燃烧系统、发动机及燃烧控制方法技术方案

本发明专利技术涉及内燃机技术领域，本公开提供一种燃烧系统，包括机体；活塞，安装在机体内；缸盖，安装在机体的开口位置，缸盖、机体和活塞限定第一燃烧室；第一燃烧部，设置在缸盖中部位置用以向第一燃烧室内喷射燃料；第二燃烧部，设置在缸盖上位于第一燃烧部旁侧的位置并与第一燃烧室连通，第二燃烧部包括：第二燃烧室，形成于缸盖内，第二燃烧室的燃料先于第一燃烧室的燃料燃烧；射流孔，形成于缸盖的与活塞相对的表面，用以形成射流火焰引燃第一燃烧室内的燃料所形成的燃料束。本公开还提供一种发动机包括燃烧系统、监测单元和控制单元。以及一种发动机的燃烧控制方法，包括根据发动机的活塞的位置，控制火花塞的点火时机及喷油时机形成协同配合。成协同配合。成协同配合。

【技术实现步骤摘要】
燃烧系统、发动机及燃烧控制方法


[0001]本专利技术涉及内燃机
，尤其涉及一种燃烧系统、发动机及燃烧控制方法。

技术介绍

[0002]甲醇、二甲醚、生物柴油、合成天然气、聚甲氧基二甲醚(PODE)和氨等，尤其是类似甲醇、合成天然气和氨等低碳或零碳燃料在降低碳排放上具有很大的潜力。
[0003]但这类可低碳和零碳燃料的活性较低，不易燃烧。应用在内燃机领域时一般以通过点燃预混合气或双燃料燃烧(如柴油/天然气双燃料)的两种方式实施。
[0004]其中，预混合点燃式燃烧效率较低，且存在小负荷燃烧稳定性差，大负荷压升率过高甚至出现爆震等问题，而受爆震限制也导致发动机只能采用较低的压缩比，因此热效率较差。双燃料方式由于仍需要燃用柴油，降低碳排放效果差，且采用两套燃油系统使得发动机结构复杂。此外，由于这些燃料活性较低，不易着火燃烧，因此采用压缩自燃的方式会出现小负荷工况燃烧稳定性差甚至“失火”和大负荷工况工作过于粗暴的难题，同时发动机压缩比过高，运行稳定性和可靠性差。

技术实现思路

[0005]针对于现有的技术问题，本专利技术提供一种燃烧系统、发动机及燃烧控制方法，用于至少部分解决以上技术问题。
[0006]本公开的一方面提供一种燃烧系统，机体；活塞，安装在所述机体内；缸盖，安装在所述机体的开口位置，所述缸盖、机体和活塞限定第一燃烧室；第一燃烧部，设置在所述缸盖中部位置并与所述第一燃烧室连通，用以向所述第一燃烧室内喷射燃料；以及第二燃烧部，设置在所述缸盖上位于所述第一燃烧部旁侧的位置并与所述第一燃烧室连通，所述第二燃烧部包括：第二燃烧室，形成于所述缸盖内，所述第二燃烧室的燃料先于第一燃烧室的燃料燃烧；以及射流孔，形成于所述缸盖的与所述活塞相对的表面，用以将所述第二燃烧室内燃烧的燃料形成所述射流火焰，以引燃所述第一燃烧室内的燃料所形成的燃料束，并使得第一燃烧室内的燃料束以扩散燃烧的方式进行燃烧。
[0007]根据本公开的实施例，还包括：进气道，形成于所述缸盖上；以及排气道，形成于与所述进气道对称的所述缸盖的径向另一侧上；其中，所述进气道内可开合的安装有进气门；所述排气道内可开合的安装有排气门。
[0008]根据本公开的实施例，其中，所述第一燃烧部和第二燃烧部在所述缸盖的径向平面内形成的连线与所述进气道和排气道形成的连线相垂直。
[0009]根据本公开的实施例，其中，所述第一燃烧部包括第一喷油器，设置在所述缸盖中部位置并沿所述缸盖的轴向方向延伸至所述第一燃烧室内；所述第一喷油器位于所述第一燃烧室内的轴向第一端沿周向设置有喷孔。
[0010]根据本公开的实施例，所述活塞的与缸盖相对的表面上形成凹槽，所述凹槽的表面光滑设置，由所述第一喷油器的喷孔喷射的燃料经所述凹槽的表面形成涡团。
[0011]根据本公开的实施例，其中，所述第二燃烧部，还包括第二喷油器，设置在所述第二燃烧室内，用以向所述第二燃烧室内喷射燃料；以及火花塞，设置在所述第二燃烧室内，用以引燃由所述第二喷油器喷射的燃料。
[0012]根据本公开的另一方面还提供一种发动机，包括：所述的燃烧系统；监测单元，适用于监测所述活塞的位置；以及控制单元，适用于根据所述活塞的位置控制所述第二燃烧部的点火时机；其中，第二燃烧部包括第二喷油器及火花塞。
[0013]根据本公开的另一方面还提供一种发动机的燃烧控制方法，包括：监测发动机的活塞的位置；以及根据所述活塞的位置控制火花塞的点火时机。
[0014]根据本公开的实施例，其中，监测所述发动机的所述活塞的位置包括，根据与所述活塞联动的曲轴在所述活塞一个工作循环中的曲轴转角的角度获得所述活塞的位置。
[0015]根据本公开的实施例，其中，根据所述活塞的位置控制火花塞的点火时机，包括在所述活塞的一个工作循环中，所述活塞再次接近上止点的过程中所述第二喷油器喷射燃料，之后所述火花塞点火，并基于所述火花塞的点火时机控制第一喷油器向第一燃烧室内喷射燃料，用以实现射流火焰对第一喷油器所喷射的燃料的引燃。
[0016]本公开提供了一种燃烧系统，装置，通过机体、活塞和缸盖配合形成第一燃烧室，缸盖内分别设置第一燃烧部和第二燃烧部。其中，第一燃烧部用以向第一燃烧室内输入燃料，第二燃烧部用以预燃一部分燃料，再通过预燃的燃料所形成的射流火焰点燃第一燃烧室内的燃料所形成的燃料束并使得第一燃烧室内的燃料束以扩散燃烧的方式进行燃烧。
[0017]本公开还提供一种发动机，在兼具燃烧系统的优点的基础上，通过监测单元和控制单元的配合，基于活塞的位置和状态控制喷油的时间、气门的开闭及火花塞点火的时机。
[0018]本公开还提供一种燃烧控制方法，以实现在相对的小负荷燃烧较为稳定，燃烧效率较高；在大负荷状态下，可较为有效的防止爆燃的发生。
附图说明
[0019]图1是根据本公开的一种示意性实施例的燃烧系统的剖视示意图；
[0020]图2是图1所示的示意性实施例的另一角度的剖视示意图；
[0021]图3是图1所示的示意性实施例的燃烧系统喷射燃料状态的状态图；
[0022]图4是图1所示的示意性实施例中缸盖部分仰视图；
[0023]图5是根据本公开的一种示意性实施例的发动机的原理框图；以及
[0024]图6是根据本公开的一种燃烧控制方法的流程图。
[0025]附图标记
[0026]1、活塞；
[0027]2、机体；
[0028]3、缸盖；
[0029]4、第一燃烧室；
[0030]5、喷孔；
[0031]6、第一喷油器；
[0032]7、喷油器端盖；
[0033]8、第二燃烧室；
[0034]9、火花塞；
[0035]10、第二喷油器；
[0036]11、射流孔；
[0037]12、进气道；
[0038]13、进气门；
[0039]14、排气门；以及
[0040]15、排气道。
具体实施方式
[0041]为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本专利技术作进一步的详细说明。
[0042]在此使用的术语仅仅是为了描述具体实施例，而并非意在限制本公开。在此使用的术语“包括”、“包含”等表明了所述特征、步骤、操作和/或部件的存在，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、步骤、操作或部件。
[0043]在此使用的所有术语(包括技术和科学术语)具有本领域技术人员通常所理解的含义，除非另外定义。应注意，这里使用的术语应解释为具有与本说明书的上下文相一致的含义，而不应以理想化或过于刻板的方式来解释。
[0044]在使用类似于“A、B和C等中至少一个”这样的表述的情况下，一般来说应该按照本领域技术人员通常理解该表述的含义来予以解释(例如，“具有A、B和C中至少一个的系统”应包括但不限于单独具有A、单独具有B、单独具有C、具有A和B、具有A和C、具有B和本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种燃烧系统，包括：机体(2)；活塞(1)，安装在所述机体(2)内；缸盖(3)，安装在所述机体(2)的开口位置，所述缸盖(3)、机体(2)和活塞(1)限定第一燃烧室(4)；第一燃烧部，设置在所述缸盖(3)中部位置并与所述第一燃烧室(4)连通，用以向所述第一燃烧室(4)内喷射燃料；以及第二燃烧部，设置在所述缸盖(3)上位于所述第一燃烧部旁侧的位置并与所述第一燃烧室(4)连通，所述第二燃烧部包括：第二燃烧室(8)，形成于所述缸盖(3)内，所述第二燃烧室(8)的燃料先于第一燃烧室(4)的燃料燃烧；以及射流孔(11)，形成于所述缸盖(3)的与所述活塞(1)相对的表面，用以将所述第二燃烧室(8)内燃烧的燃料形成所述射流火焰，以引燃所述第一燃烧室(4)内的燃料所形成的燃料束，并使得第一燃烧室(4)内的燃料束以扩散燃烧的方式进行燃烧。2.根据权利要求1所述的燃烧系统，还包括：进气道(12)，形成于所述缸盖(3)上；以及排气道(15)，形成于与所述进气道(12)对称的所述缸盖(3)的径向另一侧上；其中，所述进气道(12)内可开合的安装有进气门(13)；所述排气道(15)内可开合的安装有排气门(14)。3.根据权利要求2所述的燃烧系统，其中，所述第一燃烧部和第二燃烧部在所述缸盖(3)的径向平面内形成的连线与所述进气道(12)和排气道(15)形成的连线相垂直。4.根据权利要求1
‑
3中任一所述的燃烧系统，其中，所述第一燃烧部包括第一喷油器(6)，设置在所述缸盖(3)中部位置并沿所述缸盖(3)的轴向方向延伸至所述第一燃烧室(4)内；所述第一喷油器(6)位于所述第一燃烧室(4)...

【专利技术属性】
技术研发人员：尧命发，杨瑞，郑尊清，刘恒，王浒，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：