汽油发动机过量空气系数燃烧控制方法及燃烧控制系统技术方案

一种汽油发动机过量空气系数燃烧控制方法和燃烧控制系统，其中该汽油发动机过量空气系数燃烧控制方法包括步骤：监测发动机的运行工况；根据发动机的运行工况判断发动机当前的负荷状态，其中发动机的负荷状态分为：部分负荷状态、大负荷状态及满负荷状态；根据发动机当前的负荷状态选择相适配的过量空气系数燃烧模式，其中当发动机当前的负荷状态为部分负荷状态时，发动机采用过量空气系数为1.6～2.0的稀薄燃烧模式；当发动机当前的负荷状态为大负荷状态时，发动机采用过量空气系数为1的燃烧模式；当发动机当前的负荷状态为满负荷状态时，发动机采用过量空气系数为0.8～0.9的燃烧模式。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及发动机
，尤其涉及汽油发动机过量空气系数燃烧控制方法及燃烧控制系统。
技术介绍
均质充量压缩燃烧(HomogeneousChargingCompressionIgnition，HCCI)控制技术通过控制进气温度，并采用预混合、压缩着火的燃烧方式实现了低温稀薄燃烧，有效提升了发动机有效热效率，并降低了污染物排放。然而，由于进气温度难以精确控制，且随着发动机负荷的增加，压缩着火对进气温度的敏感程度大幅增加，细微的温度控制差异将会导致压缩着火时出现较大的变动，最终导致HCCI控制技术的燃烧始点和放热率无法获得控制；同时发动机负荷的增加，还会使燃烧压力升高率急剧上升，出现类似爆震的不可控、不正常的燃烧过程。现有汽油发动机燃烧控制技术中，汽油与空气通常以化学计量空燃比进行混合后燃烧，过量空气系数不会随着发动机工况(负荷情况)的变化而改变，难以发挥稀薄燃烧有效提升发动机热效率的优势。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对现有技术的不足之处，提供一种汽油发动机过量空气系数燃烧控制方法及燃烧控制系统，针对汽油发动机不同的工况，采用不同的过量空气系数，获得汽油发动机在全工况范围内有效热效率、动力性和污染物排放的综合改善的效果。本专利技术提供一种汽油发动机过量空气系数燃烧控制方法，包括步骤：监测发动机的运行工况；根据发动机的运行工况判断发动机当前的负荷状态，其中发动机的负荷状态分为：部分负荷状态、大负荷状态及满负荷状态；根据发动机当前的负荷状态选择相适配的过量空气系数燃烧模式，其中，当发动机当前的负荷状态为部分负荷状态时，发动机采用过量空气系数为1.6～2.0的稀薄燃烧模式；当发动机当前的负荷状态为大负荷状态时，发动机采用过量空气系数为1的燃烧模式；当发动机当前的负荷状态为满负荷状态时，发动机采用过量空气系数为0.8～0.9的燃烧模式。进一步地，部分负荷状态为0～50％发动机功率运行的状态，大负荷状态为50％～90％发动机功率运行的状态，满负荷状态为90％～100％发动机功率运行的状态。进一步地，当发动机当前的负荷状态为部分负荷状态时，发动机采用过量空气系数为1.6～2.0的稀薄燃烧模式，所述燃烧模式如下：利用燃油喷射系统精确控制燃油供给量和可变配气系统精确控制新鲜空气进气量，使气缸内形成过量空气系数为1.6～2.0的稀薄混合气并进行点火；同时，发动机采用米勒循环结合废气再循环降低发动机气缸内的燃烧温度，使发动机气缸内的燃烧温度处于1900K以下。进一步地，利用废气再循环控制燃烧后的废气回流量和废气回流温度，使气缸内过量空气系数为1.6～2.0的稀薄混合气在点火时间窗口的混合气温度等于临界自燃温度。进一步地，所述过量空气系数为1.6～2.0的稀薄混合气采用大于400MJ的点火能量进行点火。进一步地，当所述发动机当前的负荷状态为大负荷状态时，发动机采用过量空气系数为1的燃烧模式，所述燃烧模式如下：利用燃油喷射系统精确控制燃油供给量和可变配气系统精确控制新鲜空气进气量，使气缸内形成过量空气系数为1的混合气并进行点火；同时，发动机利用废气再循环调节废气回流量和废气回流温度进行燃烧适配。进一步地，当所述发动机当前的负荷状态为满负荷状态时，发动机采用过量空气系数为0.8～0.9的燃烧模式，所述燃烧模式如下：利用燃油喷射系统精确控制燃油供给量和可变配气系统精确控制新鲜空气进气量，使气缸内形成过量空气系数为0.8～0.9的浓混合气并进行点火；同时，发动机利用废气再循环调节废气回流量和废气回流温度进行燃烧适配。进一步地，该汽油发动机过量空气系数燃烧控制方法还包括利用废气再循环控制燃烧后的废气回流量，其中三种燃烧模式下的废气回流量的大小为：过量空气系数为1.6～2.0的稀薄燃烧模式>过量空气系数为1的燃烧模式>过量空气系数为0.8～0.9的燃烧模式。进一步地，该汽油发动机过量空气系数燃烧控制方法还包括利用废气再循环控制燃烧后的废气回流温度，其中三种燃烧模式下的废气回流温度的大小为：过量空气系数为1.6～2.0的稀薄燃烧模式>过量空气系数为1的燃烧模式>过量空气系数为0.8～0.9的燃烧模式。进一步地，所述发动机燃烧产生的待排放废气最后经催化转化后排出。本专利技术还提供一种汽油发动机过量空气系数燃烧控制系统，所述燃烧控制系统包括气缸体结构、可变配气系统、燃油喷射系统、高能点火系统、废气再循环系统、工况监测系统和发动机电控单元，所述气缸体结构包括气缸，所述可变配气系统用于控制新鲜空气进入所述气缸的进气量，所述燃油喷射系统用于控制喷射进入所述气缸的燃油量，所述高能点火系统包括高能火花塞并用于放电点火，所述废气再循环系统用于控制废气回流量和废气回流温度，其中：所述发动机电控单元与所述工况监测系统、所述可变配气系统、所述燃油喷射系统、所述高能点火系统和所述废气再循环系统电连接；所述工况监测系统用于监测发动机的运行工况并将监测结果传递给所述发动机电控单元；所述发动机电控单元根据发动机的运行工况判断发动机当前的负荷状态，其中发动机的负荷状态分为：部分负荷状态、大负荷状态及满负荷状态；所述发动机电控单元根据发动机当前的负荷状态选择相适配的过量空气系数燃烧模式，其中，当发动机当前的负荷状态为部分负荷状态时，所述发动机电控单元控制发动机采用过量空气系数为1.6～2.0的稀薄燃烧模式；当发动机当前的负荷状态为大负荷状态时，所述发动机电控单元控制发动机采用过量空气系数为1的燃烧模式；当发动机当前的负荷状态为满负荷状态时，所述发动机电控单元控制发动机采用过量空气系数为0.8～0.9的燃烧模式。进一步地，所述工况监测系统包括发动机转速监测传感器和功率监测装置。进一步地，所述废气再循环系统包括废气再循环管路、废气再循环控制阀、废气再循环中冷器、废气回流旁通管路及废气旁通阀，所述废气再循环管路的出气端与进气管相连通，所述废气再循环管路的入气端与排气管相连通，所述废气再循环控制阀和所述废气再循环中冷器串接设置于所述废气再循环管路中，所述废气回流旁通管路与所述废气再循环中冷器并联，所述废气旁通阀设置于所述废气回流旁通管路中。进一步地，所述废气再循环系统用于控制燃烧后的废气回流量，其中三种燃烧模式下的废气回流量的大小为：过量空气系数为1.6～2.0的稀薄燃烧模式>过量空气系数为1的燃烧模式>过量空气系数为0.8～0.9的燃烧模式。进一步地，所述废气再循环系统用于控制燃烧后的废气回流温度，其中三种燃烧模式下的废气回流温度的大小为：过量空气系数为1.6～2.0的稀薄燃烧模式>过量空气系数为1的燃烧模式>过量空气系数为0.8～0.9的燃烧模式。进一步地，所述高能火花塞的点火能量可点燃过量空气系数为0.8～0.9的浓混合气及过量空气系数为1的混合气，且还可点燃过量空气系数为1.6～2.0的稀薄混合气。本专利技术实施例的技术方案带来的有益效果是：上述汽油发动机过量空气系数燃烧控制方法和燃烧控制系统，针对汽油发动机不同的工况，采用不同的过量空气系数燃烧模式，获得汽油发动机在全工况范围内的有效热效率、动力性和污染物排放的综合改善效果。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种汽油发动机过量空气系数燃烧控制方法，其特征在于，包括步骤：监测发动机的运行工况；根据发动机的运行工况判断发动机当前的负荷状态，其中发动机的负荷状态分为：部分负荷状态、大负荷状态及满负荷状态；根据发动机当前的负荷状态选择相适配的过量空气系数燃烧模式，其中，当发动机当前的负荷状态为部分负荷状态时，发动机采用过量空气系数为1.6～2.0的稀薄燃烧模式；当发动机当前的负荷状态为大负荷状态时，发动机采用过量空气系数为1的燃烧模式；当发动机当前的负荷状态为满负荷状态时，发动机采用过量空气系数为0.8～0.9的燃烧模式。

【技术特征摘要】
1.一种汽油发动机过量空气系数燃烧控制方法，其特征在于，包括步骤：监测发动机的运行工况；根据发动机的运行工况判断发动机当前的负荷状态，其中发动机的负荷状态分为：部分负荷状态、大负荷状态及满负荷状态；根据发动机当前的负荷状态选择相适配的过量空气系数燃烧模式，其中，当发动机当前的负荷状态为部分负荷状态时，发动机采用过量空气系数为1.6～2.0的稀薄燃烧模式；当发动机当前的负荷状态为大负荷状态时，发动机采用过量空气系数为1的燃烧模式；当发动机当前的负荷状态为满负荷状态时，发动机采用过量空气系数为0.8～0.9的燃烧模式。2.如权利要求1所述的汽油发动机过量空气系数燃烧控制方法，其特征在于，部分负荷状态为0～50％发动机功率运行的状态，大负荷状态为50％～90％发动机功率运行的状态，满负荷状态为90％～100％发动机功率运行的状态。3.如权利要求1所述的汽油发动机过量空气系数燃烧控制方法，其特征在于，当发动机当前的负荷状态为部分负荷状态时，发动机采用过量空气系数为1.6～2.0的稀薄燃烧模式，所述燃烧模式如下：利用燃油喷射系统精确控制燃油供给量和可变配气系统精确控制新鲜空气进气量，使气缸内形成过量空气系数为1.6～2.0的稀薄混合气并进行点火；同时，发动机采用米勒循环结合废气再循环降低发动机气缸内的燃烧温度，使发动机气缸内的燃烧温度处于1900K以下。4.如权利要求3所述的汽油发动机过量空气系数燃烧控制方法，其特征在于，利用废气再循环控制燃烧后的废气回流量和废气回流温度，使气缸内过量空气系数为1.6～2.0的稀薄混合气在点火时间窗口的混合气温度等于临界自燃温度。5.如权利要求3所述的汽油发动机过量空气系数燃烧控制方法，其特征在于，所述过量空气系数为1.6～2.0的稀薄混合气采用大于400MJ的点火能量进行点火。6.如权利要求1所述的汽油发动机过量空气系数燃烧控制方法，其特征在于，当所述发动机当前的负荷状态为大负荷状态时，发动机采用过量空气系数为1的燃烧模式，所述燃烧模式如下：利用燃油喷射系统精确控制燃油供给量和可变配气系统精确控制新鲜空气进气量，使气缸内形成过量空气系数为1的混合气并进行点火；同时，发动机利用废气再循环调节废气回流量和废气回流温度进行燃烧适配。7.如权利要求1所述的汽油发动机过量空气系数燃烧控制方法，其特征在于，当所述发动机当前的负荷状态为满负荷状态时，发动机采用过量空气系数为0.8～0.9的燃烧模式，所述燃烧模式如下：利用燃油喷射系统精确控制燃油供给量和可变配气系统精确控制新鲜空气进气量，使气缸内形成过量空气系数为0.8～0.9的浓混合气并进行点火；同时，发动机利用废气再循环调节废气回流量和废气回流温度进行燃烧适配。8.如权利要求1所述的汽油发动机过量空气系数燃烧控制方法，其特征在于，该汽油发动机过量空气系数燃烧控制方法还包括利用废气再循环控制燃烧后的废气回流量，其中三种燃烧模式下的废气回流量的大小为：过量空气系数为1.6～2.0的稀薄燃烧模式>过量空气系数为1的燃烧模式>过量空气系数为0.8～0.9的燃烧模式。9.如权利要求1所述的汽油发动机过量空气系数燃烧控制方法，其特征在于，该汽油发动机过量空气系数燃烧控制方法还包括利用废气再循环控制燃烧后的废气回流温度，其中三种燃烧模式下的废气回...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈泓，李钰怀，刘巨江，占文锋，林思聪，
申请(专利权)人：广州汽车集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44