所述燃烧室内设置有与乙醇燃料供给***连通的第二喷油嘴。
2.根据权利要求1所述的双燃料发动机燃烧***,其特征在于所述进气道为高滚流进气道。
3.根据权利要求1所述的双燃料发动机燃烧***,其特征在于所述火花塞设置在燃烧室的中央上方。
4.根据权利要求1所述的双燃料发动机燃烧***,其特征在于所述活塞顶面设置有凹坑,所述第二喷油嘴正对凹坑。
5.根据权利要求1所述的双燃料发动机燃烧***的控制方法,其特征在于当发动机低于预定负荷工作时,利用第一喷油嘴向进气道内喷射汽油,采用汽油驱动;当发动机高于预定负荷工作时,利用第二喷油嘴向燃烧室内喷射乙醇,采用乙醇驱动。
6.根据权利要求5所述的双燃料发动机燃烧***的控制方法,其特征在于当发动机低于预定负荷工作时,发动机的压缩比高于12.5。
7.根据权利要求5或6所述的双燃料发动机燃烧***的控制方法,其特征在于在发动机冷启动阶段,首先在进气行程中喷射汽油,然后在压缩行程中喷入乙醇,最后进行发动机点火。
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