发动机的燃烧控制方法及燃烧系统技术方案

本发明专利技术涉及一种发动机的燃烧控制方法及燃烧系统，发动机的燃烧控制方法包括：监测发动机输出的实时负荷；根据发动机的实时负荷划分多种喷油控制状态；以及响应于喷油控制状态，调节发动机的主燃机构开始喷油的第一时刻及发动机的扰动机构开始喷油的第二时刻，以调节发动机内的油气混合物的燃烧速度，使发动机在做功冲程中具有不同的热力循环模式，并提升做功冲程的缸压峰值和/或延长缸压峰值的持续时间，以提高热效率和功率密度，从而提升发动机的热工转化能力。燃烧系统包括发动机、采集单元及控制单元。单元及控制单元。单元及控制单元。

【技术实现步骤摘要】
发动机的燃烧控制方法及燃烧系统


[0001]本专利技术涉及柴油内燃机
，尤其涉及一种发动机的燃烧控制方法及燃烧系统。

技术介绍

[0002]柴油发动机相较于汽油发动机具有排放清洁，燃油经济性好，动力强劲，可靠性高等优点，被广泛应用于动力运输及特殊工况作业等众多领域中。
[0003]现有技术中的柴油机的燃烧过程主要采用等压循环(即狄塞尔循环)和/或等压
‑
等容循环(即沙巴特循环)两种热力循环模式，其中，等压循环模式多被用于低速柴油机(如船用的柴油机)上，等压
‑
等容循环多被用于高速柴油机(如大型货车及客车用的柴油机)上。
[0004]基于对现有技术中的柴油机的燃烧过程的分析，在燃烧过程的中后段，由于缺乏能量来源(即主燃室内的燃油被消耗)，因此，会导致发动机内的油气混合物的混合速度和/或燃烧速度会大幅降低，使发动机在做功冲程的等压循环阶段的维持时间较短，从而降低了发动机的热工转化能力，限制了发动机的热效率的提升。

技术实现思路

[0005]为解决现有技术中的以及其他方面的至少一种技术问题，本专利技术提供一种发动机的燃烧控制方法及燃烧系统。通过响应于喷油控制状态，调节发动机的主燃机构开始喷油的第一时刻及扰动机构开始喷油的第二时刻，使发动机在做功冲程中具有不同的热力循环模式，并提升发动机的做功冲程的缸压峰值和/或延长缸压峰值的持续时间。
[0006]本专利技术的一方面提供一种发动机的燃烧控制方法，包括：监测上述发动机输出的实时负荷；根据上述发动机的实时负荷划分多种喷油控制状态；以及响应于上述喷油控制状态，调节上述发动机的主燃机构开始喷油的第一时刻及上述发动机的扰动机构开始喷油的第二时刻，以调节上述发动机内的油气混合物的燃烧速度，使上述发动机在做功冲程中具有不同的热力循环模式，并提升上述做功冲程的缸压峰值和/或延长上述缸压峰值的持续时间。
[0007]根据本专利技术的实施例，根据上述发动机的实时负荷划分多种喷油控制状态，包括：根据上述发动机的实时负荷由小至大选取多个阈值；将至少一部分上述阈值中相邻的两个上述阈值之间限定的区间所对应的上述发动机的实时负荷的区间，划分为一个上述喷油控制状态；其中，上述喷油控制状态至少包括由小至大设置的第一负荷状态、第二负荷状态及第三负荷状态。
[0008]根据本专利技术的实施例，上述响应于上述喷油控制状态，调节上述发动机的主燃机构开始喷油的第一时刻及上述发动机的扰动机构开始喷油的第二时刻，以调节上述发动机内的油气混合物的燃烧速度，使上述发动机在做功冲程中具有不同的热力循环模式，并提升上述做功冲程的缸压峰值和/或延长上述缸压峰值的持续时间，包括：响应于上述发动机
处于上述第一负荷状态，上述第一时刻被配置在上述发动机的压缩冲程中的活塞运行至上止点之后，上述第二时刻被配置在上述发动机的曲轴转角位于CA10至CA50之间的时刻，以使上述发动机以等压循环模式工作。
[0009]根据本专利技术的实施例，上述响应于上述喷油控制状态，调节上述发动机的主燃机构开始喷油的第一时刻及上述发动机的扰动机构开始喷油的第二时刻，以调节上述发动机内的油气混合物的燃烧速度，使上述发动机在做功冲程中具有不同的热力循环模式，并提升上述做功冲程的缸压峰值和/或延长上述缸压峰值的持续时间，还包括：响应于上述发动机处于上述第二负荷状态，上述第一时刻被配置在上述发动机的压缩冲程中的活塞运行至上止点之前，使上述发动机以等压
‑
等容循环模式工作，上述第二时刻被配置在上述发动机的曲轴转角位于CA10的时刻。
[0010]根据本专利技术的实施例，发动机的燃烧控制方法还包括调节上述发动机的进气门的关闭时刻。
[0011]根据本专利技术的实施例，上述响应于上述喷油控制状态，调节上述发动机的主燃机构开始喷油的第一时刻及上述发动机的扰动机构开始喷油的第二时刻，以调节上述发动机内的油气混合物的燃烧速度，使上述发动机在做功冲程中具有不同的热力循环模式，并提升上述做功冲程的缸压峰值和/或延长上述缸压峰值的持续时间，还包括：响应于上述发动机处于上述第三负荷状态，上述第一时刻被配置在上述发动机的压缩冲程中的活塞运行至上止点之前，上述第二时刻被配置在上述发动机的曲轴转角位于CA50的时刻，并且，上述发动机的进气门的关闭时刻被配置成在上述发动机的进气冲程中活塞运行至下止点之后，使上述发动机以等压
‑
等容循环及米勒循环的混合模式工作。
[0012]本专利技术的另一方面提供一种燃烧系统，包括：发动机，包括：本体，上述本体内限定主燃室；主燃机构，被构造成向上述主燃室内喷射燃油，以使上述燃油在上述主燃室内与空气混合形成油气混合物；扰动机构，被构造成向上述主燃室内形成射流，以和上述油气混合物进一步混合，适用于调节上述气混合物的燃烧速度。采集单元，被构造成监测上述发动机的实时负荷；以及被构造成根据上述发动机的实时负荷划分多种喷油控制状态，并响应于上述喷油控制状态，调节上述发动机的主燃机构开始喷油的第一时刻及上述发动机的扰动机构开始喷油的第二时刻。
[0013]根据本专利技术的实施例，上述主燃机构设置于上述主燃室的中部，上述扰动机构设置于上述主燃室的径向的一侧。
[0014]根据本专利技术的实施例，上述本体包括缸套、安装于上述缸套内的活塞以及安装于上述缸套的开口位置的缸盖，上述缸盖、上述缸套及上述活塞之间限定上述主燃室。
[0015]根据本专利技术的实施例，上述扰动机构内限定扰动室，上述扰动室的容积被构造成小于或等于上述发动机的余隙容积的3％。
[0016]根据本专利技术提供的发动机的燃烧控制方法及燃烧系统，通过响应于喷油控制状态，调节发动机的主燃机构开始喷油的第一时刻及扰动机构开始喷油的第二时刻，可改变发动机的做功冲程中的燃烧过程，使发动机在不同的实时负荷条件下配置不同的热力循环模式。并且，还可调节发动机内的油气混合物的燃烧速度，以提升做功冲程的缸压峰值和/或延长缸压峰值的持续时间，以提高热效率和功率密度，从而提升发动机的热工转化能力。
附图说明
[0017]图1是根据本专利技术的一种示意性实施例的燃烧系统的结构示意图；
[0018]图2是根据本专利技术的是一种示意性实施例的发动机的燃烧控制方法的流程图；
[0019]图3是图2所示的示意性实施例在发动机处于第一负荷状态的示功图；
[0020]图4是图3所示的发动机处于第一负荷状态放热率曲线图；
[0021]图5是图2所示的示意性实施例在发动机处于第二负荷状态的示功图；
[0022]图6是图5所示的发动机处于第二负荷状态放热率曲线图；以及
[0023]图7是图2所示的示意性实施例在发动机处于第三负荷状态的示功图。
[0024]附图标记
[0025]1、进气门；
[0026]2、本体；
[0027]21、缸盖；
[0028]22、缸套；
[0029]23、活塞；
[0030]3、扰动机构；
[00本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种发动机的燃烧控制方法，其特征在于，包括：监测所述发动机输出的实时负荷；根据所述发动机的实时负荷划分多种喷油控制状态；以及响应于所述喷油控制状态，调节所述发动机的主燃机构开始喷油的第一时刻及所述发动机的扰动机构开始喷油的第二时刻，以调节所述发动机内的油气混合物的燃烧速度，使所述发动机在做功冲程中具有不同的热力循环模式，并提升所述做功冲程的缸压峰值和/或延长所述缸压峰值的持续时间。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述发动机的实时负荷划分多种喷油控制状态，包括：根据所述发动机的实时负荷由小至大选取多个阈值；将至少一部分所述阈值中相邻的两个所述阈值之间限定的区间所对应的所述发动机的实时负荷的区间，划分为一个所述喷油控制状态；其中，所述喷油控制状态至少包括由小至大设置的第一负荷状态、第二负荷状态及第三负荷状态。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述响应于所述喷油控制状态，调节所述发动机的主燃机构开始喷油的第一时刻及所述发动机的扰动机构开始喷油的第二时刻，以调节所述发动机内的油气混合物的燃烧速度，使所述发动机在做功冲程中具有不同的热力循环模式，并提升所述做功冲程的缸压峰值和/或延长所述缸压峰值的持续时间，包括：响应于所述发动机处于所述第一负荷状态，所述第一时刻被配置在所述发动机的压缩冲程中的活塞运行至上止点之后，所述第二时刻被配置在所述发动机的曲轴转角位于CA10至CA50之间的时刻，以使所述发动机以等压循环模式工作。4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述响应于所述喷油控制状态，调节所述发动机的主燃机构开始喷油的第一时刻及所述发动机的扰动机构开始喷油的第二时刻，以调节所述发动机内的油气混合物的燃烧速度，使所述发动机在做功冲程中具有不同的热力循环模式，并提升所述做功冲程的缸压峰值和/或延长所述缸压峰值的持续时间，还包括：响应于所述发动机处于所述第二负荷状态，所述第一时刻被配置在所述发动机的压缩冲程中的活塞运行至上止点之前，使所述发动机以等压
‑
等容循环模式工作，所述第二时刻被配置在所述发动机的曲轴转角位于CA10的时刻。5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，还...

【专利技术属性】
技术研发人员：邬斌扬，苏万华，王家勇，刘一泽，朱超沂，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：