CN103603730A - 基于离子电流的火花点火式发动机早燃检测控制装置 - Google Patents

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李理光
童孙禹
吴志军
邓俊
胡宗杰
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Abstract

本发明公开一种基于离子电流的火花点火式发动机早燃检测控制装置，离子电流检测装置检测到火花点火前，燃烧室内发生自燃，在压缩行程中控制乙醇电磁阀打开喷射一定量乙醇降低燃烧室内温度，抑制早燃，并在后续循环中，控制乙醇电磁阀与汽油电磁阀根据喷油脉宽同时打开，实现汽油中掺混乙醇，减少后续燃烧循环的早燃倾向；若继续发生早燃现象，则在压缩冲程喷射乙醇，若后续循环未发生早燃现象，则随循环减少燃料中乙醇喷射量，最终恢复为纯汽油喷射。本发明的优点是当检测到某一气缸发生早燃时，采用向该气缸内喷射乙醇等汽化潜热大的燃料，对压缩混合气降温，降低压缩上止点时燃烧室内温度，抑制未燃混合气自燃，避免发生由早燃引发的超级爆震，减少对发动机的损害。

Description

基于离子电流的火花点火式发动机早燃检测控制装置
技术领域
本发明属于内燃机技术领域，特别涉及一种基于离子电流的火花点火式发动机早燃检测控制装置。
背景技术
近年来对于高增压小排量汽油机的发展集中在爆震控制方面，通过优化冷却循环，点火时刻，喷油策略应用连续气门可变技术及紧凑的燃烧室设计和更高的进气压力等，使发动机平均有效制动压力(BMEP)有望达到2.5MPa。然而，随着发动机负荷不断提高，在低速大负荷出现了一种偶发、不可控的早燃现象。早燃具有偶发性，不连续性，使发动机厂商很难有效的检测及控制，并且早燃容易产生极高的燃烧压力最高可超过20Mpa，产生很大的冲击震动和噪声，对发动机造成损害，目前还未找到有效的抑制早燃的手段。在已有研究中，丰田自动车株式会社在“内燃机的爆震判定装置及爆震判定方法”通过比较爆震判定用相关系数与预先设定的爆震判定阈值，并根据该比较结果来修正在每一次燃烧的爆震判定中使用的爆震判定阈值，提高爆震判定的精度和可靠性，但是其不能应用于增压发动机的早燃检测。马自达汽车株式会社在“火花点火式发动机的控制方法及控制装置”中应用空燃比富油化抑制早燃，但是由于并没有采用离子电流检测，准确性较差，当早燃发生时，离子电流检测能够及时而准确地检测到早燃信号，同时应用喷射汽化潜热大的燃料，降低燃烧室内温度，有效抑制早燃。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是要提供一种为了有效的检测到早燃并且通过喷射汽化潜热大的燃料降低燃烧室内温度，从而抑制早燃，降低早燃倾向的基于离子电流的火花点火式发动机早燃检测控制装置。
为了解决以上的技术问题，本发明提供了一种基于离子电流的火花点火式发动机早燃检测控制装置，包括乙醇低压油路、乙醇高压共轨管、控制乙醇电磁阀、汽油低压油路、汽油高压共轨管、控制汽油电磁阀、混合燃料喷油器和离子电流检测装置；离子电流检测装置检测到火花点火前，燃烧室内发生自燃，在压缩行程中控制乙醇电磁阀打开喷射一定量乙醇降低燃烧室内温度，抑制早燃，并在后续循环中，控制乙醇电磁阀与汽油电磁阀根据喷油脉宽同时打开，实现汽油中掺混乙醇，减少后续燃烧循环的早燃倾向。若继续发生早燃现象，则在压缩冲程喷射乙醇，若后续循环未发生早燃现象，则随循环减少燃料中乙醇喷射量，最终恢复为纯汽油喷射。
所述乙醇高压共轨管用于保持乙醇或其他气化潜热大的燃料的燃料压力。
所述控制乙醇电磁阀用于控制乙醇喷射脉宽及时间
所述汽油高压共轨管用于维持汽油的喷射压力。
所述控制汽油电磁阀用于控制汽油喷射脉宽及时间。
将汽油与乙醇，或其他气化潜热大的燃料分别在各自的高压共轨管中建立需要的轨压，由各自独立的电磁阀控制并通过离子电流检测发动机是否发生早燃。当发动机处于正常燃烧循环工况时（未发生早燃），控制乙醇电磁阀关闭，控制汽油电磁阀按照负荷需要工作。当离子电流装置检测到燃烧室内发生早燃时，在压缩冲程，将控制乙醇电磁阀打开，向燃烧室内喷射一定量乙醇，降低燃烧室内温度，避免由早燃产生的缸内未燃混合气自燃及爆震。并在发动机后续循环中实行汽油乙醇掺混喷射，提高燃料辛烷值，降低燃烧室内温度，降低早燃倾向。当后续循环未再发生早燃时，逐步减少乙醇喷射量，并最终过渡到纯汽油喷射模式。
本发明的优越功效在于：当检测到某一气缸发生早燃时，采用向该气缸内喷射乙醇等汽化潜热大的燃料，对压缩混合气降温，降低压缩上止点时燃烧室内温度，抑制未燃混合气自燃，避免发生由早燃引发的超级爆震，减少对发动机的损害。
附图说明
图1为本发明检测控制装置示意图；
图2为本发明的流程图；
图中标号说明
1－为乙醇燃料箱；                     2－为汽油箱；
3－为乙醇高压共轨管；                 4－为汽油高压共轨管；
5－为控制乙醇电磁阀；                 6－为控制汽油电磁阀；
7－为混合燃料喷油器；                 8－为离子电流检测装置；
9－为发动机燃烧室。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步的说明。
如图1和图2所示，本发明提供了一种基于离子电流的火花点火式发动机早燃检测控制装置，包括乙醇低压油路1、乙醇高压共轨管3、控制乙醇电磁阀5、汽油低压油路2、汽油高压共轨管4、控制汽油电磁阀6、混合燃料喷油器7和离子电流检测装置8；离子电流检测装置8检测到火花点火前，燃烧室内发生自燃，在压缩行程中控制乙醇电磁阀5打开喷射一定量乙醇降低燃烧室内温度，抑制早燃，并在后续循环中，控制乙醇电磁阀5与汽油电磁阀6根据喷油脉宽同时打开，实现汽油中掺混乙醇，减少后续燃烧循环的早燃倾向。若继续发生早燃现象，则在压缩冲程喷射乙醇，若后续循环未发生早燃现象，则随循环减少燃料中乙醇喷射量，最终恢复为纯汽油喷射。
所述乙醇高压共轨管3用于保持乙醇或其他气化潜热大的燃料的燃料压力。
所述控制乙醇电磁阀5用于控制乙醇喷射脉宽及时间
所述汽油高压共轨管4用于维持汽油的喷射压力。
所述控制汽油电磁阀6用于控制汽油喷射脉宽及时间。
在正常发动机工作循环时，将乙醇（或其他气化潜热大的燃料）与汽油分别在乙醇高压共轨管3及汽油高压共轨管4中建立需要的轨压，由控制乙醇电磁阀5和控制汽油电磁阀6控制，并通过离子电流检测装置8检测发动机是否发生早燃。当发动机处于正常燃烧循环工况时（未发生早燃），控制乙醇电磁阀5关闭，控制汽油电磁阀6按照负荷需要工作。当离子电流检测装置8检测到燃烧室内发生早燃时，在压缩冲程，将控制乙醇电磁阀5打开，向燃烧室内喷射一定量乙醇，降低燃烧室内温度，避免由早燃产生的缸内未燃混合气自燃及爆震。并在发动机后续循环中实行汽油乙醇掺混喷射，提高燃料辛烷值，降低燃烧室内温度，降低早燃倾向。当后续循环未再发生早燃时，逐步减少乙醇喷射量，并最终过渡到纯汽油喷射模式。
上述对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和应用本发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于这里的实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种基于离子电流的火花点火式发动机早燃检测控制装置，其特征在于：包括乙醇低压油路、乙醇高压共轨管、控制乙醇电磁阀、汽油低压油路、汽油高压共轨管、控制汽油电磁阀、混合燃料喷油器和离子电流检测装置；离子电流检测装置检测到火花点火前，燃烧室内发生自燃，在压缩行程中控制乙醇电磁阀打开喷射一定量乙醇降低燃烧室内温度，抑制早燃，并在后续循环中，控制乙醇电磁阀与汽油电磁阀根据喷油脉宽同时打开，实现汽油中掺混乙醇，减少后续燃烧循环的早燃倾向；若继续发生早燃现象，则在压缩冲程喷射乙醇，若后续循环未发生早燃现象，则随循环减少燃料中乙醇喷射量，最终恢复为纯汽油喷射。
2.如权利要求1所述的基于离子电流的火花点火式发动机早燃检测控制装置，其特征在于：所述乙醇高压共轨管用于保持乙醇或其他气化潜热大的燃料的燃料压力。
3.如权利要求1所述的基于离子电流的火花点火式发动机早燃检测控制装置，其特征在于：所述控制乙醇电磁阀用于控制乙醇喷射脉宽及时间。
4.如权利要求1所述的基于离子电流的火花点火式发动机早燃检测控制装置，其特征在于：所述汽油高压共轨管用于维持汽油的喷射压力。
5.如权利要求1所述的基于离子电流的火花点火式发动机早燃检测控制装置，其特征在于：所述控制汽油电磁阀用于控制汽油喷射脉宽及时间。
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