[发明专利]燃烧系统、发动机及燃烧控制方法

说明书

本发明涉及内燃机技术领域，本公开提供一种燃烧系统，包括机体；活塞，安装在机体内；缸盖，安装在机体的开口位置，缸盖、机体和活塞限定第一燃烧室；第一燃烧部，设置在缸盖中部位置用以向第一燃烧室内喷射燃料；第二燃烧部，设置在缸盖上位于第一燃烧部旁侧的位置并与第一燃烧室连通，第二燃烧部包括：第二燃烧室，形成于缸盖内，第二燃烧室的燃料先于第一燃烧室的燃料燃烧；射流孔，形成于缸盖的与活塞相对的表面，用以形成射流火焰引燃第一燃烧室内的燃料所形成的燃料束。本公开还提供一种发动机包括燃烧系统、监测单元和控制单元。以及一种发动机的燃烧控制方法，包括根据发动机的活塞的位置，控制火花塞的点火时机及喷油时机形成协同配合。

技术领域

本发明涉及内燃机技术领域，尤其涉及一种燃烧系统、发动机及燃烧控制方法。

背景技术

甲醇、二甲醚、生物柴油、合成天然气、聚甲氧基二甲醚(PODE)和氨等，尤其是类似甲醇、合成天然气和氨等低碳或零碳燃料在降低碳排放上具有很大的潜力。

但这类可低碳和零碳燃料的活性较低，不易燃烧。应用在内燃机领域时一般以通过点燃预混合气或双燃料燃烧(如柴油/天然气双燃料)的两种方式实施。

其中，预混合点燃式燃烧效率较低，且存在小负荷燃烧稳定性差，大负荷压升率过高甚至出现爆震等问题，而受爆震限制也导致发动机只能采用较低的压缩比，因此热效率较差。双燃料方式由于仍需要燃用柴油，降低碳排放效果差，且采用两套燃油系统使得发动机结构复杂。此外，由于这些燃料活性较低，不易着火燃烧，因此采用压缩自燃的方式会出现小负荷工况燃烧稳定性差甚至“失火”和大负荷工况工作过于粗暴的难题，同时发动机压缩比过高，运行稳定性和可靠性差。

发明内容

针对于现有的技术问题，本发明提供一种燃烧系统、发动机及燃烧控制方法，用于至少部分解决以上技术问题。

本公开的一方面提供一种燃烧系统，机体；活塞，安装在所述机体内；缸盖，安装在所述机体的开口位置，所述缸盖、机体和活塞限定第一燃烧室；第一燃烧部，设置在所述缸盖中部位置并与所述第一燃烧室连通，用以向所述第一燃烧室内喷射燃料；以及第二燃烧部，设置在所述缸盖上位于所述第一燃烧部旁侧的位置并与所述第一燃烧室连通，所述第二燃烧部包括：第二燃烧室，形成于所述缸盖内，所述第二燃烧室的燃料先于第一燃烧室的燃料燃烧；以及射流孔，形成于所述缸盖的与所述活塞相对的表面，用以将所述第二燃烧室内燃烧的燃料形成所述射流火焰，以引燃所述第一燃烧室内的燃料所形成的燃料束，并使得第一燃烧室内的燃料束以扩散燃烧的方式进行燃烧。

根据本公开的实施例，还包括：进气道，形成于所述缸盖上；以及排气道，形成于与所述进气道对称的所述缸盖的径向另一侧上；其中，所述进气道内可开合的安装有进气门；所述排气道内可开合的安装有排气门。

根据本公开的实施例，其中，所述第一燃烧部和第二燃烧部在所述缸盖的径向平面内形成的连线与所述进气道和排气道形成的连线相垂直。

根据本公开的实施例，其中，所述第一燃烧部包括第一喷油器，设置在所述缸盖中部位置并沿所述缸盖的轴向方向延伸至所述第一燃烧室内；所述第一喷油器位于所述第一燃烧室内的轴向第一端沿周向设置有喷孔。

根据本公开的实施例，所述活塞的与缸盖相对的表面上形成凹槽，所述凹槽的表面光滑设置，由所述第一喷油器的喷孔喷射的燃料经所述凹槽的表面形成涡团。

根据本公开的实施例，其中，所述第二燃烧部，还包括第二喷油器，设置在所述第二燃烧室内，用以向所述第二燃烧室内喷射燃料；以及火花塞，设置在所述第二燃烧室内，用以引燃由所述第二喷油器喷射的燃料。

根据本公开的另一方面还提供一种发动机，包括：所述的燃烧系统；监测单元，适用于监测所述活塞的位置；以及控制单元，适用于根据所述活塞的位置控制所述第二燃烧部的点火时机；其中，第二燃烧部包括第二喷油器及火花塞。