基于柴油压缩点火触发的点火控制的双燃料燃烧系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于柴油压缩点起触发的点火控制的双燃料燃烧系统。在本发明专利技术的用于基于柴油压缩点火触发的点火控制的柴油-汽油双燃料预混合充量压缩点火燃烧系统的方法中，在预混合充量进气冲程中供应的空气（+EGR气体）和汽油燃料产生预混合环境，在之后的压缩点火冲程中在至少两个分步骤中喷射的柴油燃料产生柴油的压缩点火燃烧环境，并充当点火触发以产生火焰，在所述预混合充量进气冲程中喷射并产生预混合环境的汽油燃料在之后的燃烧膨胀冲程中燃烧，从而产生动力。因此，可以实现实际的柴油-汽油双燃料动力发动机，其能够解决由于难以控制点火正时和燃烧而导致的不稳定的燃烧以及限制动力性能的爆震问题。

【技术实现步骤摘要】
基于柴油压缩点火触发的点火控制的双燃料燃烧系统及其方法相关申请的交叉引用本申请要求2011年12月15日提交的韩国专利申请第10-2011-0135573号的优先权，该申请的全部内容结合于此用于通过该引用的所有目的。
本专利技术涉及一种柴油-汽油双燃料预混合充量压缩点火燃烧系统，其可解决当均质充量压缩点火通过下述方法而应用时所出现的问题，该方法是指用于基于柴油压缩点火触发的点火控制的柴油-汽油双燃料预混合充量压缩点火燃烧系统的方法，特别地，其可通过解决限制动力性能的爆震问题以及不稳定燃烧的问题而进行利用，所述爆震问题以及不稳定燃烧的问题由于难以控制点火正时以及难以控制在柴油-汽油双燃料预混合充量压缩点火燃烧系统中的点火所导致。
技术介绍
满足逐渐变得更严格的排放气体和CO2气体规定以及高燃料效率的要求的解决方法包括：实现柴油发动机和汽油发动机两者的优点的方法。例如，一种仅通过点火方式而不改变发动机结构的增加燃料的热效率以及增加输出功率的方法包括：对应于均质预混合充量压缩点火的均质充量压缩点火（HCCI）。其中HCCI控制方法应用于汽油发动机的汽油HCCI发动机可通过压缩点火和贫燃点火而提高燃料效率。其中HCCI控制方法应用于柴油发动机的柴油HCCI发动机具有如下优点：通过预混合点火而解决在PM/NOx生成和产生行为过程中所发生的换位现象（trade-offphenomenon），并因此抑制了PM/NOx的生成和产生。然而，考虑到上述HCCI控制方法的实践方面，相比于普通汽油发动机的燃烧方法和普通柴油发动机的燃烧方法，所述HCCI控制方法在燃烧性能的稳定保证方面具有极脆弱的局限性。例如，在不稳定的燃烧方面，在汽油HCCI和柴油HCCI两者中均难以控制点火正时和燃烧。此外，在超过允许范围的压力的过度增加方面，动力性能受限于在汽油HCCI中的高载荷区域中的爆震，且由于在柴油HCCI中的燃烧噪声，因此难以确保产品价值。另外，不能完全解决排放换位现象。另外，汽油HCCI伴随有NOx的增加，且柴油HCCI伴随有CO/HC的增加。特别地，在操作应用区域方面，由于在汽油HCCI和柴油HCCI中，可用的旋转速度（-3000RPM）和制动平均有效压力（BMEP；4至6bar）受限于低速/低载荷条件，因此具有的不利限制在于，当实际应用汽油HCCI和柴油HCCI时，操作区域极窄。公开于该
技术介绍
部分的信息仅仅旨在加深对本专利技术的一般
技术介绍
的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。
技术实现思路
本专利技术的各个方面致力于提供一种基于柴油压缩点火触发的点火控制的柴油-汽油双燃料预混合充量压缩点火燃烧系统，以及用于基于柴油压缩点火触发的点火控制的柴油-汽油双燃料预混合充量压缩点火燃烧系统的方法，所述柴油-汽油双燃料预混合充量压缩点火燃烧系统可以在其整个操作区域中结合，从而可以在低载荷区域中容易地确保点火效率和稳定的燃烧，并在高载荷区域中防止爆震。本专利技术的各个方面提供了一种基于柴油压缩点火触发的点火控制的柴油-汽油双燃料预混合充量压缩点火燃烧系统，其包括：高压缩比燃烧室、汽油喷射器、液滴柴油喷射器或点火柴油喷射器，所述高压缩比燃烧室具有介于汽油压缩比与柴油压缩比之间的压缩比，并形成在汽缸体与位于其顶部的汽缸盖之间，从而形成由于活塞的往复移动而导致的冲程循环；所述汽油喷射器用于喷射汽油燃料，使得汽油燃料与在所述燃烧室的预混合充量进气冲程中供应的空气和EGR气体一起产生预混合环境；所述液滴柴油喷射器用于喷射柴油燃料，使得柴油液滴在燃烧室的之后的压缩点火冲程中形成，所述点火柴油喷射器用于在所述液滴柴油喷射器喷射燃料之后立即形成柴油火焰以充当点火触发。所述基于柴油压缩点火触发的点火控制的柴油-汽油双燃料预混合充量压缩点火燃烧系统还可以包括：EGR系统，所述EGR系统配备涡轮增压器以与空气一起供应EGR气体，其中所述液滴柴油喷射器和点火柴油喷射器还包括用于供应柴油燃料的柴油燃料供应系统。所述液滴柴油喷射器和点火柴油喷射器可以由单个柴油喷射器实现，从而在不同喷射正时或一个喷射正时被控制。所述高压缩比燃烧室可以成形为类似于柴油燃烧室，并可以保持比汽油燃烧室更高的压缩比，以及保持比柴油燃烧室更低的压缩比。可以产生由于柴油液滴所导致的燃烧室环境，使得点火源空间均匀分布于所述燃烧室中，并且相应地汽油火焰的传播距离相对缩短。本专利技术的各个方面提供了一种用于基于柴油压缩点火触发的点火控制的柴油-汽油双燃料预混合充量压缩点火燃烧系统的方法，其包括冲程循环，所述冲程循环包括：预混合充量进气冲程、压缩点火冲程、燃烧膨胀冲程和排放冲程，在预混合充量进气冲程开始时间点，通过将与空气和EGR气体混合的汽油燃料供应至燃烧室中，用于预混合充量压缩点火的燃烧室的预混合环境被开始，之后，在预混合充量进气冲程完成时间点，完成预混合充量进气冲程；所述压缩点火冲程在所述预混合充量进气冲程完成的时间点开始，这之后，柴油燃料喷射至燃烧室直至压缩点火之前的时间点，或者在压缩点火时间点时柴油燃料再次喷射至燃烧室；在所述燃烧膨胀冲程中供应至燃烧室的汽油燃料通过柴油燃料的喷射而点火，并且汽油燃料的火焰传播至燃烧室的空间中；所述排放冲程返回至所述预混合充量进气冲程，其中在汽油燃料燃烧之后产生的燃烧气体被排出至外部。在所述预混合充量进气冲程中，EGR气体可以与空气和汽油燃料一起喷射，并且汽油燃料可以以空气和EGR气体的混合状态被混合。在所述预混合充量进气冲程中汽油燃料的喷射可以由汽油喷射器在汽缸盖端口外部进行。柴油燃料的喷射可以形成柴油液滴，使得点火源空间均匀分布于燃烧室中，并且汽油火焰的传播距离相对缩短，而柴油燃料的另一喷射可以充当在燃烧室中产生火焰的点火触发，以形成燃烧时间点。柴油燃料的喷射可以通过使用液滴柴油喷射器将柴油燃料直接喷射至燃烧室中来进行，或者柴油燃料的另一喷射可以通过使用点火柴油喷射器将柴油燃料直接喷射至燃烧室中来进行。所述液滴柴油喷射器和所述点火柴油喷射器可以由单个柴油喷射器实现，从而在不同喷射正时或一个喷射正时被控制。根据本专利技术，用于基于柴油压缩点火触发的点火控制的柴油-汽油双燃料预混合充量压缩点火燃烧系统的方法设法在低载荷区域中容易地确保点火效率，并在高载荷区域中防止HCCI爆震，从而能够提早实现基于柴油压缩点火触发的点火控制的柴油-汽油双燃料预混合充量压缩点火燃烧系统。根据本专利技术的各个方面，由于用于基于柴油压缩点火触发的点火控制的柴油-汽油双燃料预混合充量压缩点火燃烧系统的方法被实际应用于柴油-汽油双燃料预混合充量压缩点火燃烧系统，因此由于难以控制点火正时和燃烧而导致的不稳定的燃烧可得以防止。此外，防止了限制动力性能的爆震，并且防止了导致直接降低产品价值的燃烧噪声的压力的过度增加。另外，防止了导致NOx和CO/HC的增加的排放换位现象。另外，在极窄操作区域的限制可通过解决在低速/低载荷条件中的限制（例如大约3000RPM的发动机RPM以及4至6bar的制动平均有效压力（BMEP）的区域）而得以完全解决。通过纳入本文的附图以及随后与附图一起用于说明本专利技术的某些原理的具体实施方式，本专利技术的方法和装置所具有的其他特征和优点将更为具本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于柴油压缩点火触发的点火控制的柴油?汽油双燃料预混合充量压缩点火燃烧系统，其包括：高压缩比燃烧室，所述高压缩比燃烧室具有介于汽油压缩比与柴油压缩比之间的压缩比，并形成在汽缸体与位于其顶部的汽缸盖之间，从而形成对应于活塞的往复移动的冲程循环；汽油喷射器，所述汽油喷射器用于喷射汽油燃料，使得汽油燃料与在所述燃烧室的预混合充量进气冲程中供应的空气和EGR气体一起产生预混合环境；以及液滴柴油喷射器或者点火柴油喷射器，所述液滴柴油喷射器用于喷射柴油燃料，使得柴油液滴在燃烧室的之后的压缩点火冲程中形成，所述点火柴油喷射器用于在所述液滴柴油喷射器喷射燃料之后立即形成柴油火焰以充当点火触发。

【技术特征摘要】
2011.12.15 KR 10-2011-01355731.一种基于柴油压缩点火触发的点火控制的柴油-汽油双燃料预混合充量压缩点火燃烧系统，其包括：高压缩比燃烧室，所述高压缩比燃烧室具有介于汽油压缩比与柴油压缩比之间的压缩比，并形成在汽缸体与位于其顶部的汽缸盖之间，从而形成对应于活塞的往复移动的冲程循环；汽油喷射器，所述汽油喷射器用于喷射汽油燃料，使得汽油燃料与在所述燃烧室的预混合充量进气冲程中供应的空气和EGR气体一起产生预混合环境；以及液滴柴油喷射器和点火柴油喷射器，所述液滴柴油喷射器用于在喷射汽油燃料之后喷射柴油燃料，使得柴油液滴在燃烧室的之后的压缩点火冲程中形成，所述点火柴油喷射器用于在所述液滴柴油喷射器喷射燃料之后立即形成柴油火焰以充当点火触发。2.根据权利要求1所述的系统，其还包括：EGR系统，所述EGR系统配备涡轮增压器以与空气一起供应EGR气体，其中所述液滴柴油喷射器和点火柴油喷射器还包括用于供应柴油燃料的柴油燃料供应系统。3.根据权利要求1所述的系统，其中所述液滴柴油喷射器和点火柴油喷射器由单个柴油喷射器实现，从而在不同喷射正时或一个喷射正时被控制。4.根据权利要求1所述的系统，其中所述高压缩比燃烧室成形为类似于柴油燃烧室，并保持比汽油燃烧室更高的压缩比，以及保持比柴油燃烧室更低的压缩比。5.根据权利要求1所述的系统，其中产生由于柴油液滴所导致的燃烧室环境，使得点火源空间均匀分布于所述燃烧室中，并且相应地汽油火焰的传播距离相对缩短。6.一种用于基于柴油压缩点火触发的点火控制的柴油-汽油双燃料预混合充量压缩点火燃烧系统的方法...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔坮，奇旼莹，朴昇一，李兴雨，池尧汉，
申请(专利权)人：现代自动车株式会社，
类型：发明
国别省市：