[发明专利]均质压燃式内燃机及其控制系统和控制方法

说明书

本发明公开了一种均质压燃式内燃机及其控制系统和控制方法，内燃机包括气缸和汽缸盖，在气缸内、活塞上方设有一燃烧室，在汽缸盖上、燃烧室上方设有一能够在汽缸盖上纵向移动并定位的燃烧室容积即时调节柱，所述燃烧室容积即时调节柱的上端伸出汽缸盖外，下端与汽缸盖内壁处于同一平面；在燃烧室容积即时调节柱上端设有与其相连接的传动机构，所述传动机构与发动机的电子控制器电联接。本发明得到的均质压燃式内燃机及其控制系统，通过传动机构带动燃烧室上方的燃烧室容积即时调节柱进行移动，使燃烧室容积即时调节柱进入到燃烧室内，从而改变燃烧室的容积，实现在各种不同的转速下，发动机依然能够压燃的目的。

技术领域

本发明涉及一种内燃机，具体涉及一种均质压燃式内燃机及其控制系统和控制方法。

背景技术

一般来说，内燃机的工作进程包括进气行程、压缩行程、做功行程和排气行程。在做功行程中，发动机通过火花塞产生电火花将气缸内的可燃混合器点燃并迅速着火燃烧，通过气体燃烧时所产生的气压，活塞由上止点向下止点运动，并通过连杆驱动曲轴旋转向外输出做功。现有的内燃机按点火方式分有两类：一是点燃式，如现在普遍使用的汽油发动机；二是压燃式，如现在普遍使用的柴油发动机。实践证明，压燃式内燃机的效率比点燃式内燃机的效率高很多。但多年以来，汽油发动机都是点燃式，而不是压燃式。

均质压燃式内燃机，即是燃料与空气均匀混合，且以压燃方式做功的内燃机。均质压燃式内燃机在做功过程中，发动机不同的动力输出以及不同转速下，所进入汽缸的混合气体的量不同，温度也有一定变化，其压燃点也就相应不同，而现有技术不能实现对不同动力输出和不同转速、不同进气温度的状况下，对汽缸内混合燃汽的理想压燃时点进行适时调节。故对于均质压燃式内燃机，急需一种能够适时调节压燃时点的方案，使得发动机在不同动力输出和不同转速、不同进气温度下，都能够实现在我们理想的压燃时点压燃。

另外，在排气行程中，排气终了时气缸内还存有少量高温、高压的废气，它的残留大大增加了内燃机在做功行程时发生爆震的机率，同时增加了内燃机在做功行程燃烧不充分、内燃机的效率低、积碳高、对环境污染较大等不足。在冷启动时，内燃机的缸体温度和外界空气的温度较低，导致进入气缸内的混合气内能较低，从而对内燃机压燃时的压缩比相对较高，而不能实现冷启动时压燃的情况。而且，由于没有废气热能对液体燃料进行蒸馏，从而导致混合气进行均质混合难以达到最佳状态。

发明内容

针对上述现有技术的不足，本发明所要解决的技术问题是：

现有内燃机不能实时地调节燃烧室容积，不能满足发动机在不同转速下，都能够实现压燃的目的。同时，在排气行程中，排气终了时气缸内还存有少量高温、高压的废气，它的残留大大增加了内燃机在做功行程时发生爆震的机率，同时增加了内燃机在做功行程燃烧不充分；在冷启动时，混合气内能较低，从而对内燃机压燃时的压缩比相对较高，而不能实现冷启动时压燃。

为了解决上述技术问题，本发明采用了如下的技术方案：

一种均质压燃式内燃机，它包括气缸和汽缸盖，在气缸内、活塞上方设有一燃烧室，其特征在于，在汽缸盖上、燃烧室上方设有一能够在汽缸盖中旋转而纵向移动并定位的燃烧室容积即时调节柱，所述燃烧室容积即时调节柱密封地装配在汽缸盖上，且其上端伸出汽缸盖外与传动机构相连接，所述传动机构与电子控制器电联接；所述燃烧室容积即时调节柱下端为能够伸入至燃烧室内的燃烧室容积控制端，其在传动机构的带动下旋转而定位伸入燃烧室内，通过其伸入燃烧室内不同长度来改变燃烧室的容积。使用时，电子控制器根据发动机转速和负荷需求，以及混合气的温度和流量，对比存储其中的实验预设值，适时的作出指令，使燃烧室容积即时调节柱向上、下移动相应的距离，以改变燃烧室的容积，实现燃烧室容积的即时调整，从而改变混合气的压缩比，使发动机不论转速和负荷如何变化，都能实现在理想的时点压燃做功的目的。

进一步的，所述燃烧室容积即时调节柱由耐高温硬质金属构成。