一种抑制汽油机爆震的燃烧组织方法及系统技术方案

本发明专利技术涉及发动机领域，特别是涉及一种抑制汽油机爆震的燃烧组织方法及系统。一种抑制汽油机爆震的燃烧组织方法，包括：将氨气喷入气缸，以在气缸壁周围形成高自燃点燃料混合气；将汽油喷入气缸，以在火花塞附近形成高能量密度燃料混合气；所述高自燃点燃料混合气和所述高能量密度燃料混合气在汽油机气缸内部形成分层混合气；其中，所述高自燃点燃料为氨气，所述高能量密度燃料为汽油。上述燃烧组织方法及系统，通过在汽油机气缸内形成汽油

【技术实现步骤摘要】
一种抑制汽油机爆震的燃烧组织方法及系统


[0001]本专利技术涉及发动机领域，特别是涉及一种抑制汽油机爆震的燃烧组织方法及系统。

技术介绍

[0002]随着“双碳”目标的推进，发动机领域面临着诸多的挑战，发动机的技术发展向着低碳化和高效率方向不断进步。随着小型增压发动机技术的流行，发动机的压缩比越来越高，对热效率的要求也越来越高，而阻碍发动机热效率提升的最大问题就是汽油机的爆震问题。汽油机的爆震问题源于末端未燃气体受高温高压的影响在火焰前锋面到达前发生自燃，剧烈的自燃现象引起缸内压力急剧升高，同时在气缸内生成压力波和压力振荡，造成缸体剧烈振动，轻则影响功率输出，重则损坏机体。此外，随着混合动力技术得到市场的青睐和政策的支持，热效率越来越成为发动机的重要属性，同时由于车辆的驱动单元转为电机，整车对发动机动力性能的要求逐渐降低。因此，采取有效的技术手段抑制汽油机爆震成为重要问题。
[0003]现有技术在实际应用中，往往采用推迟点火角的方法来抑制爆震，这种方法的燃烧相位推后，以损失热效率为代价，得不偿失。

技术实现思路

[0004]基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种抑制汽油机爆震的燃烧组织方法及系统，通过在气缸内形成汽油
‑
氨气的分层混合气，降低混合气的自燃倾向，从而抑制爆震。
[0005]一种抑制汽油机爆震的燃烧组织方法，包括：
[0006]将氨气喷入气缸，以在气缸壁周围形成高自燃点燃料混合气；
[0007]将汽油喷入气缸，以在火花塞附近形成高能量密度燃料混合气；
[0008]所述高自燃点燃料混合气和所述高能量密度燃料混合气在汽油机气缸内部形成分层混合气；
[0009]其中，所述高自燃点燃料为氨气，所述高能量密度燃料为汽油。
[0010]在其中一个实施例中，所述燃烧组织方法还包括：
[0011]通过调节所述高自燃点燃料混合气和所述高能量密度燃料混合气的比例，对爆震实现不同程度的抑制。
[0012]在其中一个实施例中，氨气以气态形式或者液态形式喷入气缸。
[0013]在其中一个实施例中，以缸内直喷或者进气道喷射的方式喷入氨气。
[0014]在其中一个实施例中，以缸内直喷的方式喷入汽油。
[0015]一种抑制汽油机爆震的燃烧系统，包括：
[0016]氨气喷射装置，用于将氨气喷入气缸，以在气缸壁周围形成高自燃点燃料混合气；
[0017]汽油喷射装置，用于将汽油喷入气缸，以在火花塞附近形成高能量密度燃料混合气；
[0018]其中，所述高自燃点燃料为氨气，所述高能量密度燃料为汽油，所述高自燃点燃料混合气和所述高能量密度燃料混合气在汽油机气缸内部形成分层混合气。
[0019]在其中一个实施例中，所述燃烧系统还包括：
[0020]调节控制装置，分别与所述氨气喷射装置和所述汽油喷射装置连接，用于调节所述高自燃点燃料混合气和所述高能量密度燃料混合气的比例，以对爆震实现不同程度的抑制。
[0021]在其中一个实施例中，所述氨气喷射装置为氨气缸内直喷装置。
[0022]在其中一个实施例中，所述氨气喷射装置为氨气进气道喷射装置。
[0023]在其中一个实施例中，所述汽油喷射装置为汽油缸内直喷装置。
[0024]上述抑制汽油机爆震的燃烧组织方法及系统，通过在汽油机气缸内形成汽油
‑
氨气的分层混合气，在火花塞周围区域分布着汽油
‑
空气混合气，有利于点火过程及火核的发展，从而保证燃烧质量；在容易发生自燃的末端高温未燃区域，氨气的存在降低了混合气的自燃倾向，从而抑制了爆震。
附图说明
[0025]图1为一个实施例中抑制汽油机爆震的燃烧组织方法的流程图；
[0026]图2为一个实施例中抑制汽油机爆震的燃烧系统的示意图；
[0027]图3为另一个实施例中抑制汽油机爆震的燃烧系统的示意图；
[0028]图4为又一个实施例中抑制汽油机爆震的燃烧系统的示意图；
[0029]图5为再一个实施例中抑制汽油机爆震的燃烧系统的示意图；
[0030]其中：201
‑
进气道，202
‑
进气门，211
‑
进气道气体喷射器，212
‑
气体直喷器，213
‑
氨水直喷器，220
‑
缸内直接喷油器，205
‑
火花塞，206
‑
排气道，207
‑
排气门，208
‑
活塞。
具体实施方式
[0031]为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利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于解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。
[0032]图1为一个实施例中抑制汽油机爆震的燃烧组织方法的流程图，如图1所示，一种抑制汽油机爆震的燃烧组织方法，包括：
[0033]S110，将氨气喷入气缸，以在气缸壁周围形成高自燃点燃料混合气；
[0034]S120，将汽油喷入气缸，以在火花塞附近形成高能量密度燃料混合气；
[0035]S130，所述高自燃点燃料混合气和所述高能量密度燃料混合气在汽油机气缸内部形成分层混合气；
[0036]其中，所述高自燃点燃料为氨气，所述高能量密度燃料为汽油。
[0037]具体地，氨气是一种广泛使用的工业原料，制备简单，成本低廉。随着发动机低碳化发展，氨气作为一种零碳可燃气体，其燃烧后的产物为氮气和水，因此氨气具有成为发动机清洁燃料的潜力，但氨气燃烧速度较慢，单独燃用不符合高速发动机的需求。氨气的自燃温度高达651.1℃，而汽油的自燃温度为228～501℃。显然，氨气更不易自燃，且其燃烧速度较慢，在内燃机内燃烧不易发生爆震。
[0038]进一步地，首先，可以将氨气通过缸内直喷或进气道喷射的方式首先喷入气缸内，以在气缸壁周围形成高自燃点混合气；之后，通过缸内直喷的形式喷入汽油，以在火花塞附近形成高能量密度燃料混合气。这样，在气缸内形成分层可燃混合气，从而实现高压缩比下的高效清洁燃烧。由于气缸壁周围的高自燃点燃料混合气抗爆性好且能量密度小，可实现有效的抑制爆震效果；同时火花塞附近的高能量密度混合气可以加速燃烧抑制爆震，更能确保发动机的快速响应特性以及良好的燃烧相位。即使存在未能完全燃烧的高自燃点燃料气体，其也可由排气系统中的后处理装置收集，以还原发动机燃烧生成的氮氧化物。因此，本专利技术可以有效抑制高压缩比发动机的爆震现象，从而为发动机节能减排提供重要支撑。并且，本专利技术的实现成本低，能够对现有发动机产品的技术升级提供有力支持，产业化前景良好。
[0039]在其中一个实施例中，所述燃烧组织方法还包括：
[0040]通过调节所述高自燃点燃料混合气和所述高能量密度燃料混合气的比例，对爆震实现不同程度的抑制。
[0041]本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种抑制汽油机爆震的燃烧组织方法，其特征在于，包括：将氨气喷入气缸，以在气缸壁周围形成高自燃点燃料混合气；将汽油喷入气缸，以在火花塞附近形成高能量密度燃料混合气；所述高自燃点燃料混合气和所述高能量密度燃料混合气在汽油机气缸内部形成分层混合气；其中，所述高自燃点燃料为氨气，所述高能量密度燃料为汽油。2.根据权利要求1所述的燃烧组织方法，其特征在于，还包括：通过调节所述高自燃点燃料混合气和所述高能量密度燃料混合气的比例，对爆震实现不同程度的抑制。3.根据权利要求1所述的燃烧组织方法，其特征在于，氨气以气态形式或者液态形式喷入气缸。4.根据权利要求1所述的燃烧组织方法，其特征在于，以缸内直喷或者进气道喷射的方式喷入氨气。5.根据权利要求1所述的燃烧组织方法，其特征在于，以缸内直喷的方式喷入汽油。6.一种抑制汽油机爆震的燃烧系统，其特征在于，包括...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯坚，孟硕，刘华，王峥，赵水平，钟宇，袁启文，任岩，
申请(专利权)人：南昌济铃新能源科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：