CN118273800A - 发动机点火系统、点火方法、发动机、车辆以及交通工具 - Google Patents
发动机点火系统、点火方法、发动机、车辆以及交通工具 Download PDFInfo
- Publication number
- CN118273800A CN118273800A CN202211729965.5A CN202211729965A CN118273800A CN 118273800 A CN118273800 A CN 118273800A CN 202211729965 A CN202211729965 A CN 202211729965A CN 118273800 A CN118273800 A CN 118273800A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- engine
- combustion chamber
- fuel
- pilot
- set temperature
- 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
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 21
- 239000000446 fuel Substances 0.000 claims abstract description 124
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 claims abstract description 122
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 47
- 238000002347 injection Methods 0.000 claims description 18
- 239000007924 injection Substances 0.000 claims description 18
- 230000006835 compression Effects 0.000 claims description 13
- 238000007906 compression Methods 0.000 claims description 13
- 230000004044 response Effects 0.000 claims description 10
- 238000009413 insulation Methods 0.000 claims description 7
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 claims description 6
- 230000002269 spontaneous effect Effects 0.000 claims description 6
- 229910001120 nichrome Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 14
- 239000000463 material Substances 0.000 description 8
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000005485 electric heating Methods 0.000 description 6
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 4
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 3
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 3
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 3
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000004134 energy conservation Methods 0.000 description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 2
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 2
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000007743 anodising Methods 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 239000011247 coating layer Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 1
- 238000010891 electric arc Methods 0.000 description 1
- 230000014509 gene expression Effects 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 description 1
- 239000012212 insulator Substances 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 description 1
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004663 powder metallurgy Methods 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B9/00—Engines characterised by other types of ignition
- F02B9/06—Engines characterised by other types of ignition with non-timed positive ignition, e.g. with hot-spots
- F02B9/08—Engines characterised by other types of ignition with non-timed positive ignition, e.g. with hot-spots with incandescent chambers
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B23/00—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation
- F02B23/02—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with compression ignition
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B77/00—Component parts, details or accessories, not otherwise provided for
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02F—CYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
- F02F1/00—Cylinders; Cylinder heads
- F02F1/18—Other cylinders
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02P—IGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES; TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION-IGNITION ENGINES
- F02P19/00—Incandescent ignition, e.g. during starting of internal combustion engines; Combination of incandescent and spark ignition
- F02P19/02—Incandescent ignition, e.g. during starting of internal combustion engines; Combination of incandescent and spark ignition electric, e.g. layout of circuits of apparatus having glowing plugs
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)
- Air-Conditioning For Vehicles (AREA)
Abstract
本发明公开了一种发动机点火系统、点火方法、发动机、车辆以及交通工具。该点火系统包括:引燃件,所述引燃件适于安装在所述发动机的燃烧室内;加热装置,所述加热装置与所述引燃件连接并用于将所述引燃件加热至设定温度,以使喷入至所述燃烧室内的燃料受热并燃烧;所述设定温度大于或等于所述燃料在所述燃烧室内的自燃温度。
Description
技术领域
本发明涉及车辆部件技术领域,更具体地,涉及一种发动机点火系统、点火方法、发动机、车辆以及交通工具。
背景技术
相关技术中,一些燃油发动机设置有预燃室和火花塞,火花塞位于预燃室内,通过火花塞的电弧放电引燃预燃室内的燃料。预燃室内的燃料引燃预燃室外的燃料,从而进行燃烧。然而,此种预燃室的结构复杂,火花塞等零部件尺寸大,造成预燃室的结构设计以及在发动机上的安装难度大。
因此,需要提供一种新的技术方案,以解决上述技术问题。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种发动机点火系统的新技术方案。
根据本发明的第一方面,提供了一种发动机点火系统。该点火系统包括:引燃件,所述引燃件适于安装在所述发动机的燃烧室内;加热装置,所述加热装置与所述引燃件连接并用于将所述引燃件加热至设定温度,以使喷入至所述燃烧室内的燃料受热并燃烧;所述设定温度大于或等于所述燃料在所述燃烧室内的自燃温度。
可选地,所述加热装置包括电加热模块,所述电加热模块与所述引燃件电连接。
可选地,所述引燃件包括适于安装在所述燃烧室内的壳体,所述壳体围成用于与燃料喷射系统连接的引燃腔,所述壳体上设有通孔,所述引燃腔能够通过所述通孔连通至所述燃烧室。
可选地,还包括绝热层,所述绝热层设于所述壳体的外壁上。
可选地,所述壳体的至少局部呈球面,所述通孔设置有多个,多个所述通孔在所述壳体上均匀分布。
可选地,所述电加热模块与所述壳体电连接并用于将所述壳体加热至所述设定温度。
可选地,所述壳体的材质为镍铬合金或陶瓷。
可选地,所述设定温度大于或等于300℃。
可选地,所述设定温度大于或等于400℃。
可选地,所述设定温度大于或等于所述燃料在所述燃烧室内的自燃温度的1.2倍。
可选地,还包括控制装置,所述控制装置能够响应于所述发动机的转速,以控制所述引燃件以设定频率重复地被加热至所述设定温度。
可选地,所述设定频率与所述发动机的转速之间的比值为0.5或1。
可选地,所述控制装置能够响应于所述发动机的活塞位置、所述发动机的凸轮轴相位以及所述发动机的曲轴转角中的至少一个,以控制所述引燃件被加热至所述设定温度的时刻。
可选地,还包括控制装置,所述控制装置能够控制所述加热装置加热所述引燃件,以将所述引燃件保持在所述设定温度或以上。
根据本申请的第二方面,提供了一种发动机。该发动机包括机体和上述的发动机点火系统,所述发动机点火系统设置在所述机体上。
根据本申请的第三方面,提供了一种交通工具。该交通工具包括运动机构和上述的发动机,所述发动机与所述运动机构连接。
根据本申请的第四方面,提供了一种车辆。该车辆包括车本体和上述的发动机,所述发动机设于所述车本体上。根据本申请的第五方面,提供了一种发动机点火方法。该点火方法包括:
向燃烧室内喷射燃料;
将引燃件电加热至设定温度,以使所述燃烧室内的燃料受热并燃烧,所述引燃件安装在发动机的燃烧室内,所述设定温度大于或等于所述燃料在所述燃烧室内的自燃温度。
可选地,在所述将引燃件电加热至设定温度,以使所述燃烧室内的燃料受热并燃烧,所述引燃件安装在发动机的燃烧室内,所述设定温度大于或等于所述燃料在所述燃烧室内的自燃温度中,包括:
响应于所述发动机的转速,以控制所述引燃件以设定频率重复地被加热至所述设定温度。
可选地,所述设定频率与所述发动机的转速之间的比值为0.5或1。
可选地,在所述将引燃件电加热至设定温度,以使所述燃烧室内的燃料受热并燃烧,所述引燃件安装在发动机的燃烧室内,所述设定温度大于或等于所述燃料在所述燃烧室内的自燃温度中,包括:
响应于所述发动机的活塞位置、所述发动机的凸轮轴相位以及所述发动机的曲轴转角中的至少一个,以控制所述引燃件被加热至所述设定温度的时刻。
可选地,在压缩冲程上止点之前的50°至0°之间所述引燃件被加热。
可选地,所述设定温度大于或等于300℃。
可选地,所述设定温度大于或等于400℃。
可选地,所述设定温度大于或等于所述燃料在所述燃烧室内的自燃温度的1.2倍。
在该例子中,安装在发动机燃烧室内的引燃件在加热装置的作用下能够被加热至设定温度,由于设定温度大于或等于所述燃料在所述燃烧室内的自燃温度,故使得燃烧室内的燃料受热并自燃。该发动机点火系统具有结构简单,安装、设计容易的特点。
通过以下参照附图对本发明的示例性实施例的详细描述,本发明的其它特征及其优点将会变得清楚。
附图说明
被结合在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本发明的实施例,并且连同其说明一起用于解释本发明的原理。
图1是本申请实施例的发动机的剖视图
图2是本申请实施例的发动机的局部剖视图。
附图标记说明:
100、机体;101、气缸;102、燃烧室;104、活塞;105、喷油嘴;106、进气系统;107、排气系统;108、控制装置;111、温度传感器;135、壳体;136、绝热层、137、电源;138、通孔。
具体实施方式
现在将参照附图来详细描述本发明的各种示例性实施例。应注意到:除非另外具体说明,否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。
以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的,决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。
对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论,但在适当情况下,所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。
在这里示出和讨论的所有例子中,任何具体值应被解释为仅仅是示例性的,而不是作为限制。因此,示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。
应注意到:相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项,因此,一旦某一项在一个附图中被定义,则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
以下,以汽油发动机为例,对本申请实施例提供的发动机点火系统进行详细说明。本领域技术人员可以知晓,本申请实施例提供的发动机点火系统还可是其它燃料的发动机,如天然气、甲醇、乙醇、柴油等。
根据本申请的一个实施例,提供了一种发动机点火系统。如图1-图2所示,该点火系统包括:
引燃件,所述引燃件适于安装在所述发动机的燃烧室102内;
加热装置,所述加热装置与所述引燃件连接并用于将所述引燃件加热至设定温度,以使喷入至所述燃烧室102内的燃料受热并燃烧;所述设定温度大于或等于所述燃料在所述燃烧室102内的自燃温度。
具体来说,引燃件用于产生热量,以引燃周围的燃料。引燃件通过螺栓连接、焊接、卡接等方式固定在燃烧室102内,例如,固定在燃烧室102的顶部。引燃件的材质可以是但不限于金属、玻璃、陶瓷等。加热装置能够使得引燃件被加热以产生热量,例如采用做功的方式使得引燃件被加热,也可以是采用电加热的方式使引燃件被加热。当然,加热装置加热引燃件的方式不限于此,本领域技术人员可以根据实际需要进行选择。设定温度是指引燃件的实际温度。引燃件的温度达到燃料燃烧的温度。因此设定温度大于或等于燃料自燃温度。
燃料的喷射通常在发动机的压缩冲程期间,压缩冲程是指进气系统106、排气系统107关闭,活塞104由下止点运动到上止点期间。在压缩冲程期间,燃料被喷射到燃烧室102内。然后,引燃件被加热装置加热。例如,引燃件在压缩冲程期间被加热或者在做功冲程期间被加热。在压缩冲程期间,活塞104到达上之前,随着活塞104的运动,燃烧室102内的气压逐渐升高,燃烧室102内压力越高,则燃料的自燃温度越低;反之,压力越低,则燃料的自燃温度越高。在做功冲程期间也可以加热引燃件。本领域技术人员可根据实际情况选择满足引燃件加热的时机,以保证燃料在燃烧室102内燃烧。
本申请所称的自燃,是指燃料自发地进行燃烧,自燃所需条件包括有燃料浓度、助燃物、温度达到自燃温度或以上等。相关技术中,发动机一般通过火花塞的方式点燃燃烧室内的燃料。本申请所称的点燃,是指燃料在诸如火花或电弧等高温点的作用下发生燃烧。
本申请实施例所称的燃料自燃温度,是指燃料在燃烧室102内当前状态的自燃温度,其与燃烧室102内压力、温度、空气量、燃料量等等因素有关,可采集相关数据后实时计算得到,也可以通过表格标定各类工况下的自燃温度,并查询该表格的内容得到。
在该例子中,安装在发动机燃烧室102内的引燃件在加热装置的作用下能够被加热至设定温度,由于设定温度大于或等于所述燃料在所述燃烧室内的自燃温度,故使得燃烧室内的燃料受热并自燃。该发动机点火系统具有结构简单,安装、设计容易的特点。
在一个例子中,所述加热装置包括电加热模块,所述电加热模块与所述引燃件电连接。
例如,如图2所示,加热装置包括电源137、开关装置。电源137、开关装置与引燃件电连接,以形成加热电路。电源137用于为加热装置供电。开关装置用于控制加热电路的通、断。
在该例子中,电加热模块能有效地控制引燃件的加热时刻,加热时长,加热温度等参数。这使得点火装置的效率更高。
此外,电加热模块的结构简单,从而简化了发动机点火系统的结构。
在一个例子中,所述引燃件包括适于安装在所述燃烧室102内的壳体135,所述壳体135围成用于与燃料喷射系统连接的引燃腔,所述壳体135上设有通孔138,所述引燃腔能够通过所述通孔138连通至所述燃烧室102。
相关技术中,带有预燃室的发动机,通常在预燃室内设置火花塞,通过火花塞对燃料进行点燃。
在该例子中,如图1-图2所示,壳体135围成引燃腔。在壳体135内取消了火花塞。发动机点火系统设置了加热装置,以加热壳体135。壳体135在被加热的同时,能够使得引燃腔内被加热至设定温度,以使得燃料自燃。并且,壳体135避免了热量快速向外散发,并能加热引燃腔内的燃料,引燃腔使得引燃件的热量更集中。这样,进入引燃腔内的燃料能够燃烧。燃料在引燃腔内预燃烧。然后,燃烧后的高温高压的气体从通孔138喷射到燃烧室102内,以引燃燃烧室102内的燃料。需要说明的是,燃料被引燃前,燃烧室102和引燃腔内均容纳有带有燃料的混合气,引燃腔内燃料燃烧后,从通孔138中喷出,形成多束燃烧的油束,引燃处于燃烧室102内的混合气,以推动活塞104做功。
燃料喷射系统的喷油嘴105位于引燃腔内。喷油嘴105喷入的燃料能够在引燃腔内燃烧。预燃烧后的燃料经由通孔138向燃烧室102喷射,从而引燃燃烧室102内的燃料。通过这种方式,引燃腔使得燃料的燃烧更迅速、更充分。
进一步地,所述壳体135的至少局部呈球面,所述通孔138设置有多个,多个所述通孔138在所述壳体上均匀分布。
例如,壳体135的与所述气缸101的顶部相背的一侧呈球面。引燃腔的内部也呈球面。多个通孔138均匀地分布在上。在该例子中,引燃腔内燃烧后的燃料急剧膨胀,以迅速从通孔138向外喷射出,从而使得燃烧室102内的燃料能被迅速地引燃。均匀分布的通孔138能使得燃烧后的燃料向多个方向喷射,从而使得燃烧室102内各个部位的燃料能被迅速引燃。这种方式能进一步降低燃烧室102内发生爆震的风险。
当然,在其他示例中,壳体的局部不限于球面,也可以是非球面等其他结构。此外,本领域技术人员可以根据实际需要设置通孔138的数量,孔径,引燃腔的容积和表面积等。
在一个例子中,所述电加热模块与所述壳体135电连接并用于将所述壳体135加热至所述设定温度。
例如,通过导线将电加热模块与壳体135连接以形成加热电路。采用电加热的方式加热壳体135。
优选地,所述壳体135的材质为镍铬合金等。上述材料耐高温、抗氧化、热膨胀系数小,在通电的条件下发热迅速,能够迅速使得壳体135的温度达到设定温度,即燃料的自燃温度。
需要说明的是,为了克服高温对于机体100强度的影响,可以采用多种方式,如,将机体100设置为一体式机体100,或者,采用耐热程度更高的材料制作形成机体100,或者,在燃烧室102外设置绝热结构,降低燃烧室102向外的热辐射。具体采用何种,本领域技术人员可在本申请实施例的指导下,根据实际情况进行适应性选择。
活塞104到达上之前,随着活塞104的运动,燃烧室102内的气压逐渐升高,燃烧室102内压力越高,则燃点越低;反之,压力越低,则燃点越高,可根据实际情况选择满足预设规则的具体温度值,以保证燃料在燃烧室102内燃烧。一般地,为保证燃料能够在燃烧室102内燃烧,引燃件温度需要大于或等于300℃,在一些工况下,引燃件温度需要大于或等于400℃,才能使燃料燃烧。
在一个例子中,所述设定温度大于或等于所述燃料在所述燃烧室102内的自燃温度的1.2倍,即,引燃件温度需要达到燃料的自燃温度的1.2倍。
在该条件下,发动机点火系统能保证燃料喷射系统喷射到燃烧室102内的燃料迅速燃烧。
例如,燃料的自燃温度为300℃,则设定温度大于或等于360℃。通过这种方式能保证燃料喷射系统喷射到燃烧室102的燃料能迅速燃烧。
例如,燃料的自燃温度为400℃,则设定温度大于或等于480℃。通过这种方式能保证燃料喷射系统喷射到燃烧室102的燃料能迅速燃烧。
当然,设定温度与自燃温度的之比不限于上述实施例,本领域技术人员可以根据实际需要进行选择。
在一个例子中,发动机点火系统还包括绝热层136,所述绝热层136设于所述壳体135的外壁上。
绝热层136能起到隔热的作用,避免引燃件的热量向外散发,从而使得引燃腔内的温度迅速提升。这使得引燃件的温度能迅速提升至燃料自燃温度以上。
例如,所述绝热层136的材质为多孔阳极氧化铝。多孔阳极氧化铝为将铝金属在酸性条件下进行阳极氧化,以制得的氧化铝材料。该材料具有良好的隔热效果。例如采用粉末冶金工艺在机体、气缸、缸套或者排气管上形成绝热层136。
进一步地,所述绝热层136的材质为二氧化硅增强多孔阳极氧化铝。在多孔阳极氧化铝的表面形成有微米级厚度的二氧化硅涂层。二氧化硅涂层能有效地提高多孔阳极氧化铝的耐磨性能。该材料具有隔热性能优良的特点,能有效地防止发动机的热量向外散发。
当然,绝热层136的材质不限于上述实施例,本领域技术人员可以根据实际需要进行选择。
绝热层136的厚度越大则绝热效果越好,但厚度越大也会导致绝热层136容易从引燃件上脱落。优选地,绝热层136的厚度为50μm至200μm。在该范围内,绝热层136能有效地阻止燃烧室102内的热量向外扩散,并且绝热层136与引燃件的连接强度高。
在一个例子中,还包括控制装置108,所述控制装置108能够响应于所述发动机的转速,以控制所述引燃件以设定频率重复地被加热至所述设定温度。
例如,控制装置108为车辆的整机控制器或者专门用于发动机的控制器。在发动机上设置有转速传感器。控制装置108获取转速传感器的转速信息,以根据该转速信息控制发动机点火系统的点火频率,以适应发动机的转速
可选地,所述设定频率与所述发动机的转速之间的比值为0.5或1。例如,在发动机为四冲程发动机的情况下,设定频率与发动机转速的比值为0.5,即在压缩冲程期间引燃件被加热。在发动机为二冲程发动机的情况下,设定频率与发动机转速的比值为1,即在压缩冲程期间引燃件被加热。
在一个例子中,所述控制装置108能够响应于所述发动机的活塞104位置、所述发动机的凸轮轴相位以及所述发动机的曲轴转角中的至少一个,以控制所述引燃件被加热至所述设定温度的时刻。
例如,在发动机上设置有相位传感器。相位传感器用于获取活塞104位置、所述发动机的凸轮轴相位以及所述发动机的曲轴转角中的至少一个的数据。控制装置108获取该数据以控制发动机点火系统的点火时刻,从而适应发动机的运行。
在一个具体的例子中,燃料喷射为曲轴转角在压缩冲程上止点之前的50°至0°之间完成。
活塞104由下止点运动到上止点过程中,曲轴转动180°。在该例子中,燃料喷射在曲轴由下止点转动130°开始至曲轴转动180°这段时间内完成。也就是说,在活塞104到达上止点之前,燃料喷射系统就已经喷射燃料了,通过这种方式燃料在燃烧室102内有足够时间受热,以使得燃料能够在活塞104处于上止点附近时燃烧。
需要说明的是,发动机的凸轮轴与曲轴是同步转动的,因此,为了调整燃烧在燃烧室102内的受热时间,本申请实施例中的发动机曲轴转角可以用凸轮轴的相位信息等同替代。
在一个例子中,控制装置108能够控制所述加热装置加热所述引燃件,以将所述引燃件保持在所述设定温度或以上。
例如,控制装置108能控制加热电路的电流的大小,以使得加热装置加热引燃件。控制装置108通过获取发动机上的温度传感器111的温度来判断引燃件是否保持在设定温度或以上。例如,温度传感器111能感测机体100的温度。机体100的温度通常低于引燃件的温度,在温度传感器111感测到的温度保持在所述设定温度或以上的情况下,则引燃件保持在所述设定温度或以上。
当然,控制装置获取引燃件温度的方式不限于上述实施例,本领域技术人员可以根据实际需要进行选择。
根据本申请的第二个实施例,提供了一种发动机。如图1所示,该发动机包括机体100和上述的发动机点火系统,所述发动机点火系统设置在所述机体100上。该发动机具有启动迅速,运行平稳的特点。
机体100上设置有控制装置108、进气系统106、排气系统107、喷油嘴105。机体100内设置有气缸101。活塞104在气缸101内。活塞104在气缸101内限定出燃烧室102。机体100的与气缸101相对的侧壁外设置有温度传感器111。温度传感器111用于感测机体100的温度。该温度可以表征燃烧室102的温度。控制装置108与进气系统106、排气系统107、燃料喷射系统、温度传感器111电连接。
根据本申请的第三个实施例,提供了一种交通工具。该交通工具包括运动机构和上述的发动机。所述发动机与所述运动机构连接。
该交通工具具有节能,燃烧效率高的特点。
根据本申请的第四个实施例,提供了一种车辆。该车辆包括车本体和上述的发动机。所述发动机设于所述车本体上。
该车辆具有节能,燃烧效率高的特点。
根据本申请的第五个实施例,提供了一种发动机点火方法。该点火方法包括:
向燃烧室102内喷射燃料;
将引燃件的引燃部电加热至设定温度,以使所述燃烧室102内的燃料受热并燃烧,所述引燃件安装在发动机的燃烧室102内,所述设定温度大于或等于所述燃料在所述燃烧室102内的自燃温度。
在该例子中,该点火方法先向燃烧室102内喷射燃料。例如在压缩冲程期间,燃料被喷射至燃烧室102内。引燃件被电加热至设定温度。由于该设定温度大于或等于燃料在燃烧室102的自燃温度,故使得燃料在燃烧室102内发生燃烧。
在一个例子中,在所述将引燃件电加热至设定温度,以使所述燃烧室102内的燃料受热并燃烧,所述引燃件安装在发动机的燃烧室102内,所述设定温度大于或等于所述燃料在所述燃烧室102内的自燃温度中,包括:
响应于所述发动机的转速,以控制所述引燃件以设定频率重复地被加热至所述设定温度。
例如,在发动机上设置有转速传感器。获取转速传感器的转速信息,以根据该转速信息控制发动机点火系统的点火频率,以适应发动机的转速可选地,所述设定频率与所述发动机的转速之间的比值为0.5或1。例如,在发动机为四冲程发动机的情况下,设定频率与发动机转速的比值为0.5,即在压缩冲程期间引燃件被加热。在发动机为二冲程发动机的情况下,设定频率与发动机转速的比值为1,即在压缩冲程期间引燃件被加热。
在一个例子中,在所述将引燃件电加热至设定温度,以使所述燃烧室102内的燃料受热并燃烧,所述引燃件安装在发动机的燃烧室102内,所述设定温度大于或等于所述燃料在所述燃烧室102内的自燃温度中,包括:
响应于所述发动机的活塞104位置、所述发动机的凸轮轴相位以及所述发动机的曲轴转角中的至少一个,以控制所述引燃件被加热至所述设定温度的时刻。
例如,在发动机上设置有相位传感器。相位传感器用于获取活塞104位置、所述发动机的凸轮轴相位以及所述发动机的曲轴转角中的至少一个的数据。获取该数据以控制发动机点火系统的点火时刻,从而适应发动机的运行。
在一个具体的例子中,燃料喷射为曲轴转角在压缩冲程上止点之前的50°至0°之间完成。
活塞104由下止点运动到上止点过程中,曲轴转动180°。在该例子中,燃料喷射在曲轴由下止点转动130°开始至曲轴转动180°这段时间内完成。也就是说,在活塞104到达上止点之前,燃料喷射系统就已经喷射燃料了,通过这种方式燃料在燃烧室102内有足够时间受热,以使得燃料能够在活塞104处于上止点附近时燃烧。
需要说明的是,发动机的凸轮轴与曲轴是同步转动的,因此,为了调整燃烧在燃烧室102内的受热时间,本申请实施例中的发动机曲轴转角可以用凸轮轴的相位信息等同替代。
在一个例子中,所述设定温度大于或等于300℃。进一步地,所述设定温度大于或等于400℃。
一般地,为保证燃料能够在燃烧室102内自燃,燃烧室102内温度需要大于300℃,在一些工况下,燃烧室102内温度需要大于400℃,才能使燃料自燃。
在一个例子中,所述设定温度大于或等于所述燃料在所述燃烧室102内的自燃温度的1.2倍,即,所述引燃件达到燃料的自燃温度的1.2倍。
在该条件下,发动机点火系统能保证燃料喷射系统喷射到燃烧室102内的燃料迅速燃烧。
例如,燃料的自燃温度为300℃,则设定温度大于或等于360℃。通过这种方式能保证燃料喷射系统喷射到燃烧室102的燃料能迅速燃烧。
例如,燃料的自燃温度为400℃,则设定温度大于或等于480℃。通过这种方式能保证燃料喷射系统喷射到燃烧室102的燃料能迅速燃烧。
当然,设定温度与自燃温度的之比不限于上述实施例,本领域技术人员可以根据实际需要进行选择。
上文实施例中重点描述的是各个实施例之间的不同,各个实施例之间不同的优化特征只要不矛盾,均可以组合形成更优的实施例,考虑到行文简洁,在此则不再赘述。
虽然已经通过例子对本发明的一些特定实施例进行了详细说明,但是本领域的技术人员应该理解,以上例子仅是为了进行说明,而不是为了限制本发明的范围。本领域的技术人员应该理解,可在不脱离本发明的范围和精神的情况下,对以上实施例进行修改。本发明的范围由所附权利要求来限定。
Claims (24)
1.一种发动机点火系统,其特征在于,包括:
引燃件,所述引燃件适于安装在所述发动机的燃烧室内;
加热装置,所述加热装置与所述引燃件连接并用于将所述引燃件加热至设定温度,以使喷入至所述燃烧室内的燃料受热并燃烧;所述设定温度大于或等于所述燃料在所述燃烧室内的自燃温度。
2.根据权利要求1所述的发动机点火系统,其特征在于,所述加热装置包括电加热模块,所述电加热模块与所述引燃件电连接。
3.根据权利要求2所述的发动机点火系统,其特征在于,所述引燃件包括适于安装在所述燃烧室内的壳体,所述壳体围成用于与燃料喷射系统连接的引燃腔,所述壳体上设有通孔,所述引燃腔能够通过所述通孔连通至所述燃烧室。
4.根据权利要求3所述的发动机点火系统,其特征在于,还包括绝热层,所述绝热层设于所述壳体的外壁上。
5.根据权利要求3所述的发动机点火系统,其特征在于,所述壳体的至少局部呈球面,所述通孔设置有多个,多个所述通孔在所述壳体上均匀分布。
6.根据权利要求3所述的发动机点火系统,其特征在于,所述电加热模块与所述壳体电连接并用于将所述壳体加热至所述设定温度。
7.根据权利要求6所述的发动机点火系统,其特征在于,所述壳体的材质为镍铬合金。
8.根据权利要求1所述的发动机点火系统,其特征在于,所述设定温度大于或等于300℃。
9.根据权利要求1所述的发动机点火系统,其特征在于,所述设定温度大于或等于400℃。
10.根据权利要求1所述的发动机点火系统,其特征在于,所述设定温度大于或等于所述燃料在所述燃烧室内的自燃温度的1.2倍。
11.根据权利要求1所述的发动机点火系统,其特征在于,还包括控制装置,所述控制装置能够响应于所述发动机的转速,以控制所述引燃件以设定频率重复地被加热至所述设定温度。
12.根据权利要求11所述的发动机点火系统,其特征在于,所述设定频率与所述发动机的转速之间的比值为0.5或1。
13.根据权利要求11所述的发动机点火系统,其特征在于,所述控制装置能够响应于所述发动机的活塞位置、所述发动机的凸轮轴相位以及所述发动机的曲轴转角中的至少一个,以控制所述引燃件被加热至所述设定温度的时刻。
14.根据权利要求1所述的发动机点火系统,其特征在于,还包括控制装置,所述控制装置能够控制所述加热装置加热所述引燃件,以将所述引燃件保持在所述设定温度或以上。
15.一种发动机,其特征在于,包括机体和如权利要求1-14中的任意一项所述的发动机点火系统,所述发动机点火系统设置在所述机体上。
16.一种交通工具,其特征在于,包括运动机构和如权利要求15所述的发动机,所述发动机与所述运动机构连接。
17.一种车辆,其特征在于,包括车本体和如权利要求15所述的发动机,所述发动机设于所述车本体上。
18.一种发动机点火方法,其特征在于,包括:
向燃烧室内喷射燃料;
将引燃件电加热至设定温度,以使所述燃烧室内的燃料受热并燃烧,所述引燃件安装在发动机的燃烧室内,所述设定温度大于或等于所述燃料在所述燃烧室内的自燃温度。
19.根据权利要求18所述的发动机点火方法,其特征在于,在所述将引燃件电加热至设定温度,以使所述燃烧室内的燃料受热并燃烧,所述引燃件安装在发动机的燃烧室内,所述设定温度大于或等于所述燃料在所述燃烧室内的自燃温度中,包括
响应于所述发动机的转速,以控制所述引燃件以设定频率重复地被加热至所述设定温度。
20.根据权利要求19所述的发动机点火方法,其特征在于,所述设定频率与所述发动机的转速之间的比值为0.5或1。
21.根据权利要求18所述的发动机点火方法,其特征在于,在所述将引燃件电加热至设定温度,以使所述燃烧室内的燃料受热并燃烧,所述引燃件安装在发动机的燃烧室内,所述设定温度大于或等于所述燃料在所述燃烧室内的自燃温度中,包括:
响应于所述发动机的活塞位置、所述发动机的凸轮轴相位以及所述发动机的曲轴转角中的至少一个,以控制所述引燃件被加热至所述设定温度的时刻。
22.根据权利要求18所述的发动机点火方法,其特征在于,在压缩冲程上止点之前的50°至0°之间所述引燃件被加热。
23.根据权利要求18所述的发动机点火方法,其特征在于,所述设定温度大于或等于400℃。
24.根据权利要求18所述的发动机点火方法,其特征在于,所述设定温度大于或等于所述燃料在所述燃烧室内的自燃温度的1.2倍。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202211729965.5A CN118273800A (zh) | 2022-12-30 | 2022-12-30 | 发动机点火系统、点火方法、发动机、车辆以及交通工具 |
PCT/CN2023/104876 WO2024139141A1 (zh) | 2022-12-30 | 2023-06-30 | 发动机点火系统、点火方法、发动机、车辆以及交通工具 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202211729965.5A CN118273800A (zh) | 2022-12-30 | 2022-12-30 | 发动机点火系统、点火方法、发动机、车辆以及交通工具 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN118273800A true CN118273800A (zh) | 2024-07-02 |
Family
ID=91643593
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202211729965.5A Pending CN118273800A (zh) | 2022-12-30 | 2022-12-30 | 发动机点火系统、点火方法、发动机、车辆以及交通工具 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN118273800A (zh) |
WO (1) | WO2024139141A1 (zh) |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN85108366B (zh) * | 1985-11-14 | 1988-03-09 | 华中工学院 | 液体燃料喷射离散燃烧内燃机 |
WO1991019083A1 (en) * | 1990-06-04 | 1991-12-12 | Nippon Clean Engine Research Institute Co., Ltd. | Internal combustion engine of hot surface collision ignition type and hot surface collision ignition thereof |
DE19753407C2 (de) * | 1997-12-02 | 2000-08-03 | Invent Gmbh Entwicklung Neuer Technologien | Verfahren und Vorrichtung zur Umwandlung von Wärme in Arbeit |
CA2406209C (en) * | 2002-10-02 | 2007-04-17 | Westport Research Inc. | Direct injection combustion chamber geometry |
CA2406204C (en) * | 2002-10-02 | 2004-06-08 | Westport Research Inc. | Method of reducing particulates and enhancing burning rate within a combustion chamber |
JP2020007977A (ja) * | 2018-07-09 | 2020-01-16 | トヨタ自動車株式会社 | 圧縮自着火式内燃機関 |
-
2022
- 2022-12-30 CN CN202211729965.5A patent/CN118273800A/zh active Pending
-
2023
- 2023-06-30 WO PCT/CN2023/104876 patent/WO2024139141A1/zh unknown
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2024139141A1 (zh) | 2024-07-04 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4345555A (en) | Self-heating ignition plug | |
US4896636A (en) | Method of operating I. C. engines and apparatus thereof | |
US5146881A (en) | Method of operating I.C. engines and apparatus thereof | |
RU2335048C2 (ru) | Активатор горения для двигателя внутреннего сгорания (варианты) | |
US4787349A (en) | Ignition device for air-compressing internal combustion engine | |
CN218991741U (zh) | 发动机以及车辆 | |
US6637393B2 (en) | HCCI engine combustion control apparatus and method | |
KR20050083710A (ko) | 내연기관용 글로우 링 점화 보조 장치 및 방법 | |
CN218991739U (zh) | 发动机以及车辆 | |
CN102102616A (zh) | 电热发动机 | |
CN105143663B (zh) | 燃烧点火系统 | |
CN113574261B (zh) | 用于运行内燃机的方法 | |
CN105484917A (zh) | 一种利用ptc热敏陶瓷加热的gdi喷油器 | |
CN118273800A (zh) | 发动机点火系统、点火方法、发动机、车辆以及交通工具 | |
CN217270579U (zh) | 发动机的热面助燃系统 | |
JP2004514822A (ja) | 少なくとも1つのシリンダと該シリンダ内を可動の往復動ピストンとを備えた内燃機関 | |
US4947808A (en) | Igniting device for engine | |
JP2020128713A (ja) | 内燃機関 | |
JP2004278428A (ja) | ディーゼルエンジン及びその運転方法 | |
CN118273797A (zh) | 发动机以及车辆 | |
CN207664441U (zh) | 一种内燃机新型点火装置 | |
CN218093291U (zh) | 内燃机 | |
CN118273798A (zh) | 发动机以及车辆 | |
CN204226008U (zh) | 一种实现柴油机燃用甲醇汽油的燃烧装置 | |
CN118273802A (zh) | 发动机控制方法、发动机、车辆以及计算机可读存储介质 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination |