[go: up one dir, main page]

CN102226426A - 基于活化热氛围的双燃料复合均质压燃燃烧系统 - Google Patents

基于活化热氛围的双燃料复合均质压燃燃烧系统 Download PDF

Info

Publication number
CN102226426A
CN102226426A CN2011101382673A CN201110138267A CN102226426A CN 102226426 A CN102226426 A CN 102226426A CN 2011101382673 A CN2011101382673 A CN 2011101382673A CN 201110138267 A CN201110138267 A CN 201110138267A CN 102226426 A CN102226426 A CN 102226426A
Authority
CN
China
Prior art keywords
gasoline
fuel tank
air flue
control unit
electronic control
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN2011101382673A
Other languages
English (en)
Inventor
吕兴才
黄震
马骏骏
吉丽斌
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shanghai Jiao Tong University
Original Assignee
Shanghai Jiao Tong University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shanghai Jiao Tong University filed Critical Shanghai Jiao Tong University
Priority to CN2011101382673A priority Critical patent/CN102226426A/zh
Publication of CN102226426A publication Critical patent/CN102226426A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/30Use of alternative fuels, e.g. biofuels

Landscapes

  • Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)

Abstract

一种内燃机技术领域的基于活化热氛围的双燃料复合均质压燃燃烧系统,包括:汽油油箱、燃气油箱、电子控制单元、冷却水温度传感器、爆震传感器、汽油直喷装置和气道喷射装置,汽油油箱连接汽油直喷装置,燃气油箱连接气道喷射装置,冷却水温度传感器、爆震传感器、汽油直喷装置和气道喷射装置的控制端连接到电子控制单元。本发明一方面可以使得常规燃料如汽油很容易在全负荷范围内实现均质压燃,另一方面可以显著降低发动机的有害排放同时大幅度改善发动机的有效热效率。

Description

基于活化热氛围的双燃料复合均质压燃燃烧系统
技术领域
本发明涉及的是一种内燃机技术领域的系统,特别是一种基于活化热氛围的双燃料复合均质压燃燃烧系统。
背景技术
由于化石资源的日益短缺和不可再生性,全球都在致力于新型车用替代燃料和新型高效清洁燃烧模式的研究和开发。其中作为柴油替代燃料的二甲醚和作为汽油替代燃料的甲醇、乙醇、液化石油气为人们广泛研究并初步应用。二甲醚在发动机上的应用主要有几种方式:一、二甲醚替代柴油进行缸内直喷,该方法可以得到无烟排放,氮氧化物排放有一定程度的改善但仍然跟传统柴油机处于一个数量级,中低负荷下燃油消耗率有所增加;二、气口供给二甲醚实现均质充量压缩燃烧,该方式由于二甲醚具有较高的十六烷值而容易爆震,限制了最大运行负荷;三、二甲醚/天然气或者二甲醚/液化石油气双燃料气口供气均质充量压缩燃烧,该燃烧方式的运行范围相对纯二甲醚均质充量压缩燃烧的负荷增加,但是仍然只能运行在中低负荷范围内;四、二甲醚柴油混合燃料以及二甲醚/柴油双燃料燃烧方式,他们具有较高的氮氧化物和碳烟排放。汽油替代燃料甲醇、乙醇、液化石油气等通常用作部分替代汽油或者完全替代汽油,由于压缩比较低、火花点火、以及较慢的燃烧速率使得发动机的排放、经济性与原火花点火式汽油机没有明显改善。
在新型燃烧模式方面,柴油类燃料由于十六烷值较高、自燃温度低而容易爆震,使得其只能运行在小负荷下,即使结合可控废气再循环也只能在中等负荷范围内。汽油类燃料由于不容易压燃,而要实现均质充量压缩燃烧只能采取进气加热、基于可变气门正时的内部废气再循环、可变压缩比等方式。系统机构复杂成本较高、响应速率较慢、一氧化碳和碳氢排放较高、运行范围小,并且由于要兼顾到传统的火花点火方式而不能采用较高压缩比,导致热效率与传统柴油机的热效率有明显差距。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术存在的不足,提供一种基于活化热氛围的双燃料复合均质压燃燃烧系统,本装置一方面可以使得常规燃料如汽油很容易在全负荷范围内实现均质压燃,另一方面可以显著降低发动机的有害排放同时大幅度改善发动机的有效热效率。
本发明通过以下技术方案实现,本发明包括:汽油油箱、燃气油箱、电子控制单元、冷却水温度传感器、爆震传感器、汽油直喷装置、气道喷射装置,其中:汽油油箱连接汽油直喷装置,燃气油箱连接气道喷射装置,冷却水温度传感器、爆震传感器、汽油直喷装置和气道喷射装置的控制端连接到电子控制单元。
所述的汽油直喷装置包括:汽油泵、汽油油轨和孔式汽油喷嘴,其中:孔式汽油喷嘴设置于发动机的的气缸盖上并分别连接汽油油轨和汽油油箱,孔式汽油喷嘴的控制端与电子控制单元的输出端连接,汽油泵连接汽油油箱和汽油油轨,汽油油轨两端连接汽油喷嘴和汽油泵。
所述的气道喷射装置包括:低压泵、气道油轨和电磁阀,其中:低压泵、气道油轨和电磁阀依次设置于燃气油箱和发动机相连,气道油轨两端分别连接低压泵和电磁阀,电磁阀设置于发动进气口和电子控制单元的输出端连接。
所述的电子控制单元的输入端接收设置于发动机上的传感器输出的油门位置信号、转速信号、曲轴转角信号、上止点信号、冷却水温度信号、进气温度和压力信号、缸内压力信号、燃气温度和压力信号,电子控制单元根据存储的点火控制曲线图并分别输出控制信号至汽油直喷装置和气道喷射装置,以控制开启时刻的持续时间。
所述的燃气油箱内充有二甲醚。
所述的汽油油箱内充有甲醇、乙醇或液化石油气。
本发明的优点是:(1)在起动、暖机和小负荷阶段采用二甲醚气口喷射均质充量压缩燃烧模式,此时汽油喷嘴不喷射燃料,这样可以避免发动机在低温冷起动阶段的着火与燃烧不稳定、燃烧效率差的问题;(2)在中等负荷下和大负荷下汽油喷嘴开始缸内直喷汽油,利用二甲醚均质充量压缩过程氧化反应生成的活性基团和释放的热量来触发汽油的着火与燃烧;(3)由于汽油采用缸内直喷,通过改变二甲醚的供给量、汽油的喷射量和喷射时刻,从而在缸内形成混合的浓度、温度和组分的分层,达到控制着火时刻、抑制燃烧速率、拓展运行负荷范围的目的;(4)由于采用了新型燃烧模式,结合高的压缩比,不仅可以实现高热热效率、低排放,同时保证了发动机很高的高功率密度;(5)不需要复杂的装置就可以灵活实现多种燃料(包括甲醇、乙醇、液化石油气等)的均质充量压缩燃烧。
附图说明
图1本发明的结构示意图。
具体实施方式
下面对本发明的实施例作详细说明,本实例在以本发明技术方案为前提下进行实施,给出了详细的实施方式和具体的操作过程,但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
如图1所示,本实施例包括:汽油油箱1、燃气油箱2、电子控制单元3、冷却水温度传感器4、爆震传感器5、汽油直喷装置6、气道喷射装置7,其中:汽油油箱1连接汽油直喷装置6,燃气油箱2连接气道喷射装置7,冷却水温度传感器4、爆震传感器5、汽油直喷装置6和气道喷射装置7的控制端连接到电子控制单元3。
所述的汽油直喷装置6包括:汽油泵8、汽油油轨9和孔式汽油喷嘴10,其中:孔式汽油喷嘴10设置于发动机的气缸盖上并分别连接汽油油轨9和汽油油箱,孔式汽油喷嘴10的控制端与电子控制单元3的输出端连接,汽油泵8连接汽油油箱1和汽油油轨9,汽油油轨9两端连接汽油喷嘴10和汽油泵8。
所述的气道喷射装置7包括:低压泵11、气道油轨12和电磁阀13,其中:低压泵11、气道油轨12和电磁阀13依次设置于燃气油箱2和发动机之间,气道油轨12两端分别连接低压泵11和电磁阀13,电磁阀13设置于发动进气口和电子控制单元3的输出端连接。
所述的电子控制单元3的输入端接收设置于发动机上的传感器输出的油门位置信号、转速信号、曲轴转角信号、上止点信号、冷却水温度信号、进气温度和压力信号、缸内压力信号、燃气温度和压力信号,电子控制单元3根据存储的点火控制曲线图并分别输出控制信号至汽油直喷装置6和气道喷射装置7,以控制开启时刻的持续时间。
所述的汽油油箱1内充有甲醇、乙醇或液化石油气。
所述的燃气油箱2内充有二甲醚。
本装置的工作流程是:发动机电子控制单元3首先读取和采集信号,通过采集发动机转速信号、油门位置信号、冷却水温度信号、进气温度和压力信号、曲轴转角信号、上止点信号、二甲醚油箱温度压力信号、汽油油轨9压力信号、二甲醚油轨压力信号,首先判断发动机的运行工况;当发动机处于起动、暖机和小负荷工况时,孔式汽油喷嘴10不喷射燃料,二甲醚电磁阀13打开供给二甲醚燃料,发动机运行纯均质充量压缩燃烧,发动机的负荷通过控制电磁阀13的开启脉宽来控制;发动机运行后,根据爆震传感器5信号判别发动机是否处于或者接近爆震状态,如果发动机接近爆震,则孔式汽油喷嘴10开始喷射汽油,根据运行工况直接从电子控制单元3中的点火控制曲线图中读出汽油的喷射时刻和喷射量、以及二甲醚电磁阀13的开始持续时间。随着负荷的增加,二甲醚的开启脉宽缩短汽油喷射量增加,利用二甲醚在压缩上止点附近氧化反应生成的活性基团和热量触发直喷汽油的着火与燃烧,控制汽油的喷射时刻和喷射量,就可以灵活控制着火时刻和燃烧速率,从而达到在很大的负荷范围高热效率、低排放水平。

Claims (6)

1.一种基于活化热氛围的双燃料复合均质压燃燃烧系统,包括:汽油油箱、燃气油箱、电子控制单元、冷却水温度传感器、爆震传感器、汽油直喷装置和气道喷射装置,其特征在于:汽油油箱连接汽油直喷装置,燃气油箱连接气道喷射装置,冷却水温度传感器、爆震传感器、汽油直喷装置和气道喷射装置的控制端连接到电子控制单元。
2.根据权利要求1所述的基于活化热氛围的双燃料复合均质压燃燃烧系统,其特征是,所述的汽油直喷装置包括:汽油泵、汽油油轨和孔式汽油喷嘴,其中:孔式汽油喷嘴设置于发动机的气缸盖上并分别连接汽油油轨和汽油油箱,孔式汽油喷嘴的控制端与电子控制单元的输出端连接,汽油泵连接汽油油箱和汽油油轨,汽油油轨两端连接汽油喷嘴和汽油泵。
3.根据权利要求1所述的基于活化热氛围的双燃料复合均质压燃燃烧系统,其特征是,所述的气道喷射装置包括:低压泵、气道油轨和电磁阀,其中:低压泵、气道油和电磁阀依次设置于燃气油箱和发动机相连,气道油两端分别连接低压泵和电磁阀,电磁阀设置于发动进气口和电子控制单元的输出端连接。
4.根据权利要求1或2或3所述的基于活化热氛围的双燃料复合均质压燃燃烧系统,其特征是,所述的电子控制单元的输入端接收设置于发动机上的传感器输出的油门位置信号、转速信号、曲轴转角信号、上止点信号、冷却水温度信号、进气温度和压力信号、缸内压力信号、燃气温度和压力信号,电子控制单元根据存储的点火控制曲线图并分别输出控制信号至汽油直喷装置和气道喷射装置,以控制开启时刻的持续时间。
5.根据权利要求1或2所述的基于活化热氛围的双燃料复合均质压燃燃烧系统,其特征是,所述的汽油油箱内充有甲醇、乙醇或液化石油气。
6.根据权利要求1或3所述的基于活化热氛围的双燃料复合均质压燃燃烧系统,其特征是,所述的燃气油箱内充有二甲醚。
CN2011101382673A 2011-05-26 2011-05-26 基于活化热氛围的双燃料复合均质压燃燃烧系统 Pending CN102226426A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2011101382673A CN102226426A (zh) 2011-05-26 2011-05-26 基于活化热氛围的双燃料复合均质压燃燃烧系统

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2011101382673A CN102226426A (zh) 2011-05-26 2011-05-26 基于活化热氛围的双燃料复合均质压燃燃烧系统

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN102226426A true CN102226426A (zh) 2011-10-26

Family

ID=44807420

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2011101382673A Pending CN102226426A (zh) 2011-05-26 2011-05-26 基于活化热氛围的双燃料复合均质压燃燃烧系统

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN102226426A (zh)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104806352A (zh) * 2015-03-18 2015-07-29 上海交通大学 汽油天然气双燃料双喷式发动机
CN104948296A (zh) * 2015-07-13 2015-09-30 吉林大学 一种超稀薄燃烧缸内直喷双气体燃料内燃机及控制方法
CN105003337A (zh) * 2015-06-03 2015-10-28 陕西亚能石化科技有限公司 一种柴油-甲醇双燃料发动机的控制方法与系统
CN105041512A (zh) * 2015-05-31 2015-11-11 清华大学 一种双燃料发动机稀薄燃烧方法
CN106368806A (zh) * 2015-07-22 2017-02-01 上海汽车集团股份有限公司 发动机、燃料喷射方法及汽车
CN106870174A (zh) * 2017-02-23 2017-06-20 浙江吉利控股集团有限公司 一种用于车辆的高压缩比压缩燃气专用发动机
CN111456845A (zh) * 2020-04-16 2020-07-28 北京工业大学 一种净零碳排放点燃式内燃机及其控制方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000179368A (ja) * 1998-12-11 2000-06-27 Nissan Motor Co Ltd ガソリン内燃機関の燃料供給方法
JP2005075566A (ja) * 2003-09-01 2005-03-24 Takuma Co Ltd 粉体取出装置
CN1821561A (zh) * 2005-02-17 2006-08-23 通用汽车公司 压燃式内燃机及其操作方法
JP2009216041A (ja) * 2008-03-12 2009-09-24 Honda Motor Co Ltd 内燃機関の制御装置
CN101907030A (zh) * 2010-07-09 2010-12-08 上海交通大学 基于燃料实时设计与喷射管理的复合均质压燃发动机

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000179368A (ja) * 1998-12-11 2000-06-27 Nissan Motor Co Ltd ガソリン内燃機関の燃料供給方法
JP2005075566A (ja) * 2003-09-01 2005-03-24 Takuma Co Ltd 粉体取出装置
CN1821561A (zh) * 2005-02-17 2006-08-23 通用汽车公司 压燃式内燃机及其操作方法
JP2009216041A (ja) * 2008-03-12 2009-09-24 Honda Motor Co Ltd 内燃機関の制御装置
CN101907030A (zh) * 2010-07-09 2010-12-08 上海交通大学 基于燃料实时设计与喷射管理的复合均质压燃发动机

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104806352A (zh) * 2015-03-18 2015-07-29 上海交通大学 汽油天然气双燃料双喷式发动机
CN105041512A (zh) * 2015-05-31 2015-11-11 清华大学 一种双燃料发动机稀薄燃烧方法
CN105041512B (zh) * 2015-05-31 2017-08-11 清华大学 一种双燃料发动机稀薄燃烧方法
CN105003337A (zh) * 2015-06-03 2015-10-28 陕西亚能石化科技有限公司 一种柴油-甲醇双燃料发动机的控制方法与系统
CN105003337B (zh) * 2015-06-03 2017-08-29 亚能石化股份有限公司 一种柴油‑甲醇双燃料发动机的控制方法与系统
CN104948296A (zh) * 2015-07-13 2015-09-30 吉林大学 一种超稀薄燃烧缸内直喷双气体燃料内燃机及控制方法
CN106368806A (zh) * 2015-07-22 2017-02-01 上海汽车集团股份有限公司 发动机、燃料喷射方法及汽车
CN106870174A (zh) * 2017-02-23 2017-06-20 浙江吉利控股集团有限公司 一种用于车辆的高压缩比压缩燃气专用发动机
CN111456845A (zh) * 2020-04-16 2020-07-28 北京工业大学 一种净零碳排放点燃式内燃机及其控制方法
CN111456845B (zh) * 2020-04-16 2021-05-25 北京工业大学 一种净零碳排放点燃式内燃机及其控制方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6907157B2 (ja) 内部冷却される内燃エンジンおよびその方法
EP2606215B1 (en) Internal combustion engine provided with a stoichiometric mixture of two fuels with a compression ignition
CN101571069B (zh) 内燃机双燃料燃烧系统
CN102278216A (zh) 多模式多燃料燃烧系统
CN101907025A (zh) 内燃机多燃料燃烧系统
CN102278189B (zh) 柴油-汽油双燃料顺序燃烧直喷式发动机
CN102226426A (zh) 基于活化热氛围的双燃料复合均质压燃燃烧系统
CN108561233A (zh) 一种柴油/天然气双燃料发动机排放控制策略
WO2013081766A1 (en) Engine utilizing a plurality of fuels, and a related method thereof
CN109538347A (zh) 能实现全工况范围汽油高效清洁压燃的控制系统和方法
CN104806352A (zh) 汽油天然气双燃料双喷式发动机
CN106285985A (zh) 汽油发动机过量空气系数燃烧控制方法及燃烧控制系统
CN112761780A (zh) 一种稀薄燃烧系统、方法和发动机
CN107061064B (zh) 一种基于混合气稀释的当量燃烧系统及其控制方法
CN101907030A (zh) 基于燃料实时设计与喷射管理的复合均质压燃发动机
WO2023274184A1 (zh) 一种双燃料智能燃烧系统及其控制方法
CN110145405A (zh) 多孔喷油嘴双喷射汽油稀燃发动机
CN102996223A (zh) 柴油机预混合燃烧系统
CN1327121C (zh) 超低排放甲醇燃料发动机
CN203321684U (zh) 一种乙醇-柴油双直喷发动机
CN111336006A (zh) 一种多燃料智能充量压缩燃烧发动机
CN102374044A (zh) 柴油和丁醇低温燃烧双燃料发动机的燃料供给系统
CN115596561B (zh) 柴油引燃高压直喷液氨内燃机喷射控制方法及燃烧系统
CN114017178B (zh) 一种稀薄燃烧控制方法、控制装置及氢气发动机系统
CN105736165A (zh) 缸内混合气成分和燃烧模式任意调制的发动机智能燃烧系统

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20111026