一种电控缸内直喷二冲程氢内燃机及控制方法技术

本发明专利技术设计一种电控缸内直喷二冲程氢内燃机及控制方法，在保留传统二冲程内燃机简单结构的基础上，采用节气门及顶置式排气门来控制所述内燃机的进排气，增加了一套氢气直喷系统和一个燃料喷射与点火电子控制单元。本发明专利技术实现了二冲程内燃机燃料供给和扫气过程的分离，克服了二冲程固有缺陷造成的短路损失，降低了二冲程内燃机的油耗；同时本发明专利技术以氢作为燃料，使得二冲程内燃机的排放物只有NOX，大大降低了二冲程内燃机的污染物排放。本发明专利技术能够实现电控缸内二冲程氢发动机在不同工况下调整出最佳的喷氢脉宽、喷氢提前角及点火提前角，有效抑制氢发动机固有的回火问题，同时降低NOX排放，满足全工况稳定运转的要求，具有创新性和应用前景。

Electronically controlled cylinder direct injection two stroke hydrogen internal combustion engine and control method thereof

An electronically controlled cylinder direct injection two stroke hydrogen internal combustion engine and control method of the invention design, while retaining the traditional two stroke internal combustion engine with simple structure, the solar term door and overhead type exhaust valve to control the intake and exhaust of the engine, increase the injection and ignition electronic control unit of a hydrogen and a direct injection system a fuel. The invention realizes the separation of the two stroke internal combustion engine fuel supply and scavenging process, to overcome the inherent defects of short circuit loss caused by the two stroke, reducing two stroke internal combustion engine fuel consumption; at the same time the invention uses hydrogen as fuel, the emissions of two stroke internal combustion engine is only NOX, greatly reducing the emissions of two stroke internal combustion engine. The invention can realize the control of cylinder two stroke hydrogen engine in different working conditions to adjust the hydrogen injection, the best hydrogen injection advance angle and ignition advance angle, effectively restrain the inherent tempering of the hydrogen engine, while reducing the emission of NOX, satisfying all kinds of stable operation requirements, innovative and application prospects.

【技术实现步骤摘要】
一种电控缸内直喷二冲程氢内燃机及控制方法
本专利技术涉及内燃机领域，特别涉及一种电控缸内直喷二冲程氢内燃机及控制方法。
技术介绍
二冲程内燃机具有升功率大、结构简单、重量轻、体积小、造价低、维护方便等优点，但由于其扫气不良和燃烧不稳定，造成未燃混合气直接短路逃逸，使得排放和燃油消耗增高，这极大地限制了二冲程内燃机经济性及排放性的提升。氢气是一种具有优良燃烧特性的气体燃料，具有热值高、点火能量低、燃烧界限宽、火焰传播速度快、燃烧清洁等优点。氢气作为燃料应用于二冲程内燃机不需做较大改动，且能进一步提高压缩比和拓展二冲程内燃机的稀燃极限，同时可以降低二冲程内燃机循环变动以及污染物的排放。缸内直喷是实现点燃式内燃机高效、清洁燃烧的有效方法，在燃料直喷条件下，内燃机充气效率、响应速度均明显提高。电控燃油缸内直喷技术改变原化油器供油为电子自动控制燃油喷射系统，实现二冲程内燃机供油和扫气过程的分离，克服了二冲程固有缺陷造成的短路损失，从而降低油耗和排放，是解决二冲程汽油机问题最有效的途径之一。相关研究表明，二冲程内燃机采用电控缸内直喷系统，在喷油量和喷油提前角以及点火提前角控制合适时，内燃机的油耗本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电控缸内直喷二冲程氢内燃机，其特征在于，采用节气门及顶置式排气门来控制所述内燃机的进排气，并增加了一套氢气直喷系统和一个燃料喷射与点火电子控制单元；所述的氢气直喷系统，包括氢气存储装置、气体燃料泵、气体燃料线性电磁阀、气体燃料流量与压力传感器、阻火器、氢气稳压轨、第一氢气喷嘴、第二氢气喷嘴；所述氢气存储装置、气体燃料泵、气体燃料线性电磁阀、气体燃料流量与压力传感器、阻火器、氢气稳压轨及双氢气喷嘴之间均通过高压气体管路相连接；第一氢气喷嘴、第二氢气喷嘴直接安装在所述电控缸内直喷氢二冲程内燃机气缸盖上；所述燃料喷射与点火电子控制单元与气体燃料泵相连接，通过气体燃料泵控制信号a控制泵的开闭；所述...

【技术特征摘要】
1.一种电控缸内直喷二冲程氢内燃机，其特征在于，采用节气门及顶置式排气门来控制所述内燃机的进排气，并增加了一套氢气直喷系统和一个燃料喷射与点火电子控制单元；所述的氢气直喷系统，包括氢气存储装置、气体燃料泵、气体燃料线性电磁阀、气体燃料流量与压力传感器、阻火器、氢气稳压轨、第一氢气喷嘴、第二氢气喷嘴；所述氢气存储装置、气体燃料泵、气体燃料线性电磁阀、气体燃料流量与压力传感器、阻火器、氢气稳压轨及双氢气喷嘴之间均通过高压气体管路相连接；第一氢气喷嘴、第二氢气喷嘴直接安装在所述电控缸内直喷氢二冲程内燃机气缸盖上；所述燃料喷射与点火电子控制单元与气体燃料泵相连接，通过气体燃料泵控制信号a控制泵的开闭；所述燃料喷射与点火电子控制单元与气体流量和压力传感器相连接，获得氢气流量与压力信号b；所述燃料喷射与点火电子控制单元与气体燃料线性电磁阀相连接，通过发出气体燃料线性电磁阀控制信号c控制气体燃料线性电磁阀的开度；所述燃料喷射与点火电子控制单元与曲轴位置传感器相连接，获得曲轴位置及转速信号d；所述燃料喷射与点火电子控制单元与节气门及节气门位置传感器相连接，获得节气门位置信号e；所述燃料喷射与点火电子控制单元与第一氢气喷嘴、第二氢气喷嘴相连接，通过发出喷嘴控制信号f和h来控制第一氢气喷嘴、第二氢气喷嘴开启和关闭；所述燃料喷射与点火电子控制单元与火花塞相连接，通过发出点火信号g来控制火花塞的跳火。2.控制如根据权利要求1所述的内燃机的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：当内燃机起动处于运行状态时，燃料喷射与点火电子控制单元根据曲轴位置与转速信号d及节气门位置信号e判断内燃机所处工况；燃料喷射与点火电子控制单元通过分析、判断和运算，通过预先标定的MAP图确定当前工况下所述二冲程氢内燃机的氢气喷射脉宽、喷氢提前角和点火提前角；同时，燃料喷射与点火电子控制单元输出气体燃料泵控制信号a、气体燃料线性电磁阀控制信号b，以控制氢气稳压轨压力为Pi；输出最佳的氢气喷射脉宽、喷氢提前角和点火提前角控制信号，以精确控制氢气喷嘴和火花塞的工作状态；当内燃机转速大于等于最低怠速转速且不大于4000rpm，节气门开度小于等于60％时，燃料喷射与点火电子控制单元判断内燃机所处工况为怠速及中小负荷；当内燃机转速大于4000rpm且节气门开度大于60％时，燃料喷射与点火电子控制单元判断内燃机处于高速及高负荷工况；根据不同工况，燃料喷射与点火电子控制单元对所述内燃机的燃料...

【专利技术属性】
技术研发人员：纪常伟，白晓鑫，汪硕峰，徐溥言，
申请(专利权)人：北京工业大学，
类型：发明
国别省市：北京,11