灵活双燃料HPCC发动机燃烧、排放控制方法和装置

摘要

本发明公开了一种灵活双燃料HPCC发动机燃烧、排放控制方法和装置，发动机包括进气道喷油器、进气门、气缸内直喷喷油器、火花塞、排气门及可变气门机构VVA，该装置还包括发动机的电子控制单元ECU；ECU分别读取发动机转速信号及油门位置信号，根据接收转速和油门位置信号判断发动机当前运行工况，确定燃烧模式，进而控制两种燃料喷油次数、喷油时刻、喷油脉宽、火花塞点火时刻及VVA的动作。本发明的燃烧、排放控制方法中提到的不同负荷采用不同的燃烧模式即燃烧模式适时灵活可控，缸内混合燃料的特性也可适时灵活可控；并且该装置同样具有灵活多种燃料及多种燃烧模式适应性的特点，只采用柴油机氧化崔化后处理器DOC即可达到乘用车常用工况范围内高效清洁燃烧之目的。

主权项

一种灵活双燃料HPCC发动机燃烧、排放控制方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：步骤（1），发动机的电子控制单元ECU分别读取发动机转速信号及油门位置信号，判断发动机的运行工况，进而确定燃烧模式；步骤（2），如果步骤（1）的判断结果为发动机处于低负荷工况，则发动机采用以缸内直喷高十六烷值燃料的预混合压燃燃烧模式工作；发动机的电子控制单元ECU读取MAP数据，控制高十六烷值燃料的喷射脉宽及喷油时刻，并引入大量的EGR以延长滞燃期，促进缸内油气混合；步骤（3），如果步骤（1）的判断结果为发动机处于中低、中等负荷工况，此时进气道供油系统不工作，火花塞断电，发动机的电子控制单元ECU读取MAP数据，控制包括进气道喷射高辛烷值燃料与缸内直喷高十六烷值燃料在内的两种燃料的喷射时刻、喷射量，同时配合适当的EGR率等优化组合以控制燃烧、降低排放；发动机采用进气道喷射高辛烷值燃料及缸内两次早喷高十六烷值燃料的双燃料高预混合压燃燃烧模式，随着负荷的提高，缸内早喷的高十六烷值燃料占两种燃料总喷射量的比例逐渐降低，使混合燃料的特性与负荷相适应；且当负荷提高至中高负荷时，缸内高十六烷值燃料的第二次喷射时刻逐渐推迟接近于压缩上止点，促进缸内燃料活性及当量比分层，从而抑制燃烧放热速率及最大压力升高率，实现由缸内第二次喷射高十六烷值燃料引燃预混合气的双燃料分层压燃燃烧模式；步骤（4），如果步骤（1）的判断结果为发动机处于高负荷工况，火花塞通电，发动机采用火花塞触发点火及缸内高十六烷值燃料多点点燃高比例高辛烷值燃料均质混合气的燃烧模式工作；发动机的电子控制单元ECU读取MAP数据，控制少量缸内高十六烷值燃料的单次较早喷射以提高混合气的活性，含有高比例高辛烷值燃料的缸内混合燃料在接近压缩上止点甚至上止点后靠火花塞点燃，实现以火花引燃及缸内高十六烷值燃料形成的多点点燃高辛烷值燃料均质混合气为特征的高比例高辛烷值燃料预混合气的火花塞触发多点点燃燃烧模式：配合大量外部EGR以降低NOx排放和抑制燃烧反应速率以保证理想的放热规律，采用串联布置的两级涡轮增压以满足高负荷下对进气量的需求，并通过ECU延迟进气门关闭时刻以降低有效压缩比，从而降低高负荷下的燃烧爆发压力。