一种发动机燃烧系统和发动机燃烧系统的控制方法技术方案

本发明专利技术公开了一种发动机燃烧系统和发动机燃烧系统的控制方法，该系统包括：发动机本体、进排气系统、汽油气道喷射系统、乙醇缸内直喷系统、点火系统、可变气门系统、废气再循环系统和电子控制单元；发动机本体与进排气系统、乙醇缸内直喷系统、点火系统和可变气门系统相连接，进排气系统与汽油气道喷射系统和废气再循环系统相连接，汽油气道喷射系统、乙醇缸内直喷系统、点火系统、可变气门系统和废气再循环系统与电子控制单元相连接，发动机本体采用高几何压缩比。可见，通过相应的燃烧模式实现汽油和乙醇双燃料复合燃烧，抑制大负荷工况区域的早燃和爆震倾向，提高发动机的低速扭矩和功率密度，改善燃烧效率和热效率。

A Control Method for Engine Combustion System and Engine Combustion System

The invention discloses a control method of engine combustion system and engine combustion system, which includes: engine body, intake and exhaust system, gasoline port injection system, ethanol direct injection system in cylinder, ignition system, variable valve system, exhaust gas recirculation system and electronic control unit; engine body and intake and exhaust system, ethanol direct injection system in cylinder, ignition system. The intake and exhaust systems are connected with the gasoline port injection system and the exhaust gas recirculation system. The gasoline port injection system, the ethanol cylinder direct injection system, the ignition system, the variable valve system and the exhaust gas recirculation system are connected with the electronic control unit. The engine body adopts a high geometric compression ratio. It can be seen that the combined combustion of gasoline and ethanol can be realized through the corresponding combustion mode, which can restrain the premature combustion and detonation tendency in the area of heavy load, improve the low-speed torque and power density of the engine, and improve the combustion efficiency and thermal efficiency.

【技术实现步骤摘要】
一种发动机燃烧系统和发动机燃烧系统的控制方法
本专利技术涉及发动机
，尤其涉及一种发动机燃烧系统和发动机燃烧系统的控制方法。
技术介绍
随着全球环境和生态问题的日益严重，世界各国针对发动机的排放法规和燃油经济性标准日趋严格。近年来，增压发动机技术和汽油缸内直喷技术被广泛应用于车用发动机，其中，增压发动机技术可以显著的提升发动机的功率密度，改善内燃机的性能和燃油经济性；汽油缸内直喷技术通过直喷汽油气化吸热可以降低热氛围，提高充气效率，有效抑制了爆震或早燃倾向，允许使用更高的压缩比提高发动机的燃油经济性。此外，增压发动机技术和汽油缸内直喷技术相结合可以显著提高了发动机的动态响应，因此，增压直喷发动机成为目前发动机发展的主流。但是，专利技术人经过研究发现，相对于普通发动机而言，由于现有技术中的增压直喷发动机的强化程度较高，其缸内峰值燃烧压力和温度会升高，导致增压直喷发动机在大负荷工况区域出现爆震现象，尤其是在低速大负荷工况区域极易引发早燃和超级爆震现象，即使通过推迟点火、加浓、废气再循环(英文：ExhaustGasRecirculation，缩写：EGR)等这些常规技术手段抑制上述现象的作用有限，增压直喷发动机在低速大负荷工况区域极易引发早燃和超级爆震现象成为限制发动机功率密度和低速扭矩提升的最大障碍。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是，提供一种发动机燃烧系统和发动机燃烧系统的控制方法，抑制大负荷工况区域的早燃和爆震倾向，提高发动机的低速扭矩和功率密度，改善燃烧效率和热效率。第一方面，本专利技术实施例提供了一种发动机燃烧系统，该系统包括：发动机本体、进排气系统、汽油气道喷射系统、乙醇缸内直喷系统、点火系统、可变气门系统、废气再循环系统和电子控制单元；所述发动机本体与所述进排气系统、所述乙醇缸内直喷系统、所述点火系统和所述可变气门系统相连接，所述进排气系统与所述汽油气道喷射系统相连接，所述进排气系统与所述废气再循环系统相连接，所述汽油气道喷射系统、所述乙醇缸内直喷系统、所述点火系统、所述可变气门系统和所述废气再循环系统与所述电子控制单元相连接，所述发动机本体采用高几何压缩比；所述发动机本体，用于燃烧混合气体；所述进排气系统，用于将混合气体流进所述发动机本体的气缸和排出所述发动机本体的气缸中的废气；所述汽油气道喷射系统，用于向所述进气歧管喷射汽油；所述乙醇缸内直喷系统，用于向所述发动机本体的气缸直接喷射乙醇；所述点火系统，用于在所述发动机的气缸内点火；所述可变气门系统，用于通过调整可变排气门和可变排气门的关闭时刻改变所述发动机本体的气缸的有效压缩比和废气残余率；所述废气再循环系统，用于将所述排气歧管排出的部分废气流回至所述进气歧管；所述电子控制单元，用于根据发动机的运行工况，控制所述汽油气道喷射系统的汽油喷射状态、所述乙醇缸内直喷系统的乙醇喷射状态、所述点火系统的点火时刻、所述可变气门系统中可变排气门和可变排气门的关闭时刻以及所述废气再循环系统中废气再循环阀门的开启角度。优选的，所述进排气系统包括进气歧管、排气歧管、节气门、压气机和涡轮机。优选的，所述汽油气道喷射系统包括汽油燃料箱、低压汽油泵和汽油气道喷嘴，所述汽油气道喷嘴与所述进气歧管相连；所述乙醇缸内直喷系统包括乙醇燃料箱、高压乙醇泵和乙醇高压喷嘴，所述乙醇高压喷嘴与所述发动机本体的气缸相连接。优选的，所述汽油气道喷射系统的汽油喷射状态包括汽油的喷射持续时间；所述乙醇缸内直喷系统的乙醇喷射状态包括乙醇的喷射压力、乙醇喷射次数、乙醇喷射时刻和乙醇喷射持续时间。第二方面，本专利技术实施例提供了一种发动机燃烧系统的控制方法，其特征在于，包括：获取发动机转速和油门信号；根据所述发动机转速和油门信号，获得发动机的运行工况，所述发动机为高几何压缩比的发动机；根据所述发动机的运行工况，通过采用相对应的燃烧模式，控制汽油气道喷射系统的汽油喷射状态、乙醇缸内直喷系统的乙醇喷射状态、点火系统的点火时刻、可变气门系统中可变排气门和可变排气门的关闭时刻以及废气再循环系统中废气再循环阀门的开启角度。优选的，所述汽油气道喷射系统的汽油喷射状态包括汽油的喷射持续时间；所述乙醇缸内直喷系统的乙醇喷射状态包括乙醇的喷射压力、乙醇喷射次数、乙醇喷射时刻和乙醇喷射持续时间。优选的，当发动机的运行工况为冷启动工况和怠速工况时，所述根据所述发动机的运行工况，通过采用相对应的燃烧模式，控制汽油气道喷射系统的汽油喷射状态、乙醇缸内直喷系统的乙醇喷射状态、点火系统的点火时刻、可变气门系统中可变排气门和可变排气门的关闭时刻以及废气再循环系统中废气再循环阀门的开启角度，具体为：当发动机的运行工况为冷启动工况和怠速工况时，采用汽油气道喷射火花点火燃烧模式，控制所述汽油气道喷射系统的汽油喷射持续时间和所述点火系统的点火时刻。优选的，当发动机的运行工况为中低负荷工况时，所述根据所述发动机的运行工况，通过采用相对应的燃烧模式，控制汽油气道喷射系统的汽油喷射状态、乙醇缸内直喷系统的乙醇喷射状态、点火系统的点火时刻、可变气门系统中可变排气门和可变排气门的关闭时刻以及废气再循环系统中废气再循环阀门的开启角度，具体为：当发动机的运行工况为中低负荷工况时，采用汽油气道喷射均质压燃燃烧模式，控制所述汽油气道喷射系统的汽油喷射持续时间和所述可变气门系统中可变排气门的关闭时刻。优选的，当发动机的运行工况为中等负荷工况时，所述根据所述发动机的运行工况，通过采用相对应的燃烧模式，控制汽油气道喷射系统的汽油喷射状态、乙醇缸内直喷系统的乙醇喷射状态、点火系统的点火时刻、可变气门系统中可变排气门和可变排气门的关闭时刻以及废气再循环系统中废气再循环阀门的开启角度，具体为：当发动机的运行工况为中等负荷时，采用汽油气道喷射和乙醇缸内直喷均质压燃燃烧模式，控制所述汽油气道喷射系统的汽油喷射持续时间、所述乙醇缸内直喷系统的乙醇喷射压力、乙醇喷射次数、乙醇喷射时刻和乙醇喷射持续时间以及所述废气再循环系统中废气再循环阀门的开启角度。优选的，还包括：当发动机的运行工况为中等负荷时，获取爆震传感器的反馈信号；若所述爆震传感器的反馈信号为爆震或早燃信号时，控制推迟可变气门系统中可变进气门的关闭时刻，控制减少所述汽油气道喷射系统的汽油喷射持续时间，增加所述乙醇缸内直喷系统的乙醇喷射持续时间。优选的，当发动机的运行工况为中高负荷工况和大负荷工况时，所述根据所述发动机的运行工况，通过采用相对应的燃烧模式，控制汽油气道喷射系统的汽油喷射状态、乙醇缸内直喷系统的乙醇喷射状态、点火系统的点火时刻、可变气门系统中可变排气门和可变排气门的关闭时刻以及废气再循环系统中废气再循环阀门的开启角度，具体为：当发动机的运行工况为中高负荷工况和大负荷工况时，采用汽油气道喷射和乙醇缸内直喷火花点火模式，控制所述汽油气道喷射系统的汽油喷射持续时间、乙醇缸内直喷系统的乙醇喷射压力、乙醇喷射次数、乙醇喷射时刻、乙醇喷射持续时间、所述点火系统的点火时刻以及推迟可变气门系统中可变进气门的关闭时刻。优选的，还包括：当发动机的运行工况为中高负荷工况和大负荷工况时，获取爆震传感器的反馈信号；若所述爆震传感器的反馈信号为爆震或早燃信号时，控制减少所述汽油气道喷射系统的汽油喷射持续时间，增加所述乙醇缸本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种发动机燃烧系统，其特征在于，包括：发动机本体、进排气系统、汽油气道喷射系统、乙醇缸内直喷系统、点火系统、可变气门系统、废气再循环系统和电子控制单元；所述发动机本体与所述进排气系统、所述乙醇缸内直喷系统、所述点火系统和所述可变气门系统相连接，所述进排气系统与所述汽油气道喷射系统相连接，所述进排气系统与所述废气再循环系统相连接，所述汽油气道喷射系统、所述乙醇缸内直喷系统、所述点火系统、所述可变气门系统和所述废气再循环系统与所述电子控制单元相连接，所述发动机本体采用高几何压缩比；所述发动机本体，用于燃烧混合气体；所述进排气系统，用于将混合气体流进所述发动机本体的气缸和排出所述发动机本体的气缸中的废气；所述汽油气道喷射系统，用于向所述进气歧管喷射汽油；所述乙醇缸内直喷系统，用于向所述发动机本体的气缸直接喷射乙醇；所述点火系统，用于在所述发动机的气缸内点火；所述可变气门系统，用于通过调整可变排气门和可变排气门的关闭时刻改变所述发动机本体的气缸的有效压缩比和废气残余率；所述废气再循环系统，用于将所述排气歧管排出的部分废气流回至所述进气歧管；所述电子控制单元，用于根据发动机的运行工况，控制所述汽油气道喷射系统的汽油喷射状态、所述乙醇缸内直喷系统的乙醇喷射状态、所述点火系统的点火时刻、所述可变气门系统中可变排气门和可变排气门的关闭时刻以及所述废气再循环系统中废气再循环阀门的开启角度。...

【技术特征摘要】
1.一种发动机燃烧系统，其特征在于，包括：发动机本体、进排气系统、汽油气道喷射系统、乙醇缸内直喷系统、点火系统、可变气门系统、废气再循环系统和电子控制单元；所述发动机本体与所述进排气系统、所述乙醇缸内直喷系统、所述点火系统和所述可变气门系统相连接，所述进排气系统与所述汽油气道喷射系统相连接，所述进排气系统与所述废气再循环系统相连接，所述汽油气道喷射系统、所述乙醇缸内直喷系统、所述点火系统、所述可变气门系统和所述废气再循环系统与所述电子控制单元相连接，所述发动机本体采用高几何压缩比；所述发动机本体，用于燃烧混合气体；所述进排气系统，用于将混合气体流进所述发动机本体的气缸和排出所述发动机本体的气缸中的废气；所述汽油气道喷射系统，用于向所述进气歧管喷射汽油；所述乙醇缸内直喷系统，用于向所述发动机本体的气缸直接喷射乙醇；所述点火系统，用于在所述发动机的气缸内点火；所述可变气门系统，用于通过调整可变排气门和可变排气门的关闭时刻改变所述发动机本体的气缸的有效压缩比和废气残余率；所述废气再循环系统，用于将所述排气歧管排出的部分废气流回至所述进气歧管；所述电子控制单元，用于根据发动机的运行工况，控制所述汽油气道喷射系统的汽油喷射状态、所述乙醇缸内直喷系统的乙醇喷射状态、所述点火系统的点火时刻、所述可变气门系统中可变排气门和可变排气门的关闭时刻以及所述废气再循环系统中废气再循环阀门的开启角度。2.根据权利要求1所述的发动机燃烧系统，其特征在于，所述进排气系统包括进气歧管、排气歧管、节气门、压气机和涡轮机。3.根据权利要求2所述的发动机燃烧系统，其特征在于，所述汽油气道喷射系统包括汽油燃料箱、低压汽油泵和汽油气道喷嘴，所述汽油气道喷嘴与所述进气歧管相连；所述乙醇缸内直喷系统包括乙醇燃料箱、高压乙醇泵和乙醇高压喷嘴，所述乙醇高压喷嘴与所述发动机本体的气缸相连接。4.根据权利要求1所述的发动机燃烧系统，其特征在于，所述汽油气道喷射系统的汽油喷射状态包括汽油的喷射持续时间；所述乙醇缸内直喷系统的乙醇喷射状态包括乙醇的喷射压力、乙醇喷射次数、乙醇喷射时刻和乙醇喷射持续时间。5.一种发动机燃烧系统的控制方法，其特征在于，包括：获取发动机转速和油门信号；根据所述发动机转速和油门信号，获得发动机的运行工况，所述发动机为高几何压缩比的发动机；根据所述发动机的运行工况，通过采用相对应的燃烧模式，控制汽油气道喷射系统的汽油喷射状态、乙醇缸内直喷系统的乙醇喷射状态、点火系统的点火时刻、可变气门系统中可变排气门和可变排气门的关闭时刻以及废气再循环系统中废气再循环阀门的开启角度。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述汽油气道喷射系统的汽油喷射状态包括汽油的喷射持续时间；所述乙醇缸内直喷系统的乙醇喷射状态包括乙醇的喷射压力、乙醇喷射次数、乙醇喷射时刻和乙醇喷射持续时间。7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，当发动机的运行工况为冷启动工况和怠速工况时，所述根据所述发动机的运行工况，通过采用相对应的燃烧模式，控制汽油气道喷射系统的汽油喷射状态、乙醇缸...

【专利技术属性】
技术研发人员：童来会，尹琪，
申请(专利权)人：上海汽车集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31