一种双燃料喷射抑制增压汽油机超级爆震的方法技术

本发明专利技术涉及内燃机技术领域，特别是涉及一种双燃料喷射抑制增压汽油机超级爆震的方法。该双燃料喷射抑制增压汽油机超级爆震方法在所述发动机的进气道喷射汽油，燃烧室内一次或多次喷射醇类燃料，高汽化潜热的醇类燃料在进气冲程喷射能降低进气温度，增大充量系数，提高动力性；压缩冲程喷射能降低压缩终点混合气温度有效抑制早燃；燃烧过程中喷射能形成燃料分层混合气，切断爆震波的传播途径；利用一次或多次喷射有效抑制增压小排量汽油机超级爆震的发生，从而为发动机节能减排提供重要支撑。同时，该系统仅需要在现有增压汽油机上加装一套进气道喷射喷嘴，成本低，对现有发动机产品技术升级提供有力支持，产业化前景好。

【技术实现步骤摘要】
一种双燃料喷射抑制增压汽油机超级爆震的方法
本专利技术涉及涉及内燃机
，特别是涉及一种双燃料喷射抑制增压汽油机超级爆震的方法。
技术介绍
汽车产业是我国经济结构的重要组成部分，而大部分乘用车均以汽油机作为动力来源。直喷增压小排量(Downsizing)发动机相对于传统发动机具有大幅度节能减排潜力，在近十年中得到了长足的发展，正在成为发动机的主要节能途径。但应用增压小排量技术，发动机在低速大负荷情况下容易发生一种对发动机危害极大的、至今尚未充分理解的非正常燃烧现象——超级爆震。大众汽车公司称之为Unwantedpre-ignition[1]，AVL公司称之为MegaKnock[2]，IFP研究员称之为pre-ignition[3],Shell公司称之为Super-Knock[4]，清华大学称之为Deto-knock[5]。这种新的爆震模式极具破坏性，瞬时缸内压力甚至超过200bar，已成为发动机提高功率密度的主要障碍。世界各国正在积极开展超级爆震研究，但其产生机理和控制策略目前尚不明确。已有的研究表明，超级爆震主要有以下的特征：(1)在火花点火之前发生早燃；(2)在火焰传播之后出现巨幅压力振荡；(3)一般和正常燃烧循环交替出现；(4)随机发生，自行消失。全球各大研究机构就抑制超级爆震的策略方面进行了大量研究。国内关于超级爆震的抑制方法的研究主要在2011年以后。奇瑞公司、清华大学、上海汽车公司、等陆续开展过超级爆震影响因素及控制方法研究，采用的方法主要是加浓和改变可变气门正时系统(VVT)。国外各大汽车公司及研究机构(大众汽车公司，GM，KIT，西南研究院，NGK，IFP)采用的策略主要有加浓、扫气、冷却EGR。上述控制方法中，加浓、扫气容易导致发动机油耗、CO排放的增加；EGR系统装置复杂、容易降低发动机功率密度。因此，寻找低成本、不降低发动机动力性、不损害发动机经济性和排放性的抑制超级爆震方法成为研究超级爆震抑制措施的主要方向。参考文献：[1]JürgenWilland,MarcDaniel,Emanuela,BernhardGeringer,PeterHofmann,MarkusKieberger.LimitsonDownsizinginSparkIgnitionEnginesduetoPre-ignition.MTZ05I2009Volume70:56-61.[2]WinklhoferE，HirschA，KapusP，etal.TCGDIenginesatveryhighpowerdensity-irregularcombustionandthermalrisk[C].SAEPaper2009-24-0056.[3]Jean-MarcZaccardi,LaurentDuvalandAlexandrePagot.DevelopmentofSpecificToolsforAnalysisandQuantificationofPre-ignitioninaBoostedSIEngine.SAE2009-01-1795.[4]KalghatgiG,BradleyD,AndraeJ,etal.Thenatureof‘superknock’anditsoriginsinSIengines.IMechEconferenceoninternalcombustionengines:performance,fueleconomyandemissions,London,2009.[5]WangZ,LiuH,SongT,etal.Relationshipbetweensuper-knockandpre-ignition.InternationalJournalofEngineResearch,2014,DOI:10.1177/1468087414530388.
技术实现思路
(一)要解决的技术问题本专利技术的目的是提供一种成本低、不影响增压汽油机动力性和排放性的双燃料喷射抑制增压汽油机超级爆震的方法，以克服增压汽油机在使用过程发生超级爆震的问题。(二)技术方案为了解决上述技术问题，本专利技术提供一种双燃料喷射抑制增压汽油机超级爆震的方法，其特征在于：在增压汽油机低速大负荷工况下，进气道内单次喷射汽油，燃烧室内一次或多次喷射醇类燃料。优选地，进气道内单次喷射汽油，燃烧室10内喷射一次醇类燃料，燃烧室内第一次喷射发生在进气冲程，且处于60℃AATDC～90℃AATDC范围内，或者第一次喷射发生在压缩冲程，处于300℃AATDC～330℃AATDC范围内，或者第一次喷射发生在燃烧冲程，处于360℃AATDC～390℃AATDC范围内。优选地，进气道内单次喷射汽油，燃烧室内喷射两次醇类燃料，第一次喷射发生在进气冲程，第二次喷射发生在压缩冲程。优选地，燃烧室内喷射两次醇类燃料，第一次喷射处于60℃AATDC～90℃AATDC范围内，第二次喷射处于300℃AATDC～330℃AATDC范围内。优选地，进气道内单次喷射汽油，燃烧室内喷射两次醇类燃料，第一次喷射发生在进气冲程，第二次喷射发生在燃烧冲程。优选地，燃烧室内喷射两次醇类燃料，第一次喷射处于60℃AATDC～90℃AATDC范围内，第二次喷射处于360℃AATDC～390℃AATDC范围内。优选地，进气道内单次喷射汽油，燃烧室内喷射两次醇类燃料，第一次喷射发生在压缩冲程，第二次发生在燃烧冲程。优选地，燃烧室内喷射两次醇类燃料，第一次喷射处于300℃AATDC～330℃AATDC范围内，第二次喷射处于360℃AATDC～390℃AATDC范围内。优选地，进气道内单次喷射汽油，燃烧室内喷射三次醇类燃料，第一次喷射发生在进气冲程，且处于60℃AATDC～90℃AATDC范围内；第二次喷射发生在压缩冲程，处于300℃AATDC～330℃AATDC范围内；第三次喷射发生在燃烧冲程，处于360℃AATDC～390℃AATDC范围内。优选地，所述双燃料喷射之后，所述燃烧室内的整体过量空气系数比为1。(三)有益效果本专利技术提供的双燃料喷射抑制增压汽油机超级爆震方法在所述发动机的进气道喷射汽油，燃烧室内一次或多次喷射醇类燃料，高汽化潜热的醇类燃料在进气冲程喷射能降低进气温度，增大充量系数，提高动力性；压缩冲程喷射能降低压缩终点混合气温度有效抑制早燃；燃烧过程中喷射能形成燃料分层混合气，切断爆震波的传播途径；利用一次或多次喷射有效抑制增压小排量汽油机超级爆震的发生，从而为发动机节能减排提供重要支撑。同时，该系统仅需要在现有增压汽油机上加装一套进气道喷射喷嘴，成本低，对现有发动机产品技术升级提供有力支持，产业化前景好。附图说明图1为增压汽油机的结构示意图；图中，1：进气道；2：排气道；3：汽油喷嘴；4：醇类燃料喷嘴；5：火花塞；6：连杆；7：曲柄；8：曲轴；9：活塞；10：燃烧室。具体实施方式下面结合附图和实施例，对本专利技术的具体实施方式作进一步详细描述。以下实例用于说明本专利技术，但不用来限制本专利技术的范围。图1是用来辅助说明利用双燃料喷射抑制增压汽油机超级爆震方法的增压汽油机结构示意图。图1中，汽油喷嘴3设置于进气道1内，醇类燃料喷嘴4设置于燃烧室10内，空气由进气道1进入燃烧室10，活塞9向下运动本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种双燃料喷射抑制增压汽油机超级爆震的方法，其特征在于：在增压汽油机低速大负荷工况下，进气道内单次喷射汽油，燃烧室内一次或多次喷射醇类燃料。

【技术特征摘要】
1.一种双燃料喷射抑制增压汽油机超级爆震的方法，其特征在于：在增压汽油机低速大负荷工况下，进气道内单次喷射汽油，燃烧室内一次或多次喷射醇类燃料；其中在线系统根据综合情况判定发生超级爆震的条件，以确定燃烧室内的喷射醇类燃料的次数或者喷射的时刻，且当所述双燃料喷射之后，所述燃烧室的室壁周围形成稀混合气，火花塞周围形成偏浓的混合气，整个所述燃烧室形成分层当量比混合气，所述燃烧室内的整体过量空气系数为1。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：进气道内单次喷射汽油，燃烧室内喷射一次醇类燃料，燃烧室内第一次喷射发生在进气冲程，且处于60°CAATDC～90°CAATDC范围内，或者第一次喷射发生在压缩冲程，处于300°CAATDC～330°CAATDC范围内，或者第一次喷射发生在燃烧冲程，处于360°CAATDC～390°CAATDC范围内。3.如权利要求1所述的方法，其特征在于：进气道内单次喷射汽油，燃烧室内喷射两次醇类燃料，第一次喷射发生在进气冲程，第二次喷射发生在压缩冲程。4.如权利要求3所述的方法，其特征在于：燃烧室内喷射两次醇类燃料，第一次喷射处于60°CAATDC～90°CAATDC范围内，第二次喷射处于300...

【专利技术属性】
技术研发人员：王志，刘辉，龙岩，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：北京;11