[发明专利]一种带有天然气高低压混合喷射和预燃室的柴油微喷引燃天然气发动机燃烧组织方法

说明书

本发明的目的在于提供一种带有天然气高低压混合喷射和预燃室的柴油微喷引燃天然气发动机燃烧组织方法，低负荷工况时，高压天然气喷射阀高压直喷的天然气量占每循环所喷射的天然气总量的比例大于50％，柴油喷射正时在上止点前15‑25°CA；中等负荷工况时，通过进气歧管进气预混的天然气量占每循环所喷射的天然气总量的比例应在60‑70％，柴油喷射提前角在上止点前10‑20°CA；高负荷工况时，通过进气歧管进气预混的天然气量占每循环所喷射的天然气总量的比例应在80‑90％，柴油喷射正时在上止点前5‑15°CA。本发明实现了对缸内混合气浓度分层梯度的控制，改善了发动机在不同工况下无法兼顾排放性和动力性的缺陷，提高了不同工况下天然气发动机排放性。

技术领域

本发明涉及的是一种燃烧控制方法，具体地说是天然气发动机燃烧控制方法。

背景技术

由于传统石油燃料的日益枯竭,天然气这种高效清洁的燃料渐渐被世界各国所重视。虽然天然气具有高效清洁，价格低廉的优点，但由于天然气的燃点比汽油、柴油等燃料要高，导致点燃天然气所需的能量较高，火焰传播速度相对较低，从而降低了发动机的燃烧效率，影响发动机的排放性与动力性。

典型的电控多点喷射式天然气发动机如美国SPI公司为Benz公司改装的OM352天然气发动机、德国MAN公司的MAN28/32天然气发动机等，通过将天然气喷入进气岐管与空气形成均匀稀薄预混合气后进入气缸。这类天然气发动机不仅避免了气门重叠过程中气体燃料随排气排出，而且有利于混合气的分层燃烧，实现稀薄燃烧。但是对于低负荷工况，电控多点式天然气发动机动力性相对较差。

芬兰Wartsila公司、挪威Trondheim大学等都采用过缸内直喷式天然气发动机，通过将天然气直接喷入气缸形成较浓的混合气分布。这类天然气发动机提高了天然气发动机的热效率，易于实现对稀薄燃烧和燃烧过程的控制，提高动力性。但是对于中高负荷工况，缸内直喷式天然气发动机的排放性相对较差。

发明内容

本发明的目的在于提供可实现对缸内混合气浓度分层梯度的控制，通过预燃室柴油喷射量和喷射正时的控制，实现不同工况下天然气发动机可靠点火和高效率、低排放燃烧的一种带有天然气高低压混合喷射和预燃室的柴油微喷引燃天然气发动机燃烧组织方法。

本发明的目的是这样实现的：

本发明一种带有天然气高低压混合喷射和预燃室的柴油微喷引燃天然气发动机燃烧组织方法，其特征是：天然气发动机包括气缸壁、气缸盖，气缸盖位于气缸壁上方，气缸壁里设置活塞，活塞与气缸盖之间为主燃室，进气歧管连通主燃室，进气歧管上设置低压天燃气喷射阀，进气管与主燃室相通处设置进气阀，气缸盖里分别设置喷油器、高压天然气喷射阀，预燃室通过连通通道连通主燃室，喷油器安装在预燃室上方，高压天然气喷射阀的喷口位于主燃室上方；

检测天然气发动机工况，根据天然气发动机不同工况，实行不同控制策略：

(1)天然气发动机处于低负荷工况时，高压天然气喷射阀高压直喷的天然气量占每循环所喷射的天然气总量的比例大于50％，柴油喷射正时在上止点前15-25℃A；

(2)天然气发动机处于中等负荷工况时，通过进气歧管进气预混的天然气量占每循环所喷射的天然气总量的比例应在60-70％，柴油喷射提前角在上止点前10-20℃A；

(3)天然气发动机处于高负荷工况时，通过进气歧管进气预混的天然气量占每循环所喷射的天然气总量的比例应在80-90％，柴油喷射正时在上止点前5-15℃A。

本发明的优势在于：本发明通过两套供气装置与一套供油装置，将天然气高低压混合喷射与预燃室的微喷柴油引燃相结合，实现了对缸内混合气浓度分层梯度的控制，改善了发动机在不同工况下无法兼顾排放性和动力性的缺陷，提高了不同工况下天然气发动机排放性，点火可靠性和燃烧效率。

附图说明