双燃料统一化发动机、燃油控制方法及动力装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及内燃机领域，尤其是设及一种双燃料统一化发动机、燃油控制方法及 动力装置。
【背景技术】
[0002] 内燃机是一种动力机械，它是通过使燃料在机器内部燃烧，并将其放出的热能直 接转换为动力的热力发动机，常见的内燃机包括汽油机与柴油机。内燃机为人类发展做出 巨大的贡献的同时，其尾气排放也给环境造成了污染，严重威胁着人类的健康。为了保护环 境，降低内燃机尾气中的污染物，人们在内燃机的气体燃烧模式上做出了大量的研究和实 践。
[0003]传统汽油机广泛采用预混合燃烧方式，混合气形成均匀，限制了缸内碳烟和微粒 的生成，但压缩比较低，经济性明显低于柴油机。而压燃式柴油机存在压缩比高、混合气绝 热指数大、进气损失小等优点，其热效率、燃油经济性和C〇2排放明显优于汽油机。但通常 压燃式柴油机采用高压燃油喷射装置实现燃油的缸内喷射，由于混合气形成时间短，缸内 混合气极其不均匀，必然存在局部过浓和局部过稀的区域，导致NCU氮氧化物）及PM(颗 粒物）排放较高，且由于降低NOx和PM的技术措施自相矛盾，所W同时降低NOX和PM难度 很大。
[0004] 为达到欧VW后的超低排放目标，研究者试图采用高效的排气后处理系统降低NOy 和PM排放，但存在的问题是采用后处理系统一方面将增加发动机控制系统的复杂程度，增 加了发动机成本，另一方面由于受到后处理催化剂起燃溫度的限制，后处理器的转化效率 极低，难W达到超低排放的要求。 阳0化]近年来提出的均质压缩着火（肥CI)、预混合压缩着火（PCCI)、低溫预混燃烧 化TPC)技术都是针对同时降低NOy和PM的燃烧方式，由于能够实现低溫均匀混合燃烧，减 小缸内的局部混合气过浓区域面积，可W有效的降低内燃机的NO,、碳烟及微粒排放，取得 了一定的成绩。但运种单纯追求高预混合量的燃烧模式不可避免地存在小负荷工况下未完 全燃烧产物过多，热效率较低；大负荷工况下预混合燃烧量过大，压力升高快及噪声过高的 问题，限制了其应用负荷的工况范围，W致运种燃烧模式的发动机仍未得到工程应用。
[0006] 为进一步改善高效、低排放燃烧模式的应用负荷工况范围问题，针对不同的控制 方法，出现了两类双燃料发动机，一种是在传统柴油机中燃用经预先调配混合好的混合燃 料W达到优化发动机缸内燃烧过程的目的。但由于不同负荷工况下发动机实现最优燃烧过 程所需的燃料特性并不固定，该种控制方法所采用的燃料经预先调配混合后已不能满足发 动机不同负荷工况下对特定燃料特性的需求，因此在发动机全负荷工况范围内的应用受到 一定限制。另一种双燃料发动机结合了现有汽油机与柴油机供油系统的特点，通过进气道 引入较高挥发性的燃料，通过缸内直喷高十六烧值燃料引燃混合气，在一定程度上拓展了 发动机高效、低排放运行的负荷工况范围。但由于要同时使用两套独立的电控供油系统，发 动机整体复杂度及控制难度提升，相应成本增加。同时，由于通过进气过程吸入高挥发性燃 料，不可避免地存在缸内局部混合气过稀的区域，对未燃碳氨化合物排放产生一定的负面 影响。
【发明内容】
[0007]针对现有技术的不足，本发明提供了一种双燃料统一化发动机，该双燃料统一化 发动机在现有发动机的基础上增加了双燃料喷油器，克服了传统单一燃料预混合压缩着火 燃烧模式应用负荷工况范围较窄的问题，并解决了"进气道+缸内直喷"双燃料系统结构复 杂及控制难度大的问题。
[0008]本发明是通过下述技术方案解决上述技术问题的：
[0009]一种双燃料统一化发动机，包括发动机本体、双燃料喷油器、检测模块及电子控制 执行模块；
[0010] 所述发动机本体包括柴油供给模块和汽油供给模块； W11] 所述双燃料喷油器具有柴油油道和汽油油道，W及分别控制所述柴油喷油量和所 述汽油喷油量的第一电磁阀和第二电磁阀；所述柴油油道和所述汽油油道分别通过油管与 所述柴油供给模块和所述汽油供给模块相连接；
[0012] 所述检测模块包括发动机转速传感器、发动机机油溫度传感器、发动机冷却水溫 度传感器和油口踏板开度传感器，分别用于检测发动机转速、发动机机油溫度、发动机冷却 水溫度和油口踏板开度；
[0013]所述电子控制执行模块与所述检测模块、所述第一电磁阀及所述第二电磁阀通过 信号线连接；所述电子控制执行模块用于根据所述发动机转速、所述发动机机油溫度、所述 发动机冷却水溫度及所述油口踏板开度判断所述双燃料统一化发动机的运转状态，根据所 述运转状态确定燃油喷射量，并根据所述燃油喷射量控制所述第一电磁阀及所述第二电磁 阀的开度。
[0014]优选地，所述双燃料喷油器还包括阀体、针阀及设置在所述阀体和所述针阀之间 的套阀，所述针阀内部间隔设有针阀弹黃和套阀弹黃，所述针阀弹黃和所述套阀弹黃靠近 所述阀体的另一端；所述阀体、所述套阀和所述针阀不同位置之间分别形成了压力室、第一 环形腔和第二环形腔，所述压力室下端周向设置有5-8个喷孔，所述柴油油道和所述汽油 油道设置在所述阀体内部并分别与所述第一环形腔和所述第二环形腔连通。
[0015]优选地，当所述发动机转速处于怠速运转范围时，执行单柴油/单次喷射模式；
[0016]当所述发动机转速超出怠速运转范围，但所述发动机机油溫度和所述发动机冷却 水溫度均低于预设溫度，仍执行单柴油/单次喷射模式；
[0017]当所述发动机转速超出怠速运转范围，所述发动机机油溫度和所述发动机冷却水 溫度均高于预设溫度，根据所述发动机转速和所述油口踏板开度，确定燃油喷射量，并根据 所述燃油喷射量控制所述第一电磁阀及所述第二电磁阀的开度。
[0018]优选地，通过查询汽油总占比查询表，确定所述燃油喷射量。
[0019]相对于现有技术，本发明提供的双燃料统一化发动机具有W下优势：
[0020] (1)汽油/柴油双燃料统一化发动机的燃油控制方法，实现了汽油机与柴油机的 统一化燃烧，在起动、怠速等低转速工况下，缸内燃烧溫度较低，采用高十六烧值的柴油燃 料有助于维持发动机的正常运转，且具有与汽油机相比更低的HC及CO排放；
[0021] (2)当发动机脱离怠速工况并进入正常运转状态后，通过控制第一电磁阀及第二 电磁阀的开度实时调控燃料混合比例，具有更高的及时性，能够满足不同负荷工况下对燃 料特性的需求。同时，其与汽油机相比，可W提高中低负荷工况下的热效率；与柴油机相比， 可降低NOx及微粒排放；
[0022] (3)通过增大第二电磁阀的开度，增大汽油燃料比例，并与两次喷射模式相结合， 一方面可增大燃烧过程中的预混合燃烧部分，另一方面利用低十六烧值的汽油与两次喷射 协同控制，可增大预喷射过程中喷入的燃油总量且不会引起主喷射过程中预混合燃烧部分 过少导致微粒排放增加，同时可降低大负荷工况下压力升高率；
[0023] (4)降低对汽油燃料高辛烧值的要求，可节约石油炼制成本；
[0024] (5)将传统汽油机与柴油机实现统一化，未来内燃机均可归一为一种特殊的压燃 式发动机，显著节约内燃机开发成本；
[00巧](6)对现有压燃式柴油机改动较小，研发及改造成本低。
[00%] 本发明的另一目的在于提供一种双燃料统一化发动机的燃油控制方法，包括W下 步骤：
[0027] 第一步：检测发动机转速、发动机机油溫度、发动机冷却水溫度及油口踏板开度；
[0028] 第二步：根据所述发动机