[发明专利]汽油预混、柴油引燃发动机及其控制方法

说明书

技术领域

本发明属于汽车领域，涉及一种发动机，具体地说是一种汽油预混、柴油引燃发动机及其控制方法。

背景技术

目前，由于内燃机是热效率最高，单位体积和单位重量功率最大的原动机，因此，内燃机仍然是目前普遍应用的动力装置。由于内燃机以石油作为燃料，而世界石油含量早已成递减趋势，尤其是我国，石油含量本就不高，并且随着开采量的不断增加，我国现有的石油量越来越少，因此现在我国采用进口石油来满足生产生活的需要。据统计，2006年我国石油进口依赖度已达47％，其中，内燃机的石油消费量就约占我国石油总消费量的66%以上。

我国目前的内燃机的燃烧效率却很低，一般为30%—40%，能源利用率与国外先进机型相比要低20％左右，因此每年多耗油3000万吨以上，相当于我国年石油消费量的六分之一；同时石油燃烧会产生大量的有害物质，例如未燃碳氢化合物（HC）、一氧化碳（CO）、醛类化合物、氮氧化物（NOx）及微粒物（Soot）等，其中HC与NOx在太阳光照射下会引起光化学反应，形成光化学烟雾，刺激眼睛和喉咙，阻碍植物生长；同时内燃机排出的微粒物（PM）一般小于1微米，可吸入到人肺的底部，微粒中包含的多环芳烃，如苯并芘是致癌物质，严重威胁人的健康。

针对上述存在的环境污染问题，内燃机都需要借助于 “尾气净化设备”，随着对排放要求的不断提高，后处理设备也变得愈来愈复杂，相对应的价格也在不断上涨，目前好的后处理设备费用大约占原发动机成本的40-90%。尤其后处理设备经常需要消耗大量的贵金属，而世界贵金属资源非常有限，因此又造成了贵金属资源的短缺和费用的增加。

发明内容

为解决现有技术中存在的不足，本发明提供了一种能够有效增加内燃机燃烧效率，同时降低污染物排放的、成本低的汽油预混、柴油引燃发动机。

为实现上述目的，本发明的汽油预混、柴油引燃发动机，包括对发动机状态进行采集的信息采集单元、接收信息采集单元采集的发动机状态信息以对发动机进行控制的主控单元、高压柴油泵、柴油机，在柴油机的气缸内设有由高压柴油泵泵送燃料的柴油喷油器；柴油机气缸的入气口和出气口分别连接有进气管道和排气管道，在柴油机的入气口上设有对入气口进行开闭操作的进气门；在进气管道内设有由汽油电子泵泵油、向进气管道内喷油的汽油喷油器，还包括由主控单元控制的、对汽油电子泵和汽油喷油器进行控制的汽油喷射控制单元。

作为对发明的限定，所述柴油高压泵通过柴油共轨连接柴油喷油器，汽油电子泵通过汽油共轨连接汽油喷油器。

作为对本发明的进一步限定，所述排气管道依次通过涡轮增压器的涡轮、前消音器、后消音器连接外部空气；所述的进气管道依次通过进气中冷器、与涡轮同轴的叶轮、空气滤清器连接外部空气。

作为对本发明的更进一步限定，所述空气滤清器与叶轮之间的连接管道上还分别设置有用于检测进气流量的进气流量计和用于检测进气温度的温度传感器，所述进气流量计与温度传感器的信号输出端与主控单元的信号输入端相连。

作为对本发明的另一种限定，在连通排气管道和进气管道的管路上顺次设有EGR阀门和EGR中冷器。

本发明的另一目的是提供一种控制上述汽油预混、柴油引燃发动机的控制方法，该方法包括以下步骤：

（1）主控单元接收信息采集单元采集到的发动机状态信息并判断发动机是否处于汽油预混、柴油引燃的工况；

（2）压燃燃料：主控单元控制进气门打开，并控制高压柴油泵向柴油喷油器泵油，并将柴油喷油器喷出的燃料压燃：

非汽油预混、柴油引燃的工况：在发动机处于非汽油预混、柴油引燃工况的冷启动、怠速及中高速全负荷运行的工况时，主控单元控制压燃燃料；

汽油预混、柴油引燃的工况：在发动机处于汽油预混、柴油引燃的工况时，主控单元在进气门打开前发出控制信号给汽油喷射控制单元，使汽油喷射控制单元控制汽油电子泵通过汽油喷射器向进气管道中喷射汽油后，压燃燃料。具体的，该压燃燃料的过程为：进气门打开，汽油均质混合气进入气缸，在压缩行程主控单元根据发动机工况将柴油高压喷入气缸，压燃柴油引燃汽油均质混合气；

（3）重复步骤（1）和步骤（2）。

作为对上述方法的限定，所述步骤（1）中采集到的发动机状态信息包括发动机凸轮轴转速信息和曲轴转速信息。

作为对上述方法的进一步限定，所述步骤（2）中，发动机处于的汽油预混、柴油引燃的工况包括：

a、发动机处于负荷率为0%—25%的小负荷工况；