CN114934839B - 一种氢气射流点火氨内燃机及控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种氢气射流点火氨内燃机及控制方法，涉及发动机领域。该系统包括缸套、活塞、缸盖，缸套内部形成有主燃烧室，缸盖安装于缸套端口，并在缸盖上设置有喷油器和内部中空的射流室，所述射流室内布置有火花塞和射流室喷射器。所述射流室朝向所述主燃室的一端开设中心喷孔和多个分布于中心喷孔周边的外围喷孔。本发明提供的氢气射流点火燃烧系统，通过设计合理的预燃室参数，并配合主燃室喷射器的喷射策略，实现内燃机在多种燃烧模式下稳定运行。本发明有利拓宽氨发动机的稀燃极限，提高氨发动机的热效率。

Description

一种氢气射流点火氨内燃机及控制方法
技术领域
一种氢气射流点火氨内燃机及控制方法，具体涉及一种射流点火与缸内喷射相结合的火花点火发动机及控制方法，属于内燃机领域。
背景技术
近年来环境问题日益突出，发展可替代燃料技术正在受到广泛的关注。
氨气是一种较为理想的化学储能介质。首先，氨分子内本身不含碳原子，这意味着在使用终端提取氨所储存的化学能时不会产生温室气体排放。随着生产工艺的改进，未来的氨气生产过程中，所有的耗能点都可利用可再生能源来进行。其次，氨具有较高的能量密度，氨气的比(质量)能量密度约为22.5MJ/kg，远远高于锂离子电池和锌空气电池。除此之外，液态氨的体积能量密度大约在4.32kWh/L，比液态氢的体积能量密度 (2.54kWh/L)高出70％，比700bar压力储存的压缩氢气的体积能量密度 (1.55kWh/L)高出将近3倍。从基础设施建设角度而言，氨是生产量最大的化工品之一，我国是世界上最大的氨生产国。氨的饱和蒸汽曲线更接近丙烷，氨气在常温下9.9bar，或常压下-33.4℃实现液化，避免使用耐高压设备带来的高额成本和潜在安全风险，从而使得氨的储存成本大幅下降。综上所述，氨能是迈向无碳化经济的潜在解决方案。基于以上氨气利用方面的诸多有益之处，美国、日本、英国等多个国家开正在开展氨在动力机械方面的应用研究。
尽管氨燃烧具有以上优点，但其也存在一些明显的问题。第一，层流燃烧速度极低。氨气在空气中燃烧时的最大值仅为7cm/s，仅是甲烷的五分之一，氢气的四十分之一。第二，最小点火能量极高。氨气所需的点火能量比大部分碳氢燃料高出一个量级，比氢气高出两个量级。第三，自燃温度极高。第四，燃烧极限较窄。氨气的窄燃烧极限导致其无法有效地利用稀燃来提高其热效率，或利用当量比调节来应对发动机不同的工况。第五，汽化潜热较高。氨气蒸发潜热甚至超过甲醇，达到了1370kJ/kg。这会导致当氨在高压下以液体形式喷入缸内时气化过程吸收大量热量，使缸内温度降低，进而降低燃烧温度。
氨在燃烧过程中遇到的主要问题，包括层流火焰速度低、点火能量高、汽化潜热大等，提升氨燃烧过程的效率及稳定性是氨燃料化需要解决的首要问题。
预燃室射流点火是一种由火花塞点燃预燃室内少量混合气，然后由预燃室喷孔喷出射流火焰引燃主燃室混合气的点火方式。射流火焰可以在主燃室内形成多个点火源，从而促进主燃室混合气多点点火，从而实现提高点火及燃烧特性的目的。
氢气目前被认为是一种极佳的燃烧促进剂，其本身同样不含碳。氢气具有的层流火焰速度和最小点火能量比碳氢燃料分别高出和低出一个量级。氢气对混合气反应活性的提升可以归因于其对混合气扩散能力的增强、燃烧中活性自由基浓度的增加和对火焰温度的提升。因此，氢气适宜作为一种引燃燃料使用。
综上所述，设计了一种基于氢气射流点火的氨内燃机，使用氢气射流火焰引燃氨气，从而氨内燃机全工况稳定高效运行。
发明内容
针对氨发动机存在的问题，本发明解决的技术问题是，提出了一种氢气射流点火氨内燃机及控制方法，该发动机及控制方法可以改善氨内燃机难以启动及燃烧困难等问题，实现氨内燃机全工况稳定高效运行。
本发明解决所述技术问题采用的技术方案是：
一种氢气射流点火氨内燃机包括：内燃机本体，其中包括活塞、缸套、缸盖、主燃室以及安装于缸盖上的预燃室；氨气供给系统，其上依次串联有氨气瓶、氨气高压泵、氨气流量计、主燃室喷射器；氢气供应系统，其上依次串联有氢气瓶、氢气减压阀、氢气流量计、预燃室喷射器；进气系统，其上依次串联有空气流量计、节气门、温压传感器；控制系统，包括电子控制单元ECU、火花塞、曲轴位置传感器和氧传感器。
所述缸盖，安装于缸套端口，所述缸盖设置有主燃室喷射器和内部中空的预燃室，所述预燃室内设置有火花塞和预燃室喷射器，所述预燃室朝向主燃室的一端设置有中心喷孔和多个布置于所述中心喷孔周边的外围喷孔，所述中心喷孔的直径大于外围喷孔的直径；
所述预燃室设置于所述缸盖顶部的中心位置，所述主燃室喷射器设置于所述缸盖的顶部，并且所述主燃室喷射器朝向预燃室中心孔的火焰喷射方向；
所述预燃室中心喷孔的内径为1～2mm，所述外围喷孔的内径为 0.5～1mm；所述外围喷孔的中心轴线与所述预燃室中心轴线之间的夹角为 60°；所述预燃室的体积为所述主燃室体积的3％～5％；
所述电子控制单元ECU分别与氨气高压泵、氨气流量计、主燃室喷射器、氢气减压阀、氢气流量计、预燃室喷射器、空气流量计、节气门、温压传感器、火花塞、曲轴位置传感器有信号交互；
所述电子控制单元ECU通过导线与节气门和空气流量计相连接，空气流量计监测空气流量并将信号反馈给电子控制单元ECU，通过发出节气门控制信号调节节气门的开度，从而控制进入主燃室的空气量；
所述电子控制单元ECU通过导线与曲轴位置传感器相连，以判断内燃机转速和压缩上止点位置，为控制氢气和氨喷射时刻和脉宽提供参考；
所述电子控制单元ECU通过导线与氢气减压阀相连接，并根据节气门控制信号调节低压氢气减压阀，以控制氢气喷射器处的喷射压力；
所述电子控制单元ECU通过导线与氢气流量计和预燃室喷射器相连，所述电子控制单元ECU根据节气门控制信号和曲轴位置信号调节预燃室喷射器的喷射时刻和喷射脉宽，并通过氢气流量计的反馈信号获得氢气供给量；
所述电子控制单元ECU通过导线与氨气高压泵相连，并根据内燃机转速及节气门开度信号调节氨气高压泵的输出压力，以调节主燃室喷射器处的喷射压力；
所述电子控制单元ECU通过导线与氨流量计和主燃室喷射器相连，电子控制单元ECU根据节气门开度信号调节主燃室喷射器的喷射脉宽，并通过氨流量计的反馈信号获得氨供给量；
所述电子控制单元ECU通过导线与火花塞相连接，并根据电子控制单元ECU的指令和曲轴位置传感器信号调节点火时刻。
本发明提供了一种氢气射流点火氨内燃机的控制方法，所述方法包括以下步骤：
在进气冲程中，活塞运行于压缩上止点前360°至180°之间，预燃室喷油器喷射第一次，氢气经过预燃室喷孔进入主燃室，与空气混合形成均质稀薄混合气；
在压缩冲程中，活塞运行于压缩上止点前120°至60°之间，预燃室喷油器喷射第二次，氢气经过预燃室喷孔进入主燃室，并且在预燃室附近形成氢/空混合气浓区；
经过预燃室喷射器两次喷射氢气，在主燃室内部形成分层混合气；
在压缩冲程中，活塞运行于压缩上止点前20°至10°之间，火花塞点燃预燃室混合气，燃烧火焰经预燃室喷孔进入主燃室，引燃主燃室内的分层混合气。
本发明还提供了另一种氢气射流点火氨内燃机的控制方法，所述方法包括以下步骤：
在压缩冲程中，活塞运行于压缩上止点前90°至60°之间，预燃室喷油器喷射第一次，在预燃室内形成混合气；
在压缩冲程中，活塞运行于压缩上止点前50°至30°之间，火花塞点燃预燃室混合气，燃烧火焰经预燃室喷孔进入主燃室；
在压缩冲程中，活塞运行于压缩上止点前30°至10°之间，预燃室喷油器喷射第二次，氢气经过预燃室喷孔进入主燃室，并在射流火焰的周围形成扩散燃烧火焰。
本发明还提供了另一种氢气射流点火氨内燃机的控制方法，所述方法包括以下步骤：
在进气冲程中，活塞运行于压缩上止点前360°至180°之间，主燃室喷油器喷射第一次，氨气进入主燃室与空气混合形成均质稀薄混合气；
在压缩冲程中，活塞运行于压缩上止点前120°至60°之间，主燃室喷油器喷射第二次，氨气进入主燃室并且在预燃室附近形成氨/空混合气浓区；
经过主燃室喷射器两次喷射氨气，在主燃室内部形成分层混合气；
在压缩冲程中，活塞运行于压缩上止点前20°至10°之间，预燃室喷射器喷射氢气，火花塞点燃预燃室混合气，燃烧火焰经预燃室喷孔进入主燃室，引燃氨气分层混合气。
本发明还提供了另一种氢气射流点火氨内燃机的控制方法，所述方法包括以下步骤：
在压缩冲程中，活塞运行于压缩上止点前90°至60°之间，预燃室喷油器喷射第一次，在预燃室内形成均质混合气；
在压缩冲程中，活塞运行于压缩上止点前50°至30°之间，火花塞点燃预燃室混合气，燃烧火焰经预燃室喷孔进入主燃室；
在压缩冲程中，活塞运行于压缩上止点前30°至10°之间，主燃室喷射器向主燃室喷入氨气，并在射流火焰的周围形成扩散燃烧火焰。
本发明的有益之处是，相对于常规火花点火模式，本发明采用主动预燃室射流点火策略，能够根据内燃机工况灵活调节喷射策略，组织内燃机主燃室内的燃烧过程。该氢气射流点火氨内燃机及控制方法既可以保证冷启动工况下的氨内燃机的快速启动和稳定运行，又可以使用分层燃烧提高内燃机的热效率，与此同时还可以采用扩散燃烧模式，避免高压缩比条件下的爆震、早燃和回火等异常燃烧问题。
附图说明
通过对结合附图所示出的实施方式进行详细说明，本发明的上述以及其他特征将更加明显。
图1为本发明一种氢气射流点火氨内燃机及控制方法工作示意图。
图中，内燃机本体(P1)，其中包括活塞(18)、缸套(19)、缸盖(16)、主燃室(17)、预燃室(15)；氨气供给系统(P2)，包括氨气瓶(4)、氨气高压泵(5)、氨气流量计(6)、主燃室喷射器(7)；氢气供应系统(P3)，包括氢气瓶(1)、氢气减压阀(2)、氢气流量计(3)、预燃室喷射器(13)；进气系统(P4)，包括空气流量计(8)、节气门(9)、温压传感器(10)；控制系统(P5)，包括电子控制单元ECU(11)、火花塞(12)、曲轴位置传感器(20)和氧传感器(14)。
具体实施方式
为了更清晰的说明本发明的技术方案，下面结合实施例及附图进一步解释本发明，但并不以此作为对本申请保护范围的限定。
再本发明实施例的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明实施例和简化描述，而不是指示或者暗示所指的装置或零件必须具体特性的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明实施例的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或者暗示相对重要性。
在本发明实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连接，也可以通过中间媒介间接连接。对于本领域的普通技术人员，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
一种氢气射流点火氨内燃机包括：内燃机本体(P1)，其中包括活塞 (18)、缸套(19)、缸盖(16)、主燃室(17)以及安装于缸盖上的预燃室 (15)；氨气供给系统(P2)，其上依次串联有氨气瓶(4)、氨气高压泵(5)、氨气流量计(6)、主燃室喷射器(7)；氢气供应系统(P3)，其上依次串联有氢气瓶(1)、氢气减压阀(2)、氢气流量计(3)、预燃室喷射器(13)；进气系统(P4)，其上依次串联有空气流量计(8)、节气门(9)、温压传感器(10)；控制系统(P5)，包括电子控制单元ECU(11)、火花塞(12)、曲轴位置传感器(20)和氧传感器(14)。
所述缸盖(16)，安装于缸套(19)端口，所述缸盖(16)设置有主燃室喷射器(7)和内部中空的预燃室(15)，所述预燃室(15)内设置有火花塞(12)和预燃室喷射器(13)，所述预燃室(15)朝向主燃室(17)的一端设置有中心喷孔和多个布置于所述中心喷孔周边的外围喷孔，所述中心喷孔的直径大于外围喷孔的直径；
所述预燃室(15)设置于所述缸盖(16)顶部的中心位置，所述主燃室喷射器(7)设置于所述缸盖(16)的顶部，并且所述主燃室喷射器(7) 朝向预燃室(15)中心孔的火焰喷射方向。
所述预燃室(15)中心喷孔的内径为1～2mm，所述预燃室(15)外围喷孔的内径为0.5～1mm；所述外围喷孔的中心轴线与所述预燃室(15)中心轴线之间的夹角为60°；所述预燃室(15)的体积为所述主燃室(17) 体积的3％～5％；
所述电子控制单元ECU(11)分别与氨气高压泵(5)、氨气流量计(6)、主燃室喷射器(7)、氢气减压阀(2)、氢气流量计(3)、预燃室喷射器(13)、空气流量计(8)、节气门(9)、温压传感器(10)、火花塞(12)、曲轴位置传感器(20)有信号交互；
所述电子控制单元ECU(11)通过导线与节气门(9)和空气流量计 (8)相连接，空气流量计(8)监测空气流量并将信号反馈给电子控制单元ECU(11)，通过发出节气门(9)开度信号调节节气门(9)的开度，从而控制进入发动机的进气量；
所述电子控制单元ECU(11)通过导线与曲轴位置传感器(20)相连，以判断发动机转速和压缩上止点位置，为控制氢气和氨喷射时刻和脉宽提供参考；
所述电子控制单元ECU(11)通过导线与氢气减压阀(2)相连接，并根据节气门(9)开度信号调节氢气减压阀(2)，以控制氢气喷射器处的喷射压力；
所述电子控制单元ECU(11)通过导线与氢气流量计(3)和预燃室喷射器(13)相连，所述电子控制单元ECU(11)根据节气门(9)开度信号和曲轴位置信号调节预燃室喷射器(13)的喷射时刻和喷射脉宽，并通过氢气流量计(3)的反馈信号获得氢气供给量；
所述电子控制单元ECU(11)通过导线与氨气高压泵(5)相连，并根据发动机转速及节气门(9)开度信号调节氨气高压泵(5)的输出压力，以调节主燃室喷射器(7)处的喷射压力；
所述电子控制单元ECU(11)通过导线与氨流量计(6)和主燃室喷射器(7)相连，电子控制单元ECU(11)根据节气门(9)开度信号调节主燃室喷射器(7)的喷射脉宽，并通过氨流量计的反馈信号获得氨供给量；
所述电子控制单元ECU(11)通过导线与火花塞(12)相连接，并根据电子控制单元ECU(11)指令和曲轴位置传感器(20)信号调节点火时刻。
本发明提供了一种氢气射流点火氨内燃机的控制方法，所述方法包括以下步骤：
在进气冲程中，活塞(18)运行于压缩上止点前360°至180°之间，预燃室喷射器(13)喷射第一次，氢气经过预燃室(15)喷孔进入主燃室 (17)，与空气混合形成均质稀薄混合气；
在压缩冲程中，活塞(18)运行于压缩上止点前120°至60°之间，预燃室喷射器(13)喷射第二次，氢气经过预燃室(15)喷孔进入主燃室(17)，并且在预燃室(15)附近形成氢/空混合气浓区(21)；
经过预燃室喷射器(13)两次喷射氢气，在主燃室(17)内部形成分层混合气；
在压缩冲程中，活塞(18)运行于压缩上止点前20°至10°之间，火花塞(12)点燃预燃室(15)混合气，燃烧火焰及自由基经预燃室(15) 喷孔进入主燃室(17)，引燃分层混合气。
本发明还提供了另一种氢气射流点火氨内燃机的控制方法，所述方法包括以下步骤：
在压缩冲程中，活塞(18)运行于压缩上止点前90°至60°之间，预燃室喷射器(13)喷射第一次，在预燃室(15)内形成均质混合气；
在压缩冲程中，活塞(18)运行于压缩上止点前50°至30°之间，火花塞(12)点燃预燃室(15)混合气，燃烧火焰经预燃室(15)喷孔进入主燃室(17)；
在压缩冲程中，活塞(18)运行于压缩上止点前30°至10°之间，预燃室喷射器(13)喷射第二次，氢气经过预燃室喷孔进入主燃室(17)，并在射流火焰的周围形成扩散燃烧火焰。
本发明还提供了另一种氢气射流点火氨内燃机的控制方法，所述方法包括以下步骤：
在进气冲程中，活塞(18)运行于压缩上止点前360°至180°之间，主燃室喷射器(7)喷射第一次，氨气进入主燃室(17)与空气混合形成均质稀薄混合气；
在压缩冲程中，活塞(18)运行于压缩上止点前120°至60°之间，主燃室喷射器(7)喷射第二次，氨气进入主燃室(17)并且在预燃室(15) 附近形成氨/空混合气浓区(21)；
经过主燃室喷射器(7)两次喷射氨气，在主燃室(17)内部形成分层混合气；
在压缩冲程中，活塞(18)运行于压缩上止点前20°至10°之间，预燃室喷射器(13)喷射氢气，火花塞(12)点燃预燃室(15)混合气，燃烧火焰经预燃室(15)喷孔进入主燃室(17)，引燃氨气分层混合气。
本发明还提供了另一种氢气射流点火氨内燃机的控制方法，所述方法包括以下步骤：
在压缩冲程中，活塞(18)运行于压缩上止点前90°至60°之间，预燃室喷射器(13)喷射第一次，在预燃室(15)内形成混合气；
在压缩冲程中，活塞(18)运行于压缩上止点前50°至30°之间，火花塞(12)点燃预燃室(15)混合气，燃烧火焰经预燃室(15)喷孔进入主燃室(17)；
在压缩冲程中，活塞(18)运行于压缩上止点前30°至10°之间，主燃室喷射器(7)向主燃室(17)喷入氨气，并在射流火焰的周围形成扩散燃烧火焰。
在最后需要说明的是：以上实施例仅用于说明本发明的技术方案，而非对其进行限制；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：其依然可以对前述实施例中所描述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，例如，主燃室燃料可以替换为液体燃料(甲醇、乙醇、丁醇等)，也可以替换为气体燃料(甲烷、乙烷、二甲醚)等燃料；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离发明各实施例技术方案的精神和范围。
本发明未述及之处适用于现有技术。

Claims (4)

1.一种氢气射流点火氨内燃机的控制方法，该方法所用装置包括：
内燃机本体，其中有活塞、缸套、缸盖、主燃室以及安装于缸盖上的预燃室；氨气供给系统上依次串联有氨气瓶、氨气高压泵、氨气流量计、主燃室喷射器；氢气供应系统上依次串联有氢气瓶、氢气减压阀、氢气流量计、预燃室喷射器；进气系统上依次串联有空气流量计、节气门、温压传感器；控制系统，包括电子控制单元ECU、火花塞、曲轴位置传感器和氧传感器；
所述缸盖，安装于缸套端口，所述缸盖设置有主燃室喷射器和内部中空的预燃室，所述预燃室内设置有火花塞和预燃室喷射器，所述预燃室朝向主燃室的一端设置有中心喷孔和多个布置于所述中心喷孔周边的外围喷孔，所述中心喷孔的直径大于外围喷孔的直径；
所述预燃室设置于所述缸盖顶部的中心位置，所述主燃室喷射器设置于所述缸盖的顶部，并且所述主燃室喷射器朝向预燃室中心孔的火焰喷射方向；
所述预燃室中心喷孔的内径为1~2mm，所述外围喷孔的内径为0.5~1mm；所述外围喷孔的中心轴线与所述预燃室中心轴线之间的夹角为60°，所述预燃室的体积为所述主燃室体积的3%~5%；
所述电子控制单元ECU分别与氨气高压泵、氨气流量计、主燃室喷射器、氢气减压阀、氢气流量计、预燃室喷射器、空气流量计、节气门、温压传感器、火花塞、曲轴位置传感器有信号交互；
所述电子控制单元ECU通过导线与节气门和空气流量传感器相连接，空气流量传感器监测空气流量并将信号反馈给电子控制单元ECU，通过发出节气门控制信号调节节气门的开度，从而控制进入主燃室的空气量；
所述电子控制单元ECU通过导线与曲轴位置传感器相连；
所述电子控制单元ECU通过导线与氢气减压阀相连接，并根据节气门控制信号调节低压氢气减压阀，以控制氢气喷射器处的喷射压力；
所述电子控制单元ECU通过导线与氢气流量传感器和预燃室喷射器相，连所述电子控制单元ECU根据节气门控制信号和曲轴位置信号调节预燃室喷射器的喷射时刻和喷射脉宽，并通过氢气流量传感器的反馈信号获得氢气供给量；
电子控制单元ECU通过导线与氨流量传感器和主燃室喷射器相连；
所述电子控制单元ECU通过导线与火花塞相连接，并根据电子控制单元指令和曲轴位置传感器信号调节点火时刻；
其特征在于，包括以下步骤：
在进气冲程中，活塞运行于压缩上止点前360°至180°之间，预燃室喷油器喷射第一次，氢气经过预燃室喷孔进入主燃室，与空气混合形成混合气；
在压缩冲程中，活塞运行于压缩上止点前120°至60°之间，预燃室喷油器喷射第二次，氢气经过预燃室喷孔进入主燃室，并且在预燃室附近形成氢/空混合气浓区；
经过预燃室喷射器两次喷射氢气，在主燃室内部形成分层混合气；
在压缩冲程中，活塞运行于压缩上止点前20°至10°之间，火花塞点燃预燃室混合气，燃烧火焰经预燃室喷孔进入主燃室，引燃分层混合气。
2.如权利要求1所述的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
在压缩冲程中，活塞运行于压缩上止点前90°至60°之间，预燃室喷油器喷射第一次，在预燃室内形成均质混合气；
在压缩冲程中，活塞运行于压缩上止点前50°至30°之间，火花塞点燃预燃室混合气，燃烧火焰经预燃室喷孔进入主燃室；
在压缩冲程中，活塞运行于压缩上止点前30°至10°之间，预燃室喷油器喷射第二次，氢气经过预燃室喷孔进入主燃室，并在射流火焰的周围形成扩散燃烧火焰。
3.如权利要求1所述的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
在进气冲程中，活塞运行于压缩上止点前360°至180°之间，主燃室喷油器喷射第一次，氨气进入主燃室与空气混合形成均质稀薄混合气；
在压缩冲程中，活塞运行于压缩上止点前120°至60°之间，主燃室喷油器喷射第二次，氨气进入主燃室并且在预燃室附近形成氨/空混合气浓区；
经过主燃室喷射器两次喷射氨气，在主燃室内部形成分层混合气；
在压缩冲程中，活塞运行于压缩上止点前20°至10°之间，预燃室喷射器喷射氢气，火花塞点燃预燃室混合气，燃烧火焰经预燃室喷孔进入主燃室，引燃氨气分层混合气。
4.如权利要求1所述的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
在压缩冲程中，活塞运行于压缩上止点前90°至60°之间，预燃室喷油器喷射第一次，在预燃室内形成均质混合气；
在压缩冲程中，活塞运行于压缩上止点前50°至30°之间，火花塞点燃预燃室混合气，燃烧火焰经预燃室喷孔进入主燃室；
在压缩冲程中，活塞运行于压缩上止点前30°至10°之间，主燃室喷射器向主燃室喷入氨气，并在射流火焰的周围形成扩散燃烧火焰。
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