点燃式发动机及发动机燃烧控制系统技术方案

本实用新型专利技术公开一种点燃式发动机及发动机燃烧控制系统。该点燃式发动机包括气缸和缸盖，气缸内设有燃烧室，缸盖上设有与燃烧室相连的火花塞，还包括重整反应机构和连接管道；重整反应机构设置在缸盖内，用于使含氢原子的燃料发生重整反应，生成重整气；连接管道，连通重整反应机构和燃烧室；气缸上设有与连接管道相连的射流口，射流口设置在火花塞外围。该点燃式发动机基于重整气形成喷射火花塞的气体射流，使得火花塞附近保持较高的氢气浓度，利用气体射流点燃后形成的扩散火焰继续引燃高稀释比率的可燃混合气，保障高稀释比率下的稳定燃烧。

【技术实现步骤摘要】
点燃式发动机及发动机燃烧控制系统
本技术涉及内燃机燃烧
，尤其涉及一种点燃式发动机及发动机燃烧控制系统。
技术介绍
在点燃式发动机领域，稀薄燃烧被普遍认为是改善发动机热效率和排放的有效手段，且在一定范围内随稀释比率增大，发动机热效率逐渐升高。但对于传统点燃式发动机而言，由于汽油燃料本身存在固有的稀燃极限，无法实现更高稀释比率的稳定燃烧过程，继续增大稀释比率会导致燃烧不稳定性增大，发动机热效率反而会有所下降。因此，如何进一步提高点燃式发动机在高稀释比率情况下的燃烧稳定性是当前点燃式发动机亟待解决的问题。
技术实现思路
本技术实施例提供一种点燃式发动机及发动机燃烧控制系统，以解决点燃式发动机在高稀释比率情况下无法稳定点燃的问题。本技术提供一种点燃式发动机，包括气缸和与所述气缸相连的缸盖，所述气缸内设有燃烧室，所述缸盖上设有与所述燃烧室相连的火花塞，还包括重整反应机构和连接管道；所述重整反应机构设置在所述缸盖内，用于使含氢原子的燃料发生重整反应，生成重整气；所述连接管道，连通所述重整反应机构和所述燃烧室；所述气缸上设有与所述连接管道相连的射流口，所述射流口设置在所述火花塞外围。优选地，所述重整反应机构包括重整反应腔、燃料供应组件和预热器件；所述燃料供应组件与所述重整反应腔相连，用于给所述重整反应腔提供含氢原子的燃料；所述预热器件与所述重整反应腔相连，用于提高所述重整反应腔的腔内温度；所述重整反应腔，与所述燃烧室通过所述连接管道相连。优选地，所述重整反应腔为环形反应腔，所述环形反应腔套设在所述火花塞外围。优选地，所述重整反应腔内壁上设有催化剂涂层。优选地，所述燃料供应组件包括燃料喷射器和燃料供应器，所述燃料喷射器连通所述燃料供应器和所述重整反应腔，用于将所述燃料供应器内的所述含氢原子的燃料喷射到所述重整反应腔。优选地，所述预热器件为预热塞，所述预热塞装配在所述重整反应腔内。优选地，所述射流口的数量为多个，多个所述射流口呈伞状排布在所述火花塞外围。优选地，多个所述射流口轴向非对称设置。优选地，所述连接管道的内径为0.7mm-1.5mm。本技术还提供一种发动机燃烧控制系统，包括燃烧控制器和上述点燃式发动机；所述燃烧控制器与所述气缸、所述火花塞和所述重整反应机构相连，所述燃烧控制器控制所述气缸、所述火花塞和所述重整反应机构工作。本技术实施例提供点燃式发动机及发动机燃烧控制系统，可以在发动机运行过程中，重整反应机构生成以氢气为主要组分的重整气，基于重整气形成喷射火花塞的气体射流，使得火花塞附近保持较高的氢气浓度，避免氢气与新鲜进气过度混合而降低重整气的引燃效果。在火花塞跳火后，先引燃气体射流，利用重整气具备最小点火能量极低和火焰传播速度快的特性，使得气体射流形成的扩散火焰继续引燃高稀释比率的可燃混合气，保障高稀释比率下的稳定燃烧。可理解地，气体射流着火后，不仅可为燃烧室内高稀释比率的可燃混合气提供充足的点火能量，还可以降低高稀释比率的可燃混合气的爆震倾向，提高燃烧室内燃烧定容度。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案，下面将对本技术实施例的描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本技术一实施例中点燃式发动机的一剖面图；图2是本技术一实施例中点燃式发动机的一俯视图。图中：10、气缸；11、燃烧室；12、活塞；13、射流口；14、进气门；15、排气门；20、火花塞；30、重整反应机构；31、重整反应腔；32、燃料供应组件；33、预热器件；40、连接管道。具体实施方式为了使本技术所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。在本技术的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“径向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。在本技术的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。在本技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。本技术提供一种点燃式发动机，如图1和图2所示，该点燃式发动机包括气缸10和与气缸10相连的缸盖(如图未示出)，气缸10内设有燃烧室11，缸盖上设有与燃烧室11相连的火花塞20，还包括重整反应机构30和连接管道40；重整反应机构30设置在缸盖内，用于使含氢原子的燃料发生重整反应，生成重整气；连接管道40，用于连通重整反应机构30和燃烧室11；气缸10上设有与连接管道40相连的射流口13，射流口13设置在火花塞20外围，用于向火花塞20喷射重整气形成的气体射流。其中，重整反应机构30是用于发生重整反应的机构，含氢原子的燃料是用于发生重整反应的燃料。该含氢原子的燃料可以为含氢化合物，具体为含氢原子的液态化合物，可以有针对性地选择诸如甲醇、乙醇、水甚至是汽油燃料等。本示例中，重整反应机构30用于使含氢原子的燃料发生重整反应，生成以氢气为主要组分的重整气。以含氢原子的燃料为乙醇为例，乙醇在合适的反应条件下，如650℃以上、有催化剂存在时，发生如下重整反应：C2H5OH+3H2O→2CO2+6H2C2H5OH→CH4+CO+H2C2H5OH+H2O→CH3COCH3+CO2+4H2重整反应机构30经过上述重整反应，生成以氢气为主要组分的重整气，即该重整气是包含氢气的混合气体，由于氢气层流火焰传播速度约为汽油/空气混合气的5倍，最小点火能量也仅为汽油/空气混合气的8％，使得重整气具备最小点火能量极低和火焰传播速度快的特性，可使得着火的重整气引燃气缸10内高稀释比率的可燃混合气，保障高稀释比率下可燃混合气的稳定燃烧。本示例中，重整反应机构30通过连接管道40与气缸10的燃烧室11相连，可以将重整反应生成的重整气输入到气缸10的燃烧室11内，引燃燃烧室11内的高稀释比率的可燃混合气。由于连接管道40连通重整反应机构30和气缸10的燃烧室11，在重整反应机构30发生重整反应时，迅速生本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种点燃式发动机，包括气缸和与所述气缸相连的缸盖，所述气缸内设有燃烧室，所述缸盖上设有与所述燃烧室相连的火花塞，其特征在于，还包括重整反应机构和连接管道；所述重整反应机构设置在所述缸盖内，用于使含氢原子的燃料发生重整反应，生成重整气；所述连接管道，连通所述重整反应机构和所述燃烧室；所述气缸上设有与所述连接管道相连的射流口，所述射流口设置在所述火花塞外围。/n

【技术特征摘要】
1.一种点燃式发动机，包括气缸和与所述气缸相连的缸盖，所述气缸内设有燃烧室，所述缸盖上设有与所述燃烧室相连的火花塞，其特征在于，还包括重整反应机构和连接管道；所述重整反应机构设置在所述缸盖内，用于使含氢原子的燃料发生重整反应，生成重整气；所述连接管道，连通所述重整反应机构和所述燃烧室；所述气缸上设有与所述连接管道相连的射流口，所述射流口设置在所述火花塞外围。


2.如权利要求1所述的点燃式发动机，其特征在于，所述重整反应机构包括重整反应腔、燃料供应组件和预热器件；所述燃料供应组件与所述重整反应腔相连，用于给所述重整反应腔提供含氢原子的燃料；所述预热器件与所述重整反应腔相连，用于提高所述重整反应腔的腔内温度；所述重整反应腔，与所述燃烧室通过所述连接管道相连。


3.如权利要求2所述的点燃式发动机，其特征在于，所述重整反应腔为环形反应腔，所述环形反应腔套设在所述火花塞外围。


4.如权利要求2所述的点燃式发动机，其特征在于，所述重整反应腔内壁上设有催化剂涂层。

【专利技术属性】
技术研发人员：杜家坤，陈泓，李钰怀，江枭枭，罗亨波，
申请(专利权)人：广州汽车集团股份有限公司，
类型：新型
国别省市：广东;44