缸内燃烧温度定量控制的压燃式内燃机均质燃烧控制方法

摘要

缸内燃烧温度定量控制的压燃式内燃机均质燃烧控制方法属发动机燃烧控制领域，本发明在燃用均质混合气的同时，将缸内燃烧温度定量控制在2200K以内，以达到同时降低微粒和NOx排放的目的；当发动机运行在单缸喷油量≤的小负荷工况下，采用内部EGR提高缸内温度，保证燃烧的稳定性；在                                               ≤≤的中等负荷工况下，不需要采取任何温度控制措施；在≤≤的中大负荷工况下，燃烧温度较高，加入外部EGR降低缸内燃烧温度；在≤≤的大负荷工况下，外部EGR阀全开，同时增大节气门开度，增加缸内的新鲜进气量，利用外部EGR耦合增加进气量的方法，降低缸内的燃烧温度。

主权项

一种缸内燃烧温度定量控制的压燃式内燃机均质燃烧控制方法，其特征在于包括下列步骤：1)采集内燃机转速传感器(16)、油门踏板位置(14)的信号，发送给内燃机电控单元(13)；2)内燃机电控单元(13)确定功率需求Pe，并查询控制MAP,确定该功率需求下内燃机各缸所需的循环喷油量G_b，然后向喷油器(9)发出脉冲信号，控制喷油参数，G_b参考公式(1)确定；3)内燃机电控单元(13)根据目标空燃比AFR_obj，确定进气量M_in，并向节气门(11)发出脉冲信号，控制节气门(11)开度，新鲜空气与燃料在进气道内预混合形成均质混合气，M_in参考公式(2)确定；4)内燃机电控单元(13)判断循环喷油量G_b是否大于G_b1，若不大于G_b1，则调节配气正时，使排气门早关，增加气缸内的残余废气量，使缸内的残余废气的质量为M_r；若喷油量G_b大于G_b1，则转步骤5，G_b1参考公式(3)确定，M_r参考公式(4)确定；5)若循环喷油量G_b大于G_b1，判断G_b是否大于G_b2，若G_b不大于G_b2，则排气门正常关闭，外部EGR阀(1)关闭；若G_b大于G_b2，则转步骤6，G_b2参考公式(5)确定；6)若循环喷油量G_b大于G_b2，判断G_b是否大于G_b3，若G_b不大于G_b3，则控制外部EGR阀(1)开度，使部分废气经过滤器(2)和EGR冷却器(3)再次进入气缸，再循环的废气质量为M_EGR；若G_b大于G_b3，则转步骤7，G_b3参考公式(6)确定，M_EGR参考公式(7)确定；7)若循环喷油量大于G_b3，判断G_b是否大于G_b4，若G_b不大于G_b4，则外部EGR阀(1)全开，增大节气门开度(11)，增加进气量，使进气的质量为M_in2，若G_b大于G_b4，则不适用本燃烧控制方法，G_b4参考公式(8)确定，M_in2参考公式(9)确定；上述步骤中所用到的公式如下：G_b＝Pe/H_u·η_et·n    (1)M_in＝AFR_obj·n·G_b    (2) G_b1＝T_ig·M_sh/AFR_obj·n·G_b·T_in·ε^k‑1    (3)式中:G_b内燃机各缸循环喷油量,Pe为内燃机的功率需求，H_u为燃料的热值，η_et为发动的有效热效率，n为内燃机的气缸数，AFR_obj为目标空燃比，M_in为目标空燃比下的进气量，T_ig为燃料的着火温度，M_sh为进气管状态下充满气缸工作容积的理论空气量，ε为内燃机的压缩比，k为多变指数，M_r为缸内的残余废气量，C_in为进气的比热容，T_max为本燃烧控制方法所允许的最高燃烧温度，本发明中取2200K，C_r为缸内残余废气的比热容，T_r为残余废气的温度，C_fuel为燃料气化后的比热容，T_fuel为燃料气化后的温度，C_EGR为再循环废气的比热容，M_EGR(max)为本燃烧控制方法所允许添加的最大EGR量，T_EGR为再循环废气的温度，M_EGR为再循环废气量，M_in2为EGR阀全开的情况下的进气量，AFR_max为本燃烧控制方法所允许的最大空燃比。