一种基于优化稀薄燃烧的双火花塞异步点火方法技术

本发明专利技术公开了一种基于优化稀薄燃烧的双火花塞异步点火方法，包括发动机本体，所述发动机本体包括至少一组汽缸盖，所述汽缸盖上装有两进气门和两排气门，在汽缸盖的顶部设有主火花塞，在两个排气门之间还设有一副火花塞；所述异步点火方法包括如下步骤：1）在活塞到达上止点前,比理想混合比1的汽油机点火时刻推迟3~7°，控制主火花塞首先点火；2）当活塞到达上止点时，控制副火花塞点火。本发明专利技术通过双火花塞异步点火能够避免爆震燃烧，使发动机工作稳定性更好，使用寿命更长；同时能够使燃烧更加充分，减少压缩负功和氮氧化物排放，并且膨胀做功能够有效地作用于活塞，从而使发动机效率和功率显著提高。

An asynchronous ignition method based on optimized lean burn for double spark plugs

The invention discloses a dual spark plug asynchronous ignition method based on optimized lean combustion, including an engine body comprising at least one set of cylinder heads, which are equipped with two intake valves and two exhaust valves, a main spark plug at the top of the cylinder head and a pair of flames between the two exhaust valves. The asynchronous ignition method comprises the following steps: 1) before the piston reaches the top dead point, the ignition time of the gasoline engine is delayed by 3 to 7 degrees than that of the gasoline engine with an ideal mixing ratio of 1, and the main spark plug is controlled to ignite first; 2) when the piston reaches the top dead point, the secondary spark plug is controlled to ignite. The invention can avoid detonation burning by asynchronous ignition with double spark plugs, make the engine work more stable and have longer service life; at the same time, it can make the combustion more fully, reduce the compression negative power and nitrogen oxide emissions, and expand the function to act on the piston effectively, thereby improving the efficiency and power of the engine significantly.

【技术实现步骤摘要】
一种基于优化稀薄燃烧的双火花塞异步点火方法
本专利技术涉及发动机
，尤其涉及一种基于优化稀薄燃烧的双火花塞异步点火方法。
技术介绍
均质稀混合气的单火花塞点火燃烧，主要面临燃烧速度慢的问题，导致发动机效率和功率降低。解决该问题通常采用增大点火提前角的方法，使燃烧最高压力于上止点后10度左右（该值为最佳燃烧的经验值），但如此一来则容易发生爆震燃烧，上止点前的压力也随之升高，导致负功增加，同时燃烧最高压力和最高温度也上升，对于稀薄燃烧而言则导致氮氧化物有害排放升高。市场也有少量的发动机采用双火花塞同时点火的方案，可以大大加快燃烧速率，以保发动机功率不下降。但如此则更容易导致最高压力和温度的上升和压力升高率的上升，使发动机的热负荷、机械负荷、冲击和震动增大、氮氧化物排放增加；如果推迟点火可以解决上述问题，但大部分燃料将在远离上止点之后燃烧，导致膨胀不充分而使发动机效率和功率无法达到最佳值。
技术实现思路
针对现有技术存在的上述不足，本专利技术的目的在于解决现有发动机易产生爆震，燃烧不充分导致氮氧化物排放增加，以及膨胀不充分而导致发动机效率和功率下降的问题，提供一种基于优化稀薄燃烧的双火花塞异步点火方法，通过双火花塞异步点火能够避免爆震燃烧，使发动机工作稳定性更好，使用寿命更长；同时能够使燃烧更加充分，减少压缩负功和氮氧化物排放，并且膨胀做功能够有效地作用于活塞，从而使发动机效率和功率显著提高。为了解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是这样的：一种基于优化稀薄燃烧的双火花塞异步点火方法，包括发动机本体，所述发动机本体包括至少一组汽缸盖，所述汽缸盖上装有两进气门和两排气门，在汽缸盖的顶部设有主火花塞，该主火花塞位于两进气门和两排气门的中心位置，其特征在于：在两个排气门之间还设有一副火花塞；所述异步点火方法包括如下步骤：1）在活塞到达上止点前,比理想混合比1的汽油机点火时刻推迟3~7°，控制主火花塞首先点火；2）当活塞到达上止点时，控制副火花塞点火。进一步地，所述发动机本体的压缩比大于12。进一步地，当油门开度在85%以上、混合比为1.15~1.25时，主火花塞点火时刻比理想混合比1的汽油机点火时刻推迟3~4°；当混合比为1.05~1.15时，主火花塞点火时刻比理想混合比1的汽油机点火时刻推迟5~7°；当油门开度小于85%、混合比为1.15~1.25时，主火花塞点火时刻比理想混合比1的汽油机点火时刻推迟3~4°。与现有技术相比，本专利技术具有如下优点：1、主火花塞先点火，能够控制早期的压力升高率及燃烧最高压力和温度，工作柔和，能够减少负功并降低氮氧化物排放。2、副火花塞点燃末端气体，从而使得汽缸内不会发生爆震燃烧并加快后期燃烧速率，适合优化稀薄燃烧，降低HC和CO。3、主火花塞和副火花塞配合使用，使稀薄燃烧实现高效的同时大大减少有害排放。4、能够大大加快燃烧速率，以保发动机功率，使稀薄燃烧过程更加趋于完美。附图说明图1为本专利技术的结构示意图。图2为本专利技术与现有技术的效果对比图。图中：1—进气门，2—排气门，3—主火花塞，4—副火花塞。具体实施方式下面将结合附图及实施例对本专利技术作进一步说明。实施例：参见图1，一种基于优化稀薄燃烧的双火花塞异步点火方法，包括发动机本体。所述发动机本体包括至少一组汽缸盖，所述汽缸盖上具有两进气门1、两排气门2以及一活塞，在汽缸盖的顶部设有主火花塞3，该主火花塞3位于两进气门1和两排气门2的中心位置；在两个排气门2之间还设有一副火花塞4。所述异步点火方法包括如下步骤：1）在活塞到达上止点前,比理想混合比1的汽油机点火时刻推迟3~7°（曲轴转角），控制主火花塞3首先点火。具体地（与理想混合比1的汽油机点火时刻相比，因此不考虑转速因素）：当油门开度在85%以上、混合比为1.15~1.25时，主火花塞3点火时刻比理想混合比1的汽油机点火时刻推迟3~4°；（此时理想混合比的点火提前角原本就不大，而且准稀薄燃烧混合气较稀，所以推迟量不宜过大）。当混合比为1.05~1.15时，主火花塞3点火时刻比理想混合比1的汽油机点火时刻推迟5~7°；当油门开度小于85%、混合比为1.15~1.25时，主火花塞3点火时刻比理想混合比1的汽油机点火时刻推迟3~4°；（此时理想混合比点火提前角很大，但由于准稀薄燃烧的混合气更稀，所以点火推迟不宜太多）。2）当活塞到达上止点时，控制副火花塞4点火。目前，现有的发动机都是较低圧缩比、使用理想混合比1、单个火花塞点火，同样转速下油门开度增大则点火提前角减小，因大负荷燃烧速率快，而混合气变稀则点火提前角增大，因稀混合比时容易造成后燃增多，提前点火可以减少后燃但则造成压缩负功增加，最终都是使热效率下降。但本专利技术具有两个火源，无论采用何种混合气都可以通过减小主火花塞3点火时刻降低压缩负功并控制最高燃烧温度和压力，从而也抑制了有害气体氮氧化物的生成，采用稀混合气时有充足的氧，则放物HC和CO降低，通过副火花塞4配合，完全可以提高后期燃烧速率减少燃料的后燃，所以热效率得到提高的同时降低排放。具体地，本专利技术采用双火花塞异步点火，首先以燃烧室中心的“主火花塞3”点火，可以控制早期的压力升高率及燃烧最高压力和温度，当活塞到达上止点左右时则设置在两排气门2之间的“副火花塞4”点火，如此则一方面快速点燃了末端气体使发动机不会发生爆震燃烧，另一方面由于点火有一定的着火延迟期，则燃烧最高压力仍可控制在上止点后10度左右，且燃烧负功并不增加。随后由于两处火焰的同时推进，使后期燃烧大大加快，从而实现大部分燃料接近上止点燃烧，由于其膨胀充分而获得较高的热效率。此时活塞处于下行加速时期，所以缸内压力不会急剧升高，则更加接近于“等压过程”，发动机扭矩得到提升。参见图2，将主火花塞3布置在燃烧室中心，将副火花塞4布置在两排气门2之间，主火花塞3点火比单火花塞推迟3~7度。双火花塞异步点火在副火花塞4尚未点火的上止点前时期压力升高较慢，从而减小了负功面积，当曲柄转角在上止点时副火花塞4点火，则活塞过上止点后放热加快压力升高率加大，但最高压力升高率并不比单火花塞过早点火时大，而最高压力和温度也不会过高，由于燃烧后期由于有两个火源同时推进，所以活塞下行加速过程中压力不会继续升高，而燃烧放热也不会过于远离上止点，从而获得了更大的正功。最后需要说明的是，以上实施例仅用以说明本专利技术的技术方案而非限制技术方案，本领域的普通技术人员应当理解，那些对本专利技术的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，均应涵盖在本专利技术的权利要求范围当中。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于优化稀薄燃烧的双火花塞异步点火方法，包括发动机本体，所述发动机本体包括至少一组汽缸盖，所述汽缸盖上装有两进气门和两排气门，在汽缸盖的顶部设有主火花塞，该主火花塞位于两进气门和两排气门的中心位置，其特征在于：在两个排气门之间还设有一副火花塞；所述异步点火方法包括如下步骤：1）在活塞到达上止点前,比理想混合比1的汽油机点火时刻推迟3~7°，控制主火花塞首先点火；2）当活塞到达上止点时，控制副火花塞点火。

【技术特征摘要】
1.一种基于优化稀薄燃烧的双火花塞异步点火方法，包括发动机本体，所述发动机本体包括至少一组汽缸盖，所述汽缸盖上装有两进气门和两排气门，在汽缸盖的顶部设有主火花塞，该主火花塞位于两进气门和两排气门的中心位置，其特征在于：在两个排气门之间还设有一副火花塞；所述异步点火方法包括如下步骤：1）在活塞到达上止点前,比理想混合比1的汽油机点火时刻推迟3~7°，控制主火花塞首先点火；2）当活塞到达上止点时，控制副火花塞点火。2.根据权利要求1所述的一种基于优化稀薄燃烧的双...

【专利技术属性】
技术研发人员：李洋涛，
申请(专利权)人：李洋涛，
类型：发明
国别省市：湖南,43