[发明专利]一种双燃料压燃式四冲程发动机及燃烧控制方法

说明书

本发明提供一种双燃料压燃式四冲程发动机及燃烧控制方法，属于内燃机燃烧领域。在缸盖上设置缸内直喷第一燃料喷嘴和/或在进气道上设置进气道第一燃料喷嘴，在缸盖上设置缸内直喷第二燃料喷嘴。在所有类别的喷嘴都设置的状态下，低负荷时，第一燃料和第二燃料通过缸内直喷喷嘴供给燃料，提高热效率；中负荷时，进气道第一燃料喷嘴和缸内直喷第二燃料喷嘴供给燃料，降低NOx的生成；高负荷时，第一燃料和第二燃料的所有喷嘴都进行燃料供给，控制爆震。实现全工况范围内的高效清洁燃烧，优化能源结构。

技术领域

本发明涉及一种双燃料压燃式四冲程发动机及燃烧控制方法，属于内燃机燃烧领域。

背景技术

能源和环境问题日益突出，预混合压燃的低温燃烧可以提高发动机的热效率，并降低NOx排放。但预混合压燃的着火正时受环境条件和发动机工况影响，难以可靠控制。另外，其工况范围小，冷启动和低负荷会产生过多的HC和CO，高负荷又会产生爆震。

单一燃料的发动机难以满足能源多元化的需求，而且单一燃料的燃烧特性具有局限性，限制了发动机的性能提升。

发明内容

本发明公开了一种双燃料压燃式四冲程发动机及燃烧控制方法。设置缸内直喷和进气道喷射喷嘴，调整喷射策略等措施，实现压燃式四冲程发动机全工况范围内的高效清洁燃烧，优化能源结构。

本发明采用的技术方案是：一种双燃料压燃式四冲程发动机，包括进气道、排气道和燃烧室，在缸盖上设置缸内直喷第一燃料喷嘴和/或在所述进气道上设置进气道第一燃料喷嘴，在缸盖上设置缸内直喷第二燃料喷嘴；发动机着火方式是以缸内直喷第二燃料喷嘴的射流触发缸内燃料燃烧。

进一步地，气缸盖底部、排气阀底部、活塞顶面和火力岸以及活塞环接触不到的缸套上部喷有绝热涂层和/或活塞顶部选择绝热材料。

进一步地，缸内直喷燃料喷嘴采用高扰动喷嘴。

进一步地，缸内直喷燃料采用多次喷射。

进一步地，采用可变气门技术。

进一步地，采用废气再循环技术。

进一步地，第二燃料为易压燃的烃类、醚类及其混合物；当第一燃料为柴油、醚类、或含有柴油的混合燃料、或含有醚类的混合燃料时，其燃料喷嘴只能选择缸内直喷喷嘴，压缩比设置为主燃料不能被直接压燃的临界压缩比，进行预混合压燃。

一种双燃料压燃式四冲程发动机的燃烧控制方法，所述发动机在进气道和缸盖上同时装有易雾化的第一燃料喷嘴，在缸盖上装有缸内直喷第二燃料喷嘴的状态下，压缩比设置为主燃料不能被直接压燃的临界压缩比，采用缸内直喷第二燃料射流点火的预混合压燃方式；或者在所有工况采用预混合-扩散协同燃烧方式；或者依据工况大小进行如下控制：

低负荷时，使用缸内直喷第一燃料喷嘴和缸内直喷第二燃料喷嘴供给燃料；

中负荷时，使用进气道第一燃料喷嘴和缸内直喷第二燃料喷嘴供给燃料；

高负荷时，使用进气道第一燃料喷嘴，缸内直喷第一燃料喷嘴和缸内直喷第二燃料喷嘴供给燃料。

冷启动时，采用可变气门技术提高压缩比。

本发明的有益效果是：这种双燃料压燃式四冲程发动机，在进气道和缸盖上同时装有易雾化的第一燃料喷嘴，在缸盖上装有缸内直喷第二燃料喷嘴的状态下，压缩比设置为主燃料不能被直接压燃的临界压缩比，采用缸内直喷第二燃料射流点火的预混合压燃方式；或者在所有工况采用预混合-扩散协同燃烧方式；或者不同的工况时进行分工况的喷射策略，实现不同的燃烧模式。从而实现全工况范围内的高效清洁燃烧，优化能源结构。

附图说明