CN110848040A - 一种射流点火燃烧系统的喷射方法及喷射控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例提供一种射流点火燃烧系统的喷射方法及喷射控制方法，喷射方法包括：两次喷射的方法和单次喷射的方法。所述两次喷射的方法，包括：在发动机的进气冲程及压缩冲程中，控制系统分别触发射流室喷油器喷射燃料一次。单次喷射的方法包括：在发动机的进气冲程中，控制系统触发射流室喷油器喷射燃料一次。本发明实施例通过不同的喷射方法在射流室和主燃室之间创造分层的混合气，有利于发动机的可靠及稳定点火；通过对无喷射、单次喷射及两次喷射的喷射方法划分，充分考虑不同喷射方法适用范围及其优势，有利于拓展发动机在不同稀燃工况下的可靠运行，降低稀燃工况的循环波动，对于拓展发动机的稀燃运行具有极高的实用价值。
Description
技术领域
本发明涉及发动机的点火燃烧装置技术领域，尤其涉及一种射流点火燃烧系统的喷射方法及喷射控制方法。
背景技术
能源及环境问题的日益突出，促使内燃机技术不断的转型升级。结合未来混合动力的主流趋势，车用动力内燃机可以运行在更集中的高效区域。为了使内燃机达到更高的热效率，稀燃成为了内燃机提高热效率的主要的技术路径。
目前，使用传统的火花塞点火由于点火能量不足难以在高湍流、超稀混合气的情况下实现稳定点火。
因此，如何提升点火能量，使火花塞可以在高湍流、超稀混合气的情况下实现稳定点火，成为亟待解决的技术问题。
发明内容
本发明实施例提供一种射流点火燃烧系统的喷射方法及喷射控制方法，用以解决传统的火花塞点火由于点火能量不足难以在高湍流、超稀混合气的情况下实现稳定点火这一技术问题。
本发明实施例提供一种射流点火燃烧系统进行两次喷射的方法，包括：
在发动机的进气冲程及压缩冲程中，控制系统分别触发射流室喷油器喷射燃料一次。
可选地，所述射流点火燃烧系统进行两次喷射的方法，还包括：
在发动机的进气冲程中，进气喷油器开始喷射燃料，直至主燃室的混合气过量空气系数在第一预设区间内。
可选地，所述在发动机的进气冲程及压缩冲程中，控制系统分别触发射流室喷油器喷射燃料一次，包括：
在发动机的进气冲程中，控制系统触发射流室喷油器喷射燃料一次，所述射流点火器底部喷孔外围的混合气过量空气系数在第二预设区间内；
在发动机的压缩冲程中，控制系统触发射流室喷油器喷射燃料一次，射流室内部的混合气过量空气系数在第三预设区间内。
本发明实施例提供一种射流点火燃烧系统进行单次喷射的方法，包括：在发动机的进气冲程中，控制系统触发射流室喷油器喷射燃料一次。
可选地，所述射流点火燃烧系统进行单次喷射的方法，还包括：
在发动机的进气冲程中，进气喷油器开始喷射燃料，直至主燃室的混合气过量空气系数在第四预设区间内。
可选地，所述在发动机的进气冲程中，控制系统触发射流室喷油器喷射燃料一次，包括：
在发动机的进气冲程中，控制系统触发射流室喷油器喷射燃料一次，所述射流点火器底部喷孔外围以及射流室内部的混合气过量空气系数在第五预设区间内。
本发明实施例提供一种单次喷射、两次喷射及无喷射的控制方法，包括：
当发动机主燃室混合气过量空气系数在第六预设区间内时，射流室喷油器不进行喷射；
当发动机主燃室混合气过量空气系数在第七预设区间且当发动机负荷小于额定负荷阈值时，所述射流室喷油器进行单次喷射；
当发动机主燃室混合气过量空气系数在第七预设区间且当发动机负荷大于或等于额定负荷阈值时，所述射流室喷油器进行两次喷射；
当发动机主燃室混合气过量空气系数在第八预设区间时，所述射流室喷油器进行两次喷射。
本发明实施例提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行上述方法的步骤。
本发明实施例提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述方法的步骤。
本发明实施例通过不同的喷射方法在射流室和主燃室之间创造分层的混合气，有利于射流点火器的可靠及稳定点火；通过对无喷射、单次喷射及两次喷射的喷射方法划分，充分考虑不同喷射方法适用范围及其优势，有利于拓展发动机在不同稀燃工况下的可靠运行，降低稀燃工况的循环波动，对于拓展发动机的稀燃运行具有极高的实用价值。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1示出了本发明一实施例提供的一种射流点火燃烧系统的结构示意图；
图2示出了本发明一实施例提供的一种射流点火燃烧系统进行两次喷射的方法的流程示意图；
图3示出了本发明一实施例提供的喷射相位示意图；
图4示出了本发明一实施例提供的一种射流点火燃烧系统进行单次喷射的方法的流程示意图；
图5示出了本发明一实施例提供的一种单次喷射、两次喷射及无喷射的控制方法的示意图；
图6为本发明一实施例提供的电子设备的逻辑框图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明一实施例提供的一种射流点火燃烧系统的结构示意图，如图1所示。该结构示意图包括：油箱1、发动机2、进气喷油器3、射流点火器4、火花塞5、射流室喷油器6、射流室7、喷孔外围区8、主燃室9和喷孔10。所述油箱1分别与所述进气喷油器3和所述射流室喷油器6相连，用于向所述进气喷油器3和所述射流室喷油器6提供燃料；所述发动机2的进气管路安装有所述进气喷油器3；其中，所述进气喷油器3用于在所述发动机2的进气冲程中进行喷射；所述射流点火器4安装在所述发动机2的气缸盖顶部，射流点火器4集成了火花塞5、喷油器6及射流室7，以实现点火。所述射流室7底部存在若干喷孔10，同喷孔外围区8相连；其中，所述若干喷孔10，用于将燃烧射流喷到喷孔外围区8；主燃室9同喷孔外围区8相连；其中，所述主燃室9，用于燃烧稀混合气。其中，所述火花塞5点燃射流室喷油器6喷射的燃料，实现燃烧射流。在此需要说明的是，进气喷油器3为低压喷油器；射流室喷油器6为高压喷油器。
在此还需要说明的是，本发明中提到的第一预设区间、第二预设区间、…、第八预设区间中的第一、第二、…第八仅是对预设区间的划分，不代表顺序关系。
以上是对射流点火燃烧系统的介绍。接下来是对射流点火燃烧系统进行两次喷射和单次喷射的方法的介绍。
图2示出了本发明一实施例提供的一种射流点火燃烧系统进行两次喷射的方法的流程示意图，包括：
S21，在发动机的进气冲程及压缩冲程中，控制系统分别触发射流室喷油器喷射燃料一次。
在本发明实施例中，射流室喷油器6总共喷射燃料两次。第一次是控制系统在发动机的进气冲程触发射流室喷油器6喷射燃料一次；第二次是控制系统在发动机的压缩冲程触发射流室喷油器6喷射燃料一次。两次喷射燃料的示意图如图3所示。
本发明实施例射流室喷油器喷射燃料两次，为后续创造三级分层的混合气氛围奠定基础，有利于射流点火燃烧系统实现可靠点火。
进一步地，在上述方法实施例的基础上，所述射流点火燃烧系统进行两次喷射的方法，还包括：
在发动机的进气冲程中，进气喷油器3开始喷射燃料，直至主燃室9的混合气过量空气系数在第一预设区间内。
具体地，在发动机的进气冲程中，进气喷油器3开始喷射燃料，在发动机的主燃室9创造稀的混合气氛围，直至主燃室9的混合气过量空气系数在第一预设区间内。在本发明实施例中，第一预设区间取值为1.4至4，即主燃室9的混合气过量空气系数为1.4至4之间。
本发明实施例进气喷油器喷射燃料，为后续创造三级分层的混合气氛围奠定基础，有利于射流点火燃烧系统实现可靠点火。
进一步地，在上述方法实施例的基础上，所述在发动机的进气冲程及压缩冲程中，控制系统分别触发射流室喷油器喷射燃料一次，包括：
在发动机的进气冲程中，控制系统触发射流室喷油器喷射燃料一次，所述射流点火器底部喷孔外围的混合气过量空气系数在第二预设区间内；
在发动机的压缩冲程中，控制系统触发射流室喷油器喷射燃料一次，射流室内部的混合气过量空气系数在第三预设区间内。
具体地，在发动机的进气冲程中，射流室喷油器6喷射的燃料随活塞下行经射流点火器底部喷孔10进入发动机主燃室9内，在主燃室9稀混合气的基础上进一步加浓射流室喷孔外围区8。在本发明实施例中，所述第二预设区间取值为1至1.4，即射流室喷孔外围区8的混合气过量空气系数在1至1.4之间；在发动机的压缩冲程中，射流室喷油器6喷射的燃料进一步加浓射流室7内部的混合气。在本发明实施例中，第三预设区间取值为0.4至1，即射流室7的混合气过量空气系数为0.4至1之间。
进气喷油器3的喷射以及射流室喷油器6的喷射创造了发动机主燃室9以及射流室7之间三级分层的混合气氛围，分别是：一、主燃室9内混合气过量空气系数在1.4-4之间，是稀混合气；二、射流室喷孔外围区8的混合气过量空气系数1-1.4之间；三、射流室7内部混合气过量空气系数在0.4-1之间，是浓混合气。
本发明实施例通过在射流室和主燃室之间创造三级分层的混合气氛围，有利于射流点火器的可靠及稳定点火。
图4示出了本发明一实施例提供的一种射流点火燃烧系统进行单次喷射的方法的流程示意图，包括：
S41，在发动机的进气冲程中，控制系统触发射流室喷油器喷射燃料一次。
在本发明实施例中，射流室喷油器6总共喷射燃料一次。该次喷射是控制系统在发动机的进气冲程触发射流室喷油器6完成的。单次喷射燃料的示意图如图3所示。
本发明实施例射流室喷油器喷射燃料一次，为后续创造两级分层的混合气氛围奠定基础，有利于射流点火燃烧系统实现可靠点火。
进一步地，在上述方法实施例的基础上，所述射流点火燃烧系统进行单次喷射的方法，还包括：
在发动机的进气冲程中，进气喷油器开始喷射燃料，直至主燃室的混合气过量空气系数在第四预设区间内。
具体地，在发动机的进气冲程中，进气喷油器3开始喷射燃料，创造了发动机的主燃室9稀的混合气氛围，主燃室9的混合气过量空气系数在第四预设区间内。在本发明实施例中，第四预设区间取值为1.2至1.8，即主燃室9的混合气过量空气系数为1.2至1.8之间。
本发明实施例进气喷油器喷射燃料，为后续创造两级分层的混合气氛围奠定基础，有利于射流点火燃烧系统实现可靠点火。
进一步地，在上述方法实施例的基础上，所述在发动机的进气冲程中，控制系统触发射流室喷油器喷射燃料一次，包括：
在发动机的进气冲程中，控制系统触发射流室喷油器喷射燃料一次，所述射流点火器底部喷孔外围以及射流室内部的混合气过量空气系数在第五预设区间内。
具体地，在发动机的进气冲程中，射流室喷油器6被控制系统触发，喷射燃料一次，使得所述射流点火器底部喷孔外围8以及射流室7内部的混合气过量空气系数在第五预设区间内。在本发明实施例中，所述第五预设区间取值为0.8至1.2，即射流点火器底部喷孔外围8以及射流室7内部的混合气过量空气系数为0.8至1.2之间。
单次喷射的方法在发动机主燃室9以及射流室7之间创造两级的混合气氛围，分别为：一、主燃室9内混合气过量空气系数为1.2-1.8，是稀混合气；二、射流室7以及射流室喷孔外围区8内的混合气过量空气系数为0.8-1.2，是浓混合气。
本发明实施例通过在射流室和主燃室之间创造两级的混合气氛围，有利于射流点火器的可靠及稳定点火。
本发明实施例通过在射流室和主燃室之间创造分层的混合气，有利于发动机的可靠及稳定点火。
以上是对射流点火燃烧系统进行两次喷射和单次喷射的方法的介绍，接下来是对单次喷射、两次喷射及无喷射的控制方法的介绍。
图5示出了本发明一实施例提供的一种单次喷射、两次喷射及无喷射的控制方法的示意图，包括：
当发动机主燃室混合气过量空气系数在第六预设区间内时，射流室喷油器不进行喷射；
当发动机主燃室混合气过量空气系数在第七预设区间且当发动机负荷小于额定负荷阈值时，所述射流室喷油器进行单次喷射；
当发动机主燃室混合气过量空气系数在第七预设区间且当发动机负荷大于或等于额定负荷阈值时，所述射流室喷油器进行两次喷射；
当发动机主燃室混合气过量空气系数在第八预设区间时，所述射流室喷油器进行两次喷射。
具体地，在本发明实施例中，第六预设区间取值为1至1.2；第七预设区间取值为1.2至1.6；第八预设区间取值为大于1.6。当发动机主燃室9混合气过量可空气系数在1-1.2之间时射流室喷油器6不进行喷射；当发动机主燃室9混合气过量可空气系数在1.2-1.6之间且当发动机负荷小于额定负荷50％时射流室喷油器6进行一次喷射，当发动机负荷大于或等于额定负荷50％时射流室喷油器6进行两次喷射；当发动机主燃室9混合气过量空气系数大于1.6时射流室喷油器6进行两次喷射。
本发明实施例通过对无喷射、单次喷射及两次喷射的喷射方法划分，充分考虑不同喷射方法适用范围及其优势，有利于拓展发动机在不同稀燃工况下的可靠运行，降低稀燃工况的循环波动，对于拓展发动机的稀燃运行具有极高的实用价值。
图6为本发明一实施例提供的电子设备的逻辑框图；所述电子设备，包括：处理器(processor)61、存储器(memory)62和总线63；
其中，所述处理器61和存储器62通过所述总线63完成相互间的通信；所述处理器61用于调用所述存储器62中的程序指令，以执行上述方法实施例所提供的一种射流点火燃烧系统进行两次喷射的方法、一种射流点火燃烧系统进行单次喷射的方法及一种单次喷射、两次喷射及无喷射的控制方法。
本发明一实施例还提出一种非暂态计算机可读存储介质，所述非暂态计算机可读存储介质存储计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现了执行上述各实施例提供的一种射流点火燃烧系统进行两次喷射的方法、一种射流点火燃烧系统进行单次喷射的方法及一种单次喷射、两次喷射及无喷射的控制方法。
以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (9)
1.一种射流点火燃烧系统进行两次喷射的方法，其特征在于，包括：
在发动机的进气冲程及压缩冲程中，控制系统分别触发射流室喷油器喷射燃料一次。
2.根据权利要求1所述的射流点火燃烧系统进行两次喷射的方法，其特征在于，所述射流点火燃烧系统进行两次喷射的方法，还包括：
在发动机的进气冲程中，进气喷油器开始喷射燃料，直至主燃室的混合气过量空气系数在第一预设区间内。
3.根据权利要求1所述的射流点火燃烧系统进行两次喷射的方法，其特征在于，所述在发动机的进气冲程及压缩冲程中，控制系统分别触发射流室喷油器喷射燃料一次，包括：
在发动机的进气冲程中，控制系统触发射流室喷油器喷射燃料一次，所述射流点火器底部喷孔外围的混合气过量空气系数在第二预设区间内；
在发动机的压缩冲程中，控制系统触发射流室喷油器喷射燃料一次，射流室内部的混合气过量空气系数在第三预设区间内。
4.一种射流点火燃烧系统进行单次喷射的方法，其特征在于，包括：
在发动机的进气冲程中，控制系统触发射流室喷油器喷射燃料一次。
5.根据权利要求4所述的射流点火燃烧系统进行单次喷射的方法，其特征在于，所述射流室火燃烧系统进行单次喷射的方法，还包括：
在发动机的进气冲程中，进气喷油器开始喷射燃料，直至主燃室的混合气过量空气系数在第四预设区间内。
6.根据权利要求4所述的射流点火燃烧系统进行单次喷射的方法，其特征在于，所述在发动机的进气冲程中，控制系统触发射流室喷油器喷射燃料一次，包括：
在发动机的进气冲程中，控制系统触发射流室喷油器喷射燃料一次，所述射流室火器底部喷孔外围以及射流室内部的混合气过量空气系数在第五预设区间内。
7.一种单次喷射、两次喷射及无喷射的控制方法，其特征在于，包括：
当发动机主燃室混合气过量空气系数在第六预设区间内时，射流室喷油器不进行喷射；
当发动机主燃室混合气过量空气系数在第七预设区间且当发动机负荷小于额定负荷阈值时，所述射流室喷油器进行单次喷射；
当发动机主燃室混合气过量空气系数在第七预设区间且当发动机负荷大于或等于额定负荷阈值时，所述射流室喷油器进行两次喷射；
当发动机主燃室混合气过量空气系数在第八预设区间时，所述射流室喷油器进行两次喷射。
8.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1-3中任一项所述的射流点火燃烧系统进行两次喷射的方法的步骤、如权利要求4-6中任一项所述的射流点火燃烧系统进行单次喷射的方法的步骤及如权利要求7所述的单次喷射、两次喷射及无喷射的控制方法的步骤。
9.一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1-3任一项所述的射流点火燃烧系统进行两次喷射的方法的步骤、如权利要求4-6任一项所述的射流点火燃烧系统进行单次喷射的方法的步骤及如权利要求7所述的单次喷射、两次喷射及无喷射的控制方法的步骤。
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