一种分区分层稀薄燃烧发动机控制方法_2

文档序号:8220385阅读:来源:国知局
二个隔板分隔形成二个燃烧区剖视示意图;
图4为本发明发动机的火花塞分布示意图;
图5为本发明发动机的气缸、涡轮增压器、废气储存容器、排气口控制阀门、空气滤清器、节气门体、废气回流管、进气转换阀门、空气进气管、气缸进气管连接顺序示意图;
图6为本发明发动机的吸气冲程时形成四股滚流示意图;
图7为本发明发动机小燃烧区吸入可燃混合气时各种气体分层示意图;
图8为本发明发动机压缩冲程完成时不同气体的分层示意图;
图9为本发明大燃烧区吸入可燃混合气时各种气体分层示意图;
图10为本发明大、小燃烧区都吸入可燃混合气时各种气体分层示意图;
其中:1.汽缸盖、2.汽缸盖分区隔板、201.小球形弧面、3.槽、4.进气门、5.排气门、
6、火花塞1、7、活塞、8、活塞顶部分区隔板、801.大球形弧面、9.小燃烧区、10.大燃烧区、
11.涡轮增压器、12.废气储存容器、13.排气口控制阀门、14、空气滤清器、15.节气门体、16.节气门、17.废气回流管、18.进气转换阀门1、19.空气进气管、20.气缸进气管、21.喷油器1、22.气缸进气管分道板、23.大进气道、24.小进气道、25.可燃混合气滚流、26、空气滚流、27废气滚流、28.E⑶、29.废气储存容器的排气口、30.空气燃油混合气、31.小燃烧区内的挤气气流、32.大燃烧区内的挤气气流、36.火花塞I1、38.进气转换阀门I1、41.喷油器I1、42.气缸。
【具体实施方式】
[0019]为了加深对本发明的理解,下面结合附图和实施例对本发明进一步说明,该实施例仅用于解释本发明,并不对本发明的保护范围构成限定。
[0020]如图5所示,一种分区分层稀薄燃烧发动机控制方法,至少包括以下步骤:第一步,将气缸分为至少两个燃烧区,并且每一个所述燃烧区的大小不等,以便发动机实现分区燃烧;
第二步,在每一个燃烧室的气缸对应的汽缸盖上连接一个火花塞、一个排气管及一个进气管,并且在每一个进气管内设置有气缸管分道板,将进气管,尤其是靠近气缸的一段进气管分成大、小两个进气道,以便发动机实现分层燃烧;
第三步,连接发动机控制装置;首先,发动机上至少还需设置有气缸及依次连接在其排气口上的涡轮增压器和废气储存容器,所述废气储存容器通过废气回流管连接到气缸进气管上,从而实现循环利用废气;以及电子控制单元和连接在其上的电磁控制器;其次,将所述废气回流管与每一个气缸进气管之间分别连接进气转换阀门1、进气转换阀门II ;两个所述气缸进气管上分别连接喷油器I和喷油器II ;再次,将所述电子控制单元分别连接进气转换阀门1、进气转换阀门I1、喷油器I和喷油器II。
[0021]在第三步中所述废气储存容器上设置有废气储存容器排气口,并所述废气储存容器排气口上连接有排气口控制阀门。所述废气储存容器与废气回流管之间设置有节气门,并所述空气进气管上也连接有节气门。所述节气门与废气储存容器之间还设置有空气滤清器。
[0022]在第一步中所述汽缸盖分区隔板与活塞顶部分区隔板的非贴合面上分别设置有大、小球形弧面;所述大球形弧面和小球形弧面分别与活塞、气缸围成两个半橄榄球形大、小燃烧区。所述汽缸盖分区隔板和活塞顶部分区隔板沿其板体的竖直方向设置有若干槽。每一个所述槽在其所附着的汽缸盖分区隔板或活塞顶部分区隔板上不贯通。
[0023]此外,活塞顶部分区隔板的高度与汽缸盖分区隔板的高度一样。所述大燃烧区和小燃烧区的容积比为51:49至70:30?所述大燃烧区和小燃烧区的容积比为60:40?
[0024]在本发明中,汽缸盖分区隔板2与活塞顶部分区隔板8的非贴合面上分别设置有大、小球形弧面201,801 ;大球形弧面201和小球形弧面801分别与活塞7、气缸42围成两个半橄榄球形大、小燃烧区10,9。小燃烧区9和大燃烧区10对应的汽缸盖I上分别依次设置有一个进气门4、一个火花塞、一个排气门5。汽缸盖分区隔板2和活塞顶部分区隔板8沿其板体的竖直方向设置有若干槽3。每一个槽3在其所附着的汽缸盖分区隔板2或活塞顶部分区隔板8上不贯通。活塞顶部分区隔板8的高度与汽缸盖分区隔板2的高度一样。大燃烧区10和小燃烧区9的容积比为51:49至70:30?大燃烧区10和小燃烧区9的容积比为60:40o
[0025]如图1所示,该发动机的汽缸盖I的半球形燃烧室内部有一个汽缸盖分区隔板2,它将燃烧室分成二个半橄榄球形燃烧区,其中一个是小燃烧区9,其容积约占气缸燃烧室总容积的40%,另一个是大燃烧区10,其容积约占气缸燃烧室总容积的60% ;汽缸盖分区隔板2连接汽缸盖处向着大燃烧区10—侧逐渐变宽,形成一个弧面,使大燃烧区10成为半橄榄球形;汽缸盖分区隔板2有几个槽3,使隔板在高温时膨胀有伸展空间,不至于变形;汽缸盖分区隔板2的高度约为1~2厘米,汽缸盖分区隔板2有一定宽度,形成的上表面具有一定的面积,该表面大小以挤气需要的面积大小为准;小燃烧区9有一个进气门4和一个排气门5,火花塞I 6位于进气门与排气门之间;大燃烧区10也有一个进气门4和一个排气门5,火花塞II 36同样位于进气门与排气门之间,因此本发动机是一个四气门双火花塞发动机。
[0026]如图2所示,该发动机的活塞顶部设置有一个活塞顶部分区隔板8,该活塞顶部分区隔板8与有几个槽3,使隔板在高温时膨胀有伸展空间,不至于变形;该隔板接近活塞外沿时向着小燃烧区9 一侧逐渐变宽,形成一个弧面,大燃烧区10成为半橄榄球形,当活塞运动到上止点时,该活塞顶部分区隔板8处于小燃烧区9里,使小燃烧区9里成为一个半橄榄球形燃烧区;该活塞顶部分区隔板8有一定宽度,形成的上表面具有一定的面积,该表面大小同样以挤气需要的面积大小为准;该活塞顶部分区隔板8的高度与汽缸盖分区隔板2的高度一样。
[0027]如图3所示,当活塞运动到上止点时,汽缸盖分区隔板2的背面与活塞顶部分区隔板8的背面紧贴在一起,汽缸盖分区隔板2的另一弧面使大燃烧区成半橄榄球形;活塞顶部分区隔板8的另一弧面使小燃烧区成半橄榄球形,因此本发动机有二个面容比小的紧凑燃烧区。
[0028]如图4所示,当活塞进行压缩冲程接近上止点时,活塞顶部分区隔板8的上表面与汽缸盖之间形成挤气,形成小燃烧区内的挤气气流31,该挤气气流31能加快小燃烧区9的火焰传播,形成快速燃烧;与此同时汽缸盖分区隔板2的上表面与活塞之间形成挤气,形成大燃烧区内的挤气气流32,该挤气气流32能加快大燃烧区10的火焰传播,形成快速燃烧。
[0029]如图5所示,发动机排出的废气经涡轮增压器11后进入废气储存容器12,该废气储存容器设置有冷却系统,将废气冷却,使废气的密度增大接近空气密度;在废气储存容器12的上侧面设置有一个.排气口控制阀门13,该排气口控制阀门13利用自身重量下压在废气储存容器的排气口 29上,当废气储存容器内的压强略高于外界大气压时,气体会自动顶起排气口控制阀门13,排出多余的废气,废气储存容器内一部分废气在怠速、小负荷、中等负荷时回流到气缸不工作的燃烧区,提高整个气缸的充量;经过废气储存容器12冷却了的废气通过空气滤清器14再到节气门体,经过废气回流管17达到进气转换阀门18 ;进气转换阀门18受ECU28控制;当发动机处于怠速和小负荷时,ECU28通过电磁控制器使进气转换阀门I 18打开与小燃烧区9连通的空气进气管19,同时关闭与小燃烧区连通的废气回流管17,与此同时进气转换阀门II 38打开与大燃烧区10连通的废气回流管17,同时关闭与大燃烧区连通的空气进气管19,这样以来,进入小燃烧区9的是新鲜空气,喷油器I 21喷油形成可燃混合气;进入大燃烧区10的是废气,喷油器II 41不喷油,因此,在怠速和小负荷时,将要进入下一步做功的只有小燃烧区;喷油器I 21和喷油器II 41都受E⑶28控制;当发动机处于中等负荷时,ECU28通过电磁控制器使进气转换阀门I 18打开与小燃烧区9连通的废气回流管17,同时关闭与小燃烧区连通的空气进气管19,与此同时进气转换阀门II 38打开与大燃烧区10连通的空气进气管19,同时关闭与大燃烧区连通的废气回流管17,这样以来,进入小燃烧区9的是废气,喷油器I 21不喷油;进入大燃烧区10的是新鲜空气,喷油器II 41喷油形成可燃混合气,因此,在中等负荷时
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