[发明专利]一种动态改变燃烧室容积的活塞式内燃机控制方法

摘要

本发明涉及一种动态改变燃烧室容积的活塞式内燃机控制方法，其根据燃料供给量的变化而动态改变燃烧室容积，其基于吸气行程小于排气行程的理论实现，其过程为步骤a，检测、计算、核定控制量检测燃料供给量，根据点燃时的固定的空燃比，计算、核定所需空气总量；步骤b，计算、控制燃烧室的容积根据上述空气供给量，结合空气压缩比，计算并控制燃烧室的容积，以获得最大点燃初始压力；步骤c，控制进入的空气总量。本发明随燃料供给量的变化而动态改变燃烧室容积的内燃机控制过程，获得吸气行程小于排气行程的活塞式内燃机循环理论应用时的极值参数，该控制充分地利用了燃料的化学能，获得了最大的燃烧效率。

主权项

一种动态改变燃烧室容积的活塞式内燃机控制方法，其特征在于，其根据燃料供给量的变化而动态改变燃烧室容积，其基于吸气行程小于排气行程的理论实现，其过程为：步骤a，根据燃料供给量，以及点燃时的固定的空燃比，计算、核定所需空气总量；步骤b，根据上述空气供给量，结合空气压缩比，计算并控制燃烧室的容积，以获得最大点燃初始压力；步骤c，控制进入的空气总量；吸气行程开始时，通过控制吸气行程中进气的时间或者进气压力，控制进气总量，以获得最佳的点燃参数；上述步骤a的具体过程为：步骤a1，检测燃料供给量：对燃烧室进行控制的原始条件是燃料供给量，燃料供给量根据内燃机的负荷确定；步骤a2，计算空气供给量：根据上述燃料的供给量和理想空燃比及空气的富裕量，计算所需空气的总量；步骤a3，检测、控制进气压力；步骤a4，计算进气时间：根据上述步骤a3检测到的压力值、进气门的经验参数及所需的空气总量，计算进气时间；该计算的进气时间，需要根据吸气行程对应的时长核定是否可以实现；还需进行下述步骤：步骤a5，检测内燃机转速，根据该检测的内燃机转速，计算吸气行程对应的时长；步骤a6，比较吸气行程时长与上述步骤a4计算的进气时间的大小；步骤a7，比较结果处理：若吸气行程时长小于所需的进气时间，则步骤a8，判断进气压力是否达到最大值；若没有达到最大值，则提高进气压力，并跳转至步骤a3，并依此执行；若进气压力达到最大值，则步骤a9，减小燃料供给量，之后跳转至上述步骤a1，并以最大空气进气量作为参考基准，计算此时的最大燃料供给量；依此进行；在计算、核定空气供给总量后，进行下述步骤：步骤a10，计算燃烧室容积：根据上述空气供给量，结合空气压缩比，计算所需的燃烧室容积；步骤a11，按照步骤a10的计算值控制燃烧室的容积；在权利要求1中步骤b控制燃烧室容积后，进行下述步骤：步骤a12，判断吸气行程是否开始；若吸气行程未开始，则重新进行判断吸气行程是否开始；若吸气行程开始，则步骤a13，打开进气阀；当进气时间达到上述步骤a4计算的进气时间时，关闭进气阀；进行步骤a14，判断压缩行程是否临近结束，若没有结束，则继续判断压缩行程是否结束；若压缩行程结束，则执行步骤a15，喷入柴油，进入燃烧膨胀行程，在行程临近结束时，排气阀打开；之后，进入排气行程，在排气行程临近结束时，排气阀关闭；依次循环；或上述步骤a的具体过程为：步骤b1，检测燃料供给量：控制的原始条件是燃料供给，当负荷确定后，燃料的供给量随之确定；步骤b2，计算空气供给量：根据上述燃料的供给量和理想空燃比及空气的富裕量，计算出所需空气的总量；步骤b3，检测、控制进气压力；步骤b4，根据计算出的所需混合气总量，结合检测到的压力值和进气门的经验参数，计算出所需进气时间；该计算的进气时间，需要根据吸气行程对应的时长核定是否能够实现；还需进行下述步骤：步骤b5，检测内燃机转速，根据该检测的内燃机转速，计算吸气行程时长；步骤b6，比较吸气行程时长与上述步骤b4计算的所需进气时间的大小；步骤b7，比较结果处理：若吸气行程时长小于所需的进气时间，则步骤b8，判断进气压力是否达到最大值；若没有达到最大值，则提高进气压力，并跳转至步骤b3，并依此执行；若进气压力达到最大值，则步骤b9，减小燃料供给量，之后，跳转至上述步骤b1，并以最大空气进气量作为参考基准，计算此时的最大燃料供给量；依此进行；在计算、核定空气供给总量后，进行下述步骤：步骤b10，计算燃烧室容积：根据上述步骤确定的空气供给量，得到混合气的供给总量，结合确定的混合气压缩比，计算出所需的燃烧室容积；步骤b11，按照计算值控制燃烧室的容积；在权利要求1中步骤b控制燃烧室容积后，进行下述步骤：步骤b12，判断吸气行程是否开始；若吸气行程未开始，则重新进行判断吸气行程是否开始；若吸气行程开始，则步骤b13，打开进气阀并喷入燃料；当进气时间达到上述步骤b4计算的进气时间时，控制关闭进气阀；进行步骤b14，判断压缩行程是否临近结束，若没有结束，则继续判断压缩行程是否临近结束；若压缩行程临近结束，则执行步骤b15，点火；进入燃烧膨胀行程，在行程临近结束时，排气阀打开；之后，进入排气行程，在排气行程临近结束时，排气阀关闭；依次循环；或上述步骤a的具体过程为：步骤c1，检测燃料供给量；对燃烧室进行控制的原始条件是燃料供给量，燃料供给量根据内燃机的负荷确定；步骤c2，计算空气供给量；根据上述燃料的供给量和理想空燃比及空气的富裕量，计算所需空气的总量；步骤c3，检测内燃机转速；步骤c4，计算进气时间；根据上述步骤c3检测到的内燃机转速，计算出吸气行程的时长，此即进气时间；步骤c5，根据步骤c2的空气总量和步骤c4的进气时间，计算出所需要的进气压力；步骤c6，比较所需要的进气压力与最大进气压力的大小；步骤c7，比较结果处理，若所需要的进气压力大于最大进气压力，则步骤c8，减少燃料供给量，并跳转至步骤c1，并以最大空气进气量作为参考基准，计算此时的最大燃料供给量；依此进行；在计算、核定空气供给总量后，进行下述步骤：步骤c9，计算燃烧室容积；根据上述空气供给量，结合空气压缩比，计算所需的燃烧容积；步骤c10，按照步骤c9的计算值控制燃烧室的容积；在权利要求1中步骤b控制燃烧室容积后，进行下述步骤：步骤c11，判断吸气行程是否开始；若吸气行程未开始，则重新进行判断吸气行程是否开始；若吸气行程开始，则步骤c12，按照上述步骤c5计算的压力值控制进气压力，进气阀打开到吸气行程结束；步骤c13，判断压缩行程是否临近结束，若没有结束，则继续判断压缩行程是否结束；若压缩行程结束，则执行步骤c14，喷入柴油，进入燃烧膨胀行程，在行程临近结束时，排气阀打开；之后，进入排气行程，在排气行程临近结束时，排气阀关闭；依次循环；或上述步骤a的具体过程为：步骤d1，检测燃料供给量；对燃烧室进行控制的原始条件是燃料供给量，燃料供给量根据内燃机的负荷确定；步骤d2，计算空气供给量；根据上述燃料的供给量和理想空燃比及空气的富裕量，计算所需空气的总量；步骤d3，检测内燃机转速；步骤d4，计算进气时间；根据上述步骤d3检测到的内燃机转速，计算出吸气行程的时长，此即进气时间；步骤d5，根据步骤d2的空气总量和步骤d4的进气时间，计算出所需要的进气压力；步骤d6，比较所需要的进气压力与最大进气压力的大小；步骤d7，比较结果处理，若所需要的进气压力大于最大进气压力，则步骤d8，减少燃料供给量，并跳转至步骤d1，并以最大空气进气量作为参考基准，计算此时的最大燃料供给量；依此进行；计算、核定空气供给总量后，进行下述步骤：步骤d9，计算燃烧室容积；根据上述空气供给量，结合空气压缩比，计算所需的燃烧容积；步骤d10，按照步骤d9的计算值控制燃烧室的容积；在权利要求1中步骤b控制燃烧室容积后，进行下述步骤：步骤d11，判断吸气行程是否开始；若吸气行程未开始，则重新进行判断吸气行程是否开始；若吸气行程开始，则步骤d12，按照上述步骤d5计算的压力值控制进气压力并喷入燃料，进气阀打开到吸气行程结束；步骤d13，判断压缩行程是否临近结束，若没有结束，则继续判断压缩行程是否结束；若压缩行程结束，则执行步骤d14，点火，进入燃烧膨胀行程，在行程临近结束时，排气阀打开；之后，进入排气行程，在排气行程临近结束时，排气阀关闭；依次循环。