用于均质压燃发动机的燃烧模式切换系统及方法技术方案

本发明专利技术提出了用于均质压燃发动机的燃烧模式切换系统及方法，所述方法包括：基于发动机的目标工作状态确定燃烧模式；通过利用冷却水能量加热进气的温度以及通过利用排气能量进一步加热进气温度的方式控制进气温度达到目标温度，以使发动机平稳地切换到所确定的燃烧模式。本发明专利技术所公开的用于均质压燃发动机的燃烧模式切换系统及方法能够使得均质压燃发动机的模式切换过程平稳进行并可以降低氮氧化物的排放。

【技术实现步骤摘要】
用于均质压燃发动机的燃烧模式切换系统及方法
本专利技术涉及燃烧模式切换系统及方法，更具体地，涉及用于均质压燃发动机的燃烧模式切换系统及方法。
技术介绍
当前，随着车辆的日益发展和普及，提高车辆发动机的燃烧效率（例如降低发动机的燃油消耗）变得越来越重要。常规的汽油发动机通常采用如下燃烧方式进行工作：火花点燃混合气，随后进行火焰传播。然而，上述常规的技术方案存在如下问题：发动机基本上工作在当量混合气的状态下，并且在部分负荷下（即负荷较低时）需要使用节气门进行节流，因而存在较大的泵气损失，此外，由于受到爆震的限制，压缩比较低，故发动机的效率受到限制。为了解决上述问题，均质压燃发动机已被采用。所述均质压燃发动机通过混合气在压缩过程中温度升高到自燃温度而实现燃烧，从而通过降低泵气损失、提高压缩比以及稀燃等途径大幅度地提高了热效率。实现均质压燃的基础在于向混合气提供足够的能量以使其在压缩上止点附近达到自燃温度。目前许多相关技术已被提出并加以应用，例如可控自燃技术(CAI)，其采用可变气门系统通过负阀重叠的方式实现内部EGR（即废气再循环），从而通过上一循环的残余废气来加热混合气达到自燃温度，以及本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于均质压燃发动机的燃烧模式切换系统，所述系统包括发动机、冷却水换热器、排气换热器、主节气门、冷路节气门、热路节气门、换热阀、主排气阀、换热器排气阀和控制器，所述控制器基于所述发动机的目标工作状态确定燃烧模式，并通过控制链路控制所述主节气门、冷路节气门、热路节气门、换热阀、主排气阀和换热器排气阀的开关状态和/或开度而切换到所确定的燃烧模式，其中，所述发动机通过发动机进气管路获得用于燃烧的进气并通过发动机排气管路排出废气，所述冷却水换热器的入气口通过管路与所述发动机进气管路相连接，其利用冷却水能量加热进气的温度，所述排气换热器具有进气入口、进气出口、废气入口和废气出口，所述进气入口通过管路与...

【技术特征摘要】
1.一种用于均质压燃发动机的燃烧模式切换系统，所述系统包括发动机、冷却水换热器、排气换热器、主节气门、冷路节气门、热路节气门、换热阀、主排气阀、换热器排气阀和控制器，所述控制器基于所述发动机的目标工作状态确定燃烧模式，并通过控制链路控制所述主节气门、冷路节气门、热路节气门、换热阀、主排气阀和换热器排气阀的开关状态和/或开度而切换到所确定的燃烧模式，其中，所述发动机通过发动机进气管路获得用于燃烧的进气并通过发动机排气管路排出废气，所述冷却水换热器的入气口通过管路与所述发动机进气管路相连接，其利用冷却水能量加热进气的温度，所述排气换热器具有进气入口、进气出口、废气入口和废气出口，所述进气入口通过管路与所述冷却水换热器的出气口相连接，所述进气出口通过管路与发动机进气管路相连接，所述废气入口通过管路与所述发动机排气管路向连接，并且所述废气出口通过与其相连接的换热器废气排出管路排出废气，所述排气换热器利用排气能量进一步加热进气温度，其中，所述主节气门位于所述发动机进气管路中，所述冷路节气门位于所述主节气门和所述排气换热器的所述进气出口之间，所述热路节气门位于所述冷却水换热器的出气口和所述排气换热器的进气入口之间，所述换热阀位于所述排气换热器的废气入口和所述发动机排气管路之间，所述主排气阀位于所述发动机排气管路的末端，所述换热器排气阀位于所述换热器废气排出管路的末端。2.根据权利要求1所述的用于均质压燃发动机的燃烧模式切换系统，其特征在于，所述系统进一步包括EGR阀，所述EGR阀位于所述热路节气门和所述换热器废气排出管路之间的管路中。3.根据权利要求2所述的用于均质压燃发动机的燃烧模式切换系统，其特征在于，所述冷却水换热器将将进气温度加热到50-60摄氏度。4.根据权利要求3所述的用于均质压燃发动机的燃烧模式切换系统，其特征在于，所述排气换热器进一步将进气温度加热到170-200摄氏度。5.根据权利要求4所述的用于均质压燃发动机的燃烧模式切换系统，其特征在于，所述系统采用两个通道分别控制冷气和热气，并且所述控制器基于所述目标工作状态确定进入所述发动机的气体的目标温度，以及随后根据所述目标温度控制相应的节气门的开度实现不同比例的冷热气的混合，从而使进入所述发动机的气体达到所述目标温度。6.根据权利要求5所述的用于均质压燃发动机的燃烧模式切换系统，其特征在于，当发动机处于启动和怠速状态中时，所述控制器确定采用点燃模式进行工作，随后所述控制器通过所述控制链路将所述主节气门、冷路节气门、热路节气门、EGR阀、换热阀、主排气阀和换热器排气阀控制为处于如下状态：所述换热阀关闭、所述主排气阀打开、所述换热器排气阀打开、所述EGR阀关闭、所述冷路节气门全开、所述热路节气门关闭，所述主节气门的开度根据发动机的转矩需求而被调节。7.根据权利要求6所述的用于均质压燃发动机的燃烧模式切换系统，其特征在于，当发动机进入部分负荷状态中时，所述控制器确定需要从点燃模式切换到压燃模式工作，随后所述控制器通过所述控制链路将所述主节气门、冷路节气门、热路节气门、EGR阀、换热阀、主排气阀和换热器排气阀控制为处于如下状态：所述主排气阀关闭、所述换热阀打开、所述换热器排气阀打开、所述热路节气门全开、所述冷路节气门关闭、所述主节气门根据目标工作状态而被调节、并且所述EGR阀的开度根据目标工作状态而被调节。8.根据权利要求7所述的用于均质压燃发动机的燃烧模式切换系统，其特征在于，所述系统支持稀薄点燃模式。9.根据权利要求8所述的用于均质压燃发动机的燃烧模式切换系统，其特征在于，当所述控制器基于发动机的目标工作状态确定需要进入压燃模式时，如果进气温度没有达到压燃模式所要求的温度条...

【专利技术属性】
技术研发人员：章健勇，陈林，尹琪，邵强，
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