The invention designs a zero nitrogen hydrocarbon fuel ignition rotor machine with controllable pressure rise rate and its control method, which includes: using the pressure rise rate in the combustion chamber of the engine as a trigger signal, changing the ratio of oxygen to argon in the intake port by adjusting the oxygen and argon flow regulator, and diluting the oxygen concentration into the combustion chamber by argon to control the pressure in the combustion chamber. The problem of excessive combustion of pure oxygen engine can be solved by force increase rate. At the same time, argon-oxygen mixture is used instead of air-oxygen mixture to remove nitrogen in the intake gas, and pure oxygen is used to reduce the concentration of CH and CO in the exhaust, at the same time, zero nitrogen emission ignition control method is realized. Compared with the prior art, the control method of the present invention can control the pressure rise rate of the engine on the premise of improving the power and emission of the rotor, and has certain innovation and application prospect.
【技术实现步骤摘要】
可控压升率的零氮烃类燃料点燃式转子机及其控制方法
本专利技术提供了一种可控压升率的零氮烃类燃料点燃式转子机及其控制方法,涉及转子发动机压升率的控制方法,属于内燃机领域。
技术介绍
转子发动机具有体积小、重量轻、结构简单,功重比大等优点,世界各国已将转子机广泛应用于无人机、军用特种车辆、海军陆战队登陆艇、小型船舶和轻便式发电机等领域。然而,转子机也存在着燃油经济性差和排放高等问题,造成这些问题的主要原因是转子机狭长的燃烧室结构不利于燃料的快速、完全燃烧,较高的面容比增加了壁面淬息的问题,以及线密封形式导致较高的漏气率等。随着环境问题越来越受到广大人民的重视,各国对污染的监控也越来越严格。汽车尾气排放在这种环境下也被推到了前台,各国都相继推出了相关法规来限制汽车尾气的排放。因此,节能减排成了限制转子发动机发展的主要问题。转子机中NOX的生成主要有两种方式:热力型和燃料型。在汽油机中,NOX的主要来源是参与燃烧的空气中的氮。空气中的氮气不参与燃烧,所以将空气中的氮气除去(采用纯氧作为发动机进气气体),则可以避免NOX的生成。但使用纯氧与燃料混合,如果混合气浓度适当,在着火以前,形成了大量具有合适浓度的预混合气,在滞燃期内形成的混合气点火后迅速燃烧,加之上止点附件燃烧室容积很小,导致燃烧压力急剧增高。过大的压力升高导致燃烧噪音,发动机振动增加,影响发动机可靠性。此外,压力升高率过大也会使压力波动增加,同时诱发早燃、回火等异常燃烧。随着过量空气系数的增大,混合气变稀,压力升高率迅速减小。所以,在去除空气中的氮气后,检测燃烧室内的压升率,并采用氩气调节进气道中氧气的浓 ...
【技术保护点】
1.一种可控压升率的零氮烃类燃料点燃式转子机,其特征在于,包括:氩气储存罐(1),氩气泄压阀(2),氩气流量计(3),烃类燃料储存罐(4),安装在输油管路上的油泵(5),燃料流量计(6)与安装在进气道上的喷油嘴(8)相连,废气循环管道上依次安装废气循环阀(16)、冷凝器(15)、温度传感器(14),氧浓度传感器(13),稳压混合罐(9),氧气储存罐(12)中的气体经氧气管路减压阀(11)、氧气流量调节器(10)之后与来自排气管中的循环废气混合,混合气与来自氩气储存罐(1)中的气体在稳压混合罐(9)中混合后进入转子机燃烧室内,排气管还设有排气背压阀(17)与大气相连通,火花塞式缸压传感器(18)、电荷放大器(19)控制点火;控制:以发动机燃烧室内的压力升高率为触发信号,ECU(7)根据自火花塞式缸压传感器(18)传来的缸压信号,向氧气流量调节器(10),氩气流量计(6)发送信号,调节进气道中氧气与氩气的比例,从而控制转子发动机的压升率;同时,ECU(7)接收安装在排气道处的氧浓度传感器(13)传递来的信号,调节废气循环阀(16)与排气背压阀(17)的开闭程度。
【技术特征摘要】
1.一种可控压升率的零氮烃类燃料点燃式转子机,其特征在于,包括:氩气储存罐(1),氩气泄压阀(2),氩气流量计(3),烃类燃料储存罐(4),安装在输油管路上的油泵(5),燃料流量计(6)与安装在进气道上的喷油嘴(8)相连,废气循环管道上依次安装废气循环阀(16)、冷凝器(15)、温度传感器(14),氧浓度传感器(13),稳压混合罐(9),氧气储存罐(12)中的气体经氧气管路减压阀(11)、氧气流量调节器(10)之后与来自排气管中的循环废气混合,混合气与来自氩气储存罐(1)中的气体在稳压混合罐(9)中混合后进入转子机燃烧室内,排气管还设有排气背压阀(17)与大气相连通,火花塞式缸压传感器(18)、电荷放大器(19)控制点火;控制:以发动机燃烧室内的压力升高率为触发信号,ECU(7)根据自火花塞式缸压传感器(18)传来的缸压信号,向氧气流量调节器(10),氩气流量计(6)发送信号,调节进气道中氧气与氩气的比例,从而控制转子发动机的压升率;同时,ECU(7)接收安装在排气道处的氧浓度传感器(13)传递来的信号,调节废气循环阀(16)与排气背压阀(17)的开闭程度。2.控制如权利要求1所述的一种可控压升率的零氮烃类燃料点燃式转子机的方法,其特征在于:当转子发动机工作后,ECU(7)接收来自曲轴传来的转速信号,当发动机转速低...
【专利技术属性】
技术研发人员:纪常伟,马泽东,汪硕峰,杨金鑫,徐溥言,史程,
申请(专利权)人:北京工业大学,
类型:发明
国别省市:北京,11
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