【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及内燃机领域，具体涉及到适用于液氨-柴油缸内直喷式内燃机的高效点火控制方法。
技术介绍
1、氨以其低储运成本和高辛烷值的优势，被认为是极具发展前景的内燃机替代燃料。然而，氨燃料具有火焰传播速度低、点火延迟时间长、自燃温度高和可燃范围窄的特点，为了改善氨在内燃机中的低可燃性，研究者们提出了氨-柴油双燃料燃烧的优化策略。
2、目前，氨-柴油双燃料内燃机根据氨的供给方式，可以分为低压喷射双燃料(lpdf)燃烧模式和高压喷射双燃料(hpdf)燃烧模式两种。对于低压喷射双燃料(lpdf)燃烧模式，低压气态/液态氨在进气道与空气混合后进入气缸，在气缸内形成氨-空气混合物，随后被柴油喷雾引燃。对于高压喷射双燃料(hpdf)燃烧模式，高压液氨在柴油喷射后直接喷入气缸，随后被柴油喷雾引燃。
3、与lpdf燃烧模式相比，hpdf燃烧模式具有提高充量系数、压缩比、氨替代率和降低氨逃逸的潜力。研究表明，氨-柴油hpdf发动机的点火-燃烧过程与液氨喷雾-柴油喷雾的交互直接相关。由于氨的自燃温度高达924k，需使柴油喷雾火焰的高温区与液氨喷雾交互，以保证点火成功率和燃烧效率。在内燃机运行过程中，负荷会影响喷油量与喷射压力，从而改变液氨喷雾与柴油喷雾的交互区域，但现有专利均不涉及内燃机缸内液氨喷雾与柴油喷雾交互的动态优化。
技术实现思路
1、基于以上背景，本专利技术的目的在于提供适用于液氨-柴油缸内直喷式内燃机的高效点火控制方法，实现双燃料内燃机的变工况稳定运行，保证点火成功
2、为实现上述目的，本专利技术提供以下技术方案：
3、一种高效点火控制方法，适用于液氨-柴油缸内直喷式内燃机：
4、所述内燃机包括：缸盖、气缸套、活塞、电控单元以及测量内燃机状态参数的各类传感器，所述缸盖设置在所述气缸套上，所述活塞活动设置在所述气缸套的内腔，所述缸盖上设有柴油喷油器和液氨喷油器，所述柴油喷油器和所述液氨喷油器的喷嘴伸入所述气缸套的内腔，所述电控单元控制信号连接所述柴油喷油器和所述液氨喷油器，以及控制信号连接各类传感器；
5、所述电控单元根据所述传感器收集的各项参数判断所述内燃机当前所处的运行阶段；
6、根据所述内燃机当前所处的运行阶段选择合适的燃料喷射模式，其中，
7、当所述内燃机处于启动阶段或怠速阶段时，采用纯柴油模式运行；当所述内燃机处于中低负荷阶段时，采用低掺氨模式运行；当所述内燃机处于高负荷阶段时，采用高掺氨模式运行。
8、如上所述的高效点火控制方法，进一步地：
9、所述纯柴油模式在所述活塞运到上止点前10°-上止点后10°时，所述电控单元控制所述柴油喷油器喷射，所述电控单元根据所述传感器收集的各项参数计算所需的柴油喷射量和喷射压力。
10、如上所述的高效点火控制方法，进一步地：
11、所述低掺氨模式的液氨喷射量占燃料总能量分数30％-60％，所述低掺氨模式在活塞运到上止点前0°-10°时，所述电控单元控制所述柴油喷油器主喷，占柴油喷射量的70％-90％；在活塞运到上止点前5°-上止点后15°时，所述电控单元控制所述液氨喷油器主喷；在所述活塞运到上止点后15°-20°时，所述电控单元控制所述柴油喷油器后喷，占柴油喷射量的10％-30％。
12、如上所述的高效点火控制方法，进一步地：
13、所述高掺氨模式的液氨喷射量占燃料总能量分数60％-95％，在所述活塞运到上止点前5°-10°时，所述电控单元控制所述柴油喷油器预喷，占柴油喷射量的50％-70％；在所述活塞运到上止点前5°-上止点后15°时，所述电控单元控制所述液氨喷油器主喷；在所述活塞运到上止点后15°-20°时，所述电控单元控制所述柴油喷油器后喷，占柴油喷射量的30％-50％。
14、如上所述的高效点火控制方法，进一步地：
15、当所述内燃机采用低掺氨模式或高掺氨模式时，所述电控单元根据所述传感器收集的各项参数计算所需的喷油量，并根据实验标定获得的半经验公式计算柴油喷雾的火焰抬升高度。
16、如上所述的高效点火控制方法，进一步地：
17、通过调整柴油喷射压力，使柴油喷雾火焰的高温区与液氨喷雾交互，从而保证点火效果。
18、如上所述的高效点火控制方法，进一步地：
19、所述电控单元监测到所述内燃机负荷改变时，判断是否需要切换燃料喷射模式，若燃料喷射模式无需变化，则重新计算喷油量，调整柴油喷射压力以实现液氨喷雾与柴油喷雾交互的动态优化。
20、如上所述的高效点火控制方法，进一步地：
21、所述电控单元根据尾气中的氨浓度计算氨逃逸率，当氨逃逸率超出阈值时，增加柴油后喷量，以提高氨的燃烧效率。
22、如上所述的高效点火控制方法，进一步地：
23、不同负荷下的液氨喷射量、柴油喷射量可以通过标定实验获得map图并储存在所述电控单元中，再根据所述内燃机的实际运行工况进行修正。
24、如上所述的高效点火控制方法，进一步地：
25、所述缸盖上还设有进气门和排气门，所述进气门和所述排气门对应分别安装有进气阀和排气阀，所述电控单元控制信号连接所述进气阀和所述排气阀。
26、本专利技术与现有技术相比，其有益效果在于：
27、(1)基于内燃机状态参数自动选择合适的燃料喷射模式，实现双燃料内燃机的变工况稳定运行。
28、(2)当内燃机处于双燃料喷射模式时，可以根据内燃机状态参数调整喷油量和喷射压力，实现内燃机缸内液氨喷雾与柴油喷雾交互的动态优化，保证点火成功率和燃烧效率。
29、(3)有效解决氨燃料在压燃式内燃机中着火困难的问题。
30、(4)不仅适用于液氨-柴油内燃机，同样适用于其他类型的液氨-液体燃料内燃机，如液氨-甲醇内燃机。
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1.一种高效点火控制方法，适用于液氨-柴油缸内直喷式内燃机，其特征在于：
2.根据权利要求1所述的高效点火控制方法，其特征在于：
3.根据权利要求1所述的高效点火控制方法，其特征在于：
4.根据权利要求1所述的高效点火控制方法，其特征在于：
5.根据权利要求3至4任一所述的高效点火控制方法，其特征在于：
6.根据权利要求5所述的高效点火控制方法，其特征在于：
7.根据权利要求6所述的高效点火控制方法，其特征在于：所述电控单元监测到所述内燃机负荷改变时，判断是否需要切换燃料喷射模式，若燃料喷射模式无需变化，则重新计算喷油量，调整柴油喷射压力以实现液氨喷雾与柴油喷雾交互的动态优化。
8.根据权利要求7所述的高效点火控制方法，其特征在于：
9.根据权利要求2至4任一所述的高效点火控制方法，其特征在于：
10.根据权利要求1所述的高效点火控制方法，其特征在于：所述缸盖上还设有进气门和排气门，所述进气门和所述排气门对应分别安装有进气阀和排气阀，所述电控单元控制信号连接所述进气阀和所述
...【技术特征摘要】
1.一种高效点火控制方法，适用于液氨-柴油缸内直喷式内燃机，其特征在于：
2.根据权利要求1所述的高效点火控制方法，其特征在于：
3.根据权利要求1所述的高效点火控制方法，其特征在于：
4.根据权利要求1所述的高效点火控制方法，其特征在于：
5.根据权利要求3至4任一所述的高效点火控制方法，其特征在于：
6.根据权利要求5所述的高效点火控制方法，其特征在于：
7.根据权利要求6所述的高效点火控制方法，其特征在于：所述电控单元监...
【专利技术属性】
技术研发人员：李军，张俊卿，邓立生，李兴，黄宏宇，
申请(专利权)人：中国科学院广州能源研究所，
类型：发明
国别省市：
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