CN113027627B - 一种发动机缸内燃料可控重整的控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种发动机缸内燃料可控重整的控制方法，步骤为：将多缸发动机的分为两个工作缸和一个重整缸；ECU判断发动机运行负荷；小负荷工况时，需要燃料部分重整，控制三通阀使重整缸具有单独的进排气管，利用发动机废气对重整缸进气进行初步加热，控制重整缸进气支管喷油器单独工作，控制重整缸进气节流阀的开度和电加热的功率,使重整缸内形成固定当量比的浓预混合气；负荷增加时，调整重整缸进气支管喷油器喷油量，控制重整缸进气节流阀的开度和电加热的功率逐渐增大；大负荷和满负荷工况时，控制三通阀使重整缸切换成与工作缸相同的普通工作模式。该控制方法仅通过节流阀和进气加热协同控制就可以实现对重整缸温度、压力的准确控制。

Description

一种发动机缸内燃料可控重整的控制方法

技术领域

本发明涉及发动机技术领域，更具体的说，是涉及一种发动机缸内燃料可控重整的控制方法。

背景技术

内燃机至今依然是热效率最高、比质量功率最大的原动机。但是，面对世界能源的短缺以及环境法规的愈加严格，要求内燃机运行更加高效清洁。基于活性控制压燃模式RCCI以及双燃料高预混合压燃HPCC模式均采用两种活性燃料如汽油、柴油双燃料方式，可以在宽广运行工况范围内高效清洁燃烧，但该燃烧技术的缺点是需要采用两种燃料，安装两个油箱和两套燃油系统，增加了控制难度和运行成本。

通过对部分燃料进行重整形成不同氧化阶段的不同活性的中间产物，导入发动机气缸参与燃烧是燃用单一燃料实现发动机活性控制压燃模式的有效方式。当前采用外置重整器催化重整得到小分子组分如H₂和CO等，产物活性单一，且需要催化剂和较高的重整温度；采用基于负气门重叠NVO的废气重整只局限于改善小负荷燃烧稳定性；采用外置重整器的无催化低温重整存在布置复杂、响应慢和成本高等问题。通过控制缸内燃料与空气反应的边界条件可获得不同活性的重整产物，从而可以控制燃烧反应路径，在全负荷工况范围内实现高效清洁燃烧。

然而，燃料低温重整对温度、压力、混合气浓度等条件变化敏感。首先，若重整缸内热力条件未能促使燃料发生重整，或者燃料发生高温放热反应，则会失去重整意义，且会降低燃料经济性；其次，燃料浓混合气压缩重整需要降低压缩压力，通常为负压，同时提高压缩温度以拓宽稳定可重整温度压力区间。最后，在稳定可重整温度压力区间内发动机不同工况需求重整缸内不同氧化阶段产生的不同活性的氧化产物，例如低速小负荷条件下需要重整产生高活性物质以拓展小负荷运行工况范围，而中高负荷条件下则需要重整产生低活性物质以与缸内直喷高活性燃料实现混合气活性与浓度分层耦合控制的高效清洁燃烧。因此需要重整反应过程精确可控，以获得发动机不同工况条件下所需求的不同活性的中间产物。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术中的不足，提供一种可以进一步提高发动机热效率及降低排放的发动机缸内燃料可控重整的控制方法。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的。

本发明的一种发动机缸内燃料可控重整的控制方法，包括以下步骤：

步骤一、对装置进行改进，实现发动机缸内燃料可控重整的装置包括多缸发动机，多缸发动机的多个气缸分为两个工作缸和一个重整缸，在两个工作缸和一个重整缸的缸盖上分别安装有一个直喷喷油器，重整缸工作时单独的进气管上依次安装有进气节流阀、温度传感器和压力传感器，进气管的进气端与大气环境连通，所述的进气节流阀和温度传感器之间的进气管与换热器的管程、电加热器连通，第一根进气支管以及第二根进气支管的出口各自与一个工作缸的进气口连通，所述的进气管的出口与第一三通阀的第一阀口相连，所述的第一根进气支管以及第二根进气支管的进口共同与混合腔的出口连通，并通过管路与第一三通阀的第二阀口连通，所述第一三通阀的第三阀口通过第三进气支管与重整缸的进气口连通，在靠近重整缸的进气口处的第三进气支管上安装有电控喷油器；

第一根排气支管以及第二根排气支管的进口各自与一个工作缸的排气口连通，并且第一根排气支管以及第二根排气支管的出口共同与总排气支管的入口连通，并通过管路与第二三通阀的第一阀口连通，第三根排气支管的进口与重整缸的排气口连通，且第三根排气支管的出口与第二三通阀的第二阀口连通，单独的排气管的入口与第二三通阀的第三阀口连通，并且另一端与混合腔的第一入口连通；

沿进气方向，发动机总进气管依次与涡轮增压器的压气机、废气再循环支管的出口以及混合腔的第二入口连接，发动机总进气管的进气端与大气环境连通；沿排气方向，发动机总排气管依次与废气再循环支管的入口、涡轮增压器的透平以及排气旁通管的入口连通并与排气背压阀连接，所述的排气旁通管的出口与大气环境连通；

在所述废气再循环支管上安装有废气再循环阀，排气旁通管的进口端与位于排气背压阀和涡轮增压器的透平之间的发动机总排气管连通，在所述的发动机排气旁通管上安装有排气旁通阀，所述的排气旁通管的出口与换热器的壳程通道进口连通；

步骤二、电子控制单元分别读取发动机转速信号及负荷信号，判断发动机的运行工况，进而确定重整缸内所需燃料重整产物活性；

步骤三、如果步骤二的判断结果为发动机处于小负荷工况，则发动机需要高活性重整产物以促进工作缸内着火及燃烧稳定性，此时，工作缸采用现有的控制方法，重整缸单独工作，重整缸单独工作的具体控制方法如下：

首先，发动机电子控制单元控制第一三通阀关闭第二阀口，打开第一阀口和第三阀口，控制第二三通阀关闭第一阀口，打开第二阀口和第三阀口控制，使重整缸具有单独的进气管和排气管；

然后，分别采用工作缸的排气余热和电加热器对重整缸单独工作时的进气进行两阶段加热，过程如下：发动机电子控制单元控制排气背压阀全关，排气旁通阀全开，使两个工作缸的排气分别排入第一根排气支管和第二根排气支管并汇入总排气管后，经涡轮增压器的透平、排气旁通管和换热器的壳程排出，从而对从进气管的入口流入的新鲜进气在换热器的管程内与换热器壳程内的排气换热后进行第一阶段加热，新鲜进气经换热器的管程加热后，再通过控制电加热器的功率对新鲜进气进行第二阶段加热，使进气温度达到小负荷时电子控制单元标定脉谱的温度；

最后，发动机电子控制单元仅向电控喷油器发出喷射时刻和喷射脉宽信号，使燃油仅在重整缸进气口处喷入并与第三进气支管内的空气混合后进入重整缸内，同时控制进气节流阀的开度，使小负荷工况下喷油后的重整缸内能形成固定当量比的浓预混合气；

步骤四、如果步骤一的判断结果为发动机处于中高负荷工况，则发动机需要低活性重整产物以使工作缸内形成混合气活性分层，从而促进工作缸内的燃烧反应速率的控制，此时，重整缸单独工作的具体控制方法如下：

首先，发动机电子控制单元控制第一三通阀关闭第二阀口，打开第一阀口和第三阀口，控制第二三通阀关闭第一阀口，打开第二阀口和第三阀口，使重整缸具有单独的进气管和排气管；

然后，分别采用工作缸的排气余热和电加热器对重整缸单独工作时的进气进行两阶段加热，过程如下：发动机电子控制单元控制排气背压阀全关，排气旁通阀全开，使两个工作缸的排气分别排入第一根排气支管和第二根排气支管并汇入总排气管后，经涡轮增压器的透平、排气旁通管和换热器的壳程排出，从而对从进气管的入口流入的新鲜进气在换热器的管程内与换热器壳程内的排气换热后进行第一阶段加热，新鲜进气经换热器的管程加热后，再通过控制电加热器的功率对新鲜进气进行第二阶段加热，使进气温度达到中高负荷时电子控制单元标定脉谱的温度；

最后，发动机电子控制单元仅向电控喷油器发出喷射时刻和喷射脉宽信号，使燃油仅在重整缸进气口处喷入并与第三进气支管内的空气混合后进入重整缸内，同时控制进气节流阀的开度大于发动机处于中高负荷工况时的开度；使中高负荷工况下喷油后的重整缸内能形成固定当量比的浓预混合气；

步骤五、如果步骤一的判断结果为发动机处于大负荷和满负荷工况，重整缸切换成普通工作模式，控制方法如下：

首先，发动机电子控制单元控制第一三通阀关闭第一阀口并打开第二阀口和第三阀口，控制第二三通阀关闭第三阀口并打开第一阀口和第二阀口，从而改变重整缸的进气和排气流向，使重整缸切换成与工作缸相同的进排气模式，两个工作缸的进气和重整缸的进气经总进气管上的涡轮增压器的压气机进入混合腔，然后分别通过第一根进气支管、第二根进气支管、第三根进气支管进入两个工作缸和重整缸，两个工作缸的排气和重整缸的排气分别经第一排气支管、第二排气支管和第三排气支管汇入发动机总排气管；

然后，发动机电子控制单元控制进气节流阀全关，电加热器为关闭状态，同时控制排气背压阀全开，排气旁通阀全关，使发动机工作缸和重整缸的排气汇入发动机总排气管后经涡轮增压器的透平从发动机总排气管排出；

最后，发动机电子控制单元仅向安装在重整缸缸盖上的直喷喷油器发出喷射时刻和喷射脉宽信号，使燃油直接经直喷喷油器喷入重整缸与缸内气体混合。

与现有技术相比，本发明的技术方案所带来的有益效果是：

1.不需加装外置重整器，仅需对重整缸加装节气门、进气加热和气道喷油器等简单、成熟的装置，就能实现具体可操作；

2.节气门和进气加热协同控制可以实现对重整缸温度、压力的准确控制，结合气道喷油器可以实现混合气浓度的准确控制，从而满足重整反应历程控制需要；

3.适应不同燃料。不同燃料形成某阶段中间产物对重整温度、压力及浓度的需求不同，本发明提出的方法和装置能够灵活精确控制上述条件，因此能够适应不同燃料的重整要求；

4.重整缸与工作缸实现协同优化。ECU读取转速和油门踏板信号，根据标定的不同工况下工作缸对重整产物组分和量的需求，确定该工况重整缸的工作要求，如重整温度、压力、重整油量等。据此，ECU读取该工况下的进气压力信号，根据进气量和重整温度、压力需求确定节气门开度、进气加热功率，根据重整油量需求确定喷油量。

附图说明

图1是重整缸燃料稳定可控重整所需的进气温度和进气压力区间脉谱图；

图2是本发明实现发动机缸内可控重整装置示意图。

具体实施方式

为进一步阐述本发明的功能结构，下面结合附图和优选的实施例对本发明作详细说明，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。

本发明的一种发动机缸内燃料可控重整的控制方法，包括以下步骤：

步骤一、对装置进行改进，如图1所示，燃料浓混合气压缩重整需要降低压缩压力，通常为负压，同时提高压缩温度以拓宽稳定可重整温度压力区间。该图仅是对正庚烷在当量比为1.5、转速为1200rpm工况下的脉谱图进行说明，图中在进气温度为380-540K、进气压力为0.3-0.4atm范围内为稳定可控重整区间；重整缸在不同工况下的进气温度和进气压力需要重新进行标定；

如图2所示，实现发动机缸内燃料可控重整的装置是在现有装置上进行改进的，包括多缸发动机，多缸发动机的多个气缸分为两个工作缸14和一个重整缸3，在两个工作缸14和一个重整缸3的缸盖上分别安装有一个直喷喷油器4。重整缸3工作时单独的进气管6上依次安装有进气节流阀5、温度传感器9和压力传感器10，进气管6的进气端与大气环境连通，所述的进气节流阀5和温度传感器9之间的进气管6与换热器7的管程、电加热器8连通。第一根进气支管以及第二根进气支管的出口各自与一个工作缸14的进气口连通。所述的进气管6的出口与第一三通阀11的第一阀口相连。所述的第一根进气支管以及第二根进气支管的进口共同与混合腔13的出口连通，并通过管路与第一三通阀11的第二阀口连通。所述第一三通阀11的第三阀口通过第三进气支管与重整缸3的进气口连通，在靠近重整缸3的进气口处的第三进气支管上安装有电控喷油器12。

第一根排气支管以及第二根排气支管的进口各自与一个工作缸14的排气口连通，并且第一根排气支管以及第二根排气支管的出口共同与总排气支管的入口连通，并通过管路与第二三通阀20的第一阀口连通。第三根排气支管的进口与重整缸3的排气口连通，且第三根排气支管的出口与第二三通阀20的第二阀口连通。单独的排气管15的入口与第二三通阀20的第三阀口连通，并且另一端与混合腔13的第一入口连通。

沿进气方向，发动机总进气管18依次与涡轮增压器19的压气机、废气再循环支管16的出口以及混合腔13的第二入口连接，发动机总进气管18的进气端与大气环境连通。

沿排气方向，发动机总排气管1依次与废气再循环支管16的入口、涡轮增压器19的透平以及排气旁通管21的入口连通并与排气背压阀22连接，所述的排气旁通管21的出口与大气环境连通。

在所述废气再循环支管16上安装有废气再循环阀17。排气旁通管21的进口端与位于排气背压阀22和涡轮增压器19的透平之间的发动机总排气管1连通，在所述的发动机排气旁通管上安装有排气旁通阀2，所述的排气旁通管21的出口与换热器7的壳程通道进口连通。

所述重整缸3工作时通过第一三通阀11和第二三通阀20控制使其具有单独的进气管6和排气管15。燃料经所述电控喷油器12喷入气道与空气混合形成预混气进入所述重整缸3，利用内燃机活塞压缩冲程将燃料与空气混合形成的预混合气体在气缸内进行压缩，预混合气经历重整反应形成不同活性的重整产物。电子控制单元存储了实验标定不同转速、不同进气温度和进气压力条件下的纯空气压缩与膨胀时的缸压数据。重整缸内重整过程由电子控制单元控制。电子控制单元检测发动机转速和负荷信号，根据检测负荷信号控制所述电控喷油器12的喷油量，再根据检测的转速和负荷信号控制所述进气节流阀5、排气背压阀22和排气旁通阀2开度以及所述电加热器8的开关和加热功率。

本装置中工作缸采用现有的控制方法即可，具体可以参见清华大学出版社2011年出版的《汽车发动机原理》85-90页及186-191页。

步骤二、电子控制单元分别读取发动机转速信号及负荷信号，判断发动机的运行工况，进而确定重整缸内所需燃料重整产物活性。

步骤三、如果步骤二的判断结果为发动机处于小负荷工况，则发动机需要高活性重整产物以促进工作缸14内着火及燃烧稳定性。此时，工作缸14采用现有的控制方法，重整缸3单独工作。重整缸3单独工作的具体控制方法如下：

首先，发动机电子控制单元控制第一三通阀11关闭第二阀口，打开第一阀口和第三阀口，控制第二三通阀20关闭第一阀口，打开第二阀口和第三阀口控制，使重整缸3具有单独的进气管6和排气管15。

然后，分别采用工作缸14的排气余热和电加热器7对重整缸3单独工作时的进气进行两阶段加热，过程如下：发动机电子控制单元控制排气背压阀22全关，排气旁通阀2全开，使两个工作缸14的排气分别排入第一根排气支管和第二根排气支管并汇入总排气管1后，经涡轮增压器19的透平、排气旁通管21和换热器7的壳程排出，从而对从进气管6的入口流入的新鲜进气在换热器7的管程内与换热器7壳程内的排气换热后进行第一阶段加热。新鲜进气经换热器7的管程加热后，再通过控制电加热器8的功率对新鲜进气进行第二阶段加热，使进气温度达到小负荷时电子控制单元标定脉谱的温度(通常可以为380-420K)。

最后，发动机电子控制单元仅向电控喷油器12发出喷射时刻和喷射脉宽信号，使燃油仅在重整缸3进气口处喷入并与第三进气支管内的空气混合后进入重整缸3内。同时控制进气节流阀5的开度(通常可以为5-15％)，使小负荷工况下喷油后的重整缸内能形成固定当量比(当量比是指完全燃烧理论所需要的空气量与实际供给得空气量之比，通常可以为1.5)的浓预混合气。

步骤四、如果步骤一的判断结果为发动机处于中高负荷工况，则发动机需要低活性重整产物以使工作缸14内形成混合气活性分层，从而促进工作缸14内的燃烧反应速率的控制。此时，工作缸14采用现有的控制方法，重整缸3单独工作。重整缸3单独工作的具体控制方法与步骤2相似：

首先，发动机电子控制单元控制第一三通阀11关闭第二阀口，打开第一阀口和第三阀口，控制第二三通阀20关闭第一阀口，打开第二阀口和第三阀口，使重整缸3具有单独的进气管6和排气管15。

然后，分别采用工作缸14的排气余热和电加热器7对重整缸3单独工作时的进气进行两阶段加热，过程如下：发动机电子控制单元控制排气背压阀22全关，排气旁通阀2全开，使两个工作缸14的排气分别排入第一根排气支管和第二根排气支管并汇入总排气管1后，经涡轮增压器19的透平、排气旁通管21和换热器7的壳程排出，从而对从进气管6的入口流入的新鲜进气在换热器7的管程内与换热器7壳程内的排气换热后进行第一阶段加热。新鲜进气经换热器7的管程加热后，再通过控制电加热器8的功率对新鲜进气进行第二阶段加热，使进气温度达到中高负荷时电子控制单元标定脉谱的温度(通常可以为420-460K)。

最后，发动机电子控制单元仅向电控喷油器12发出喷射时刻和喷射脉宽信号，使燃油仅在重整缸3进气口处喷入并与第三进气支管内的空气混合后进入重整缸3内。同时控制进气节流阀5的开度大于发动机处于中高负荷工况时的开度(通常可以为15-30％)，使中高负荷工况下喷油后的重整缸内能形成固定当量比(当量比是指完全燃烧理论所需要的空气量与实际供给得空气量之比，通常可以为1.5)的浓预混合气。

步骤五、如果步骤一的判断结果为发动机处于大负荷和满负荷工况，为保证负荷功率需求，重整缸3需与工作缸14处于相同的普通工作模式。工作缸14采用现有的控制方法，重整缸3切换成普通工作模式的控制方法如下：

首先，发动机电子控制单元控制第一三通阀11关闭第一阀口并打开第二阀口和第三阀口，控制第二三通阀20关闭第三阀口并打开第一阀口和第二阀口，从而改变重整缸3的进气和排气流向，使重整缸3切换成与工作缸14相同的进排气模式。两个工作缸14的进气和重整缸3的进气经总进气管18上的涡轮增压器19的压气机进入混合腔13，然后分别通过第一根进气支管、第二根进气支管、第三根进气支管进入两个工作缸14和重整缸3，两个工作缸的排气和重整缸3的排气分别经第一排气支管、第二排气支管和第三排气支管汇入发动机总排气管1。

然后，发动机电子控制单元控制进气节流阀5全关，电加热器8为关闭状态，同时控制排气背压阀22全开，排气旁通阀2全关，使发动机工作缸14和重整缸3的排气汇入发动机总排气管1后经涡轮增压器19的透平从发动机总排气管1排出。

最后，发动机电子控制单元仅向安装在重整缸3缸盖上的直喷喷油器4发出喷射时刻和喷射脉宽信号，使燃油直接经直喷喷油器4喷入重整缸3与缸内气体混合。

尽管上面结合图对本发明进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨的情况下，还可以做出很多变形，这些均属于本发明的保护之内。

Claims (1)

1.一种发动机缸内燃料可控重整的控制方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤一、实现发动机缸内燃料可控重整的装置包括多缸发动机，多缸发动机的多个气缸分为两个工作缸(14)和一个重整缸(3)，在两个工作缸和一个重整缸的缸盖上分别安装有一个直喷喷油器(4)，重整缸工作时单独的进气管(6)上依次安装有进气节流阀(5)、温度传感器(9)和压力传感器(10)，进气管的进气端与大气环境连通，所述的进气节流阀和温度传感器之间的进气管与换热器(7)的管程、电加热器(8)连通，第一根进气支管以及第二根进气支管的出口各自与一个工作缸的进气口连通，所述的进气管的出口与第一三通阀(11)的第一阀口相连，所述的第一根进气支管以及第二根进气支管的进口共同与混合腔(13)的出口连通，并通过管路与第一三通阀的第二阀口连通，所述第一三通阀的第三阀口通过第三进气支管与重整缸(3)的进气口连通，在靠近重整缸的进气口处的第三进气支管上安装有电控喷油器(12)；

第一根排气支管以及第二根排气支管的进口各自与一个工作缸的排气口连通，并且第一根排气支管以及第二根排气支管的出口共同与总排气支管的入口连通，并通过管路与第二三通阀(20)的第一阀口连通，第三根排气支管的进口与重整缸的排气口连通，且第三根排气支管的出口与第二三通阀的第二阀口连通，单独的排气管(15)的入口与第二三通阀(20)的第三阀口连通，并且另一端与混合腔(13)的第一入口连通；

沿进气方向，发动机总进气管(18)依次与涡轮增压器(19)的压气机、废气再循环支管(16)的出口以及混合腔的第二入口连接，发动机总进气管的进气端与大气环境连通；沿排气方向，发动机总排气管(1)依次与废气再循环支管的入口、涡轮增压器的透平以及排气旁通管(21)的入口连通并与排气背压阀(22)连接，所述的排气旁通管的出口与大气环境连通；

在所述废气再循环支管上安装有废气再循环阀(17)，排气旁通管的进口端与位于排气背压阀和涡轮增压器的透平之间的发动机总排气管(1)连通，在所述的发动机排气旁通管上安装有排气旁通阀(2)，所述的排气旁通管的出口与换热器的壳程通道进口连通；

步骤二、电子控制单元分别读取发动机转速信号及负荷信号，判断发动机的运行工况，进而确定重整缸内所需燃料重整产物活性；

步骤三、如果步骤二的判断结果为发动机处于小负荷工况，则发动机需要高活性重整产物以促进工作缸内着火及燃烧稳定性，重整缸单独工作，重整缸单独工作的具体控制方法如下：

首先，发动机电子控制单元控制第一三通阀关闭第二阀口，打开第一阀口和第三阀口，控制第二三通阀关闭第一阀口，打开第二阀口和第三阀口控制，使重整缸具有单独的进气管和排气管；

然后，分别采用工作缸的排气余热和电加热器对重整缸单独工作时的进气进行两阶段加热，过程如下：发动机电子控制单元控制排气背压阀全关，排气旁通阀全开，使两个工作缸的排气分别排入第一根排气支管和第二根排气支管并汇入总排气管后，经涡轮增压器的透平、排气旁通管和换热器的壳程排出，从而对从进气管的入口流入的新鲜进气在换热器的管程内与换热器壳程内的排气换热后进行第一阶段加热，新鲜进气经换热器的管程加热后，再通过控制电加热器的功率对新鲜进气进行第二阶段加热，使进气温度达到小负荷时电子控制单元标定脉谱的温度,温度范围为380-420K；

最后，发动机电子控制单元仅向电控喷油器发出喷射时刻和喷射脉宽信号，使燃油仅在重整缸进气口处喷入并与第三进气支管内的空气混合后进入重整缸内，同时控制进气节流阀的开度，使小负荷工况下喷油后的重整缸内能形成固定当量比的浓预混合气；

步骤四、如果步骤一的判断结果为发动机处于中高负荷工况，则发动机需要低活性重整产物以使工作缸内形成混合气活性分层，从而促进工作缸内的燃烧反应速率的控制，此时，重整缸单独工作的具体控制方法如下：

首先，发动机电子控制单元控制第一三通阀关闭第二阀口，打开第一阀口和第三阀口，控制第二三通阀关闭第一阀口，打开第二阀口和第三阀口，使重整缸具有单独的进气管和排气管；

然后，分别采用工作缸的排气余热和电加热器对重整缸单独工作时的进气进行两阶段加热，过程如下：发动机电子控制单元控制排气背压阀全关，排气旁通阀全开，使两个工作缸的排气分别排入第一根排气支管和第二根排气支管并汇入总排气管后，经涡轮增压器的透平、排气旁通管和换热器的壳程排出，从而对从进气管的入口流入的新鲜进气在换热器的管程内与换热器壳程内的排气换热后进行第一阶段加热，新鲜进气经换热器的管程加热后，再通过控制电加热器的功率对新鲜进气进行第二阶段加热，使进气温度达到中高负荷时电子控制单元标定脉谱的温度,温度范围为420-460K；

最后，发动机电子控制单元仅向电控喷油器发出喷射时刻和喷射脉宽信号，使燃油仅在重整缸进气口处喷入并与第三进气支管内的空气混合后进入重整缸内，同时控制进气节流阀的开度大于发动机处于中高负荷工况时的开度；使中高负荷工况下喷油后的重整缸内能形成固定当量比的浓预混合气；

步骤五、如果步骤一的判断结果为发动机处于大负荷和满负荷工况，重整缸切换成普通工作模式，控制方法如下：

首先，发动机电子控制单元控制第一三通阀关闭第一阀口并打开第二阀口和第三阀口，控制第二三通阀关闭第三阀口并打开第一阀口和第二阀口，从而改变重整缸的进气和排气流向，使重整缸切换成与工作缸相同的进排气模式，两个工作缸的进气和重整缸的进气经总进气管上的涡轮增压器的压气机进入混合腔，然后分别通过第一根进气支管、第二根进气支管、第三根进气支管进入两个工作缸和重整缸，两个工作缸的排气和重整缸的排气分别经第一排气支管、第二排气支管和第三排气支管汇入发动机总排气管；

然后，发动机电子控制单元控制进气节流阀全关，电加热器为关闭状态，同时控制排气背压阀全开，排气旁通阀全关，使发动机工作缸和重整缸的排气汇入发动机总排气管后经涡轮增压器的透平从发动机总排气管排出；

最后，发动机电子控制单元仅向安装在重整缸缸盖上的直喷喷油器发出喷射时刻和喷射脉宽信号，使燃油直接经直喷喷油器喷入重整缸与缸内气体混合。

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