一种提高增压米勒循环发动机热效率的方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113756972A(43)申请公布日2021.12.07(21)申请号202110834223.8(22)申请日2021.07.23(71)申请人广西大学地址530004广西壮族自治区南宁市西乡塘区大学东路100号(72)发明人黄豪中王毅廖开鑫欧阳天成(51)Int.Cl.F02D41/30(2006.01)F02D41/38(2006.01)F02D41/40(2006.01)F02D19/08(2006.01)F02M61/14(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图1页(54)发明名称一种提高增压米勒循环发动机热效率的方法(57)摘要本发明涉及一种提高增压米勒循环发动机热效率的方法，该方法在缸内设置两套喷油系统，所述燃油喷油系统7斜置于燃烧室1中，用于一次或多次喷射汽油，多次喷射时汽油的喷射比例可根据工况进行更改；所述引燃剂喷油系统3顶置在燃烧室1中，用于喷射醚类燃料引燃稀薄的汽油混合气。本发明通过上述方法，可实现缸内混合气的分层燃烧，加快火焰传播速度，降低传热损失，提高燃油经济性，降低CH排放，增强低温启动性，并提高米勒循环发动机在低负荷工况下的热效率。CN113756972ACN113756972A权利要求书1/1页1.一种提高增压米勒循环发动机热效率的方法，其特征在于，在缸内设置两套喷油系统，所述燃油喷油系统7斜置于燃烧室1中，用于一次或多次喷射汽油，多次喷射时汽油的喷射比例可根据工况进行更改；所述引燃剂喷油系统3顶置在燃烧室1中，用于喷射醚类燃料引燃稀薄的汽油混合气。2.根据权利要求1所述的提高增压米勒循环发动机热效率的方法，其特征在于，所述喷油系统7斜置于燃烧室1中，与活塞中心轴线夹角≤30°，有利于燃油蒸发并在喷油系统3附件形成较浓油气混合气；所述喷油系统3顶置在燃烧室1中，有利于火焰均匀传播，增大点火面积。3.根据权利要求1所述的提高增压米勒循环发动机热效率的方法，其特征在于，所述发动机在冷启动和中低负荷工况时，燃油喷油系统7在燃烧室内两次喷射汽油；在高负荷工况时，燃油喷油系统7在燃烧室内一次喷射汽油。4.根据权利要求2所述的提高增压米勒循环发动机热效率的方法，其特征在于，所述两次喷射汽油发生在不同时刻，第一次喷射汽油发生在活塞进气行程中，喷射起始时刻范围为180°CABTDC~240°CABTDC；第二次喷射汽油发生在活塞压缩行程中，喷射起始时刻范围为60°CABTDC120°CABTDC。~5.根据权利要求2所述的提高增压米勒循环发动机热效率的方法，其特征在于，所述两次喷射汽油的喷油比例可根据工况进行更改，在低温冷启动工况和低负荷工况时，喷油比例为1:4，在喷油系统3附件形成浓混合气，易于点燃；在中负荷工况时，喷油比例为2:3，燃油雾化效果和混合气分层效果好，燃烧性能提高，燃油利用率提升。6.根据权利要求1所述的提高增压米勒循环发动机热效率的方法，其特征在于，取消火花塞，采用醚类燃料（如二甲氧基甲烷）作为引燃剂，其具有燃点低、十六烷值高等良好的燃烧特性，可实现对压缩比14以上的增压米勒循环发动机缸内稀薄汽油混合气的快速点燃，提升排放性能。7.根据权利要求1所述的提高增压米勒循环发动机热效率的方法，其特征在于，所述引燃剂喷油系统3采用缸内直喷多孔喷油器，喷射起始时刻范围为0°CABTDC~10°CABTDC，引燃剂喷出后在燃烧室内形成多条火焰射流，相较于传统火花塞点燃，引燃剂所产生的火焰面积更大，点火能量提高，火焰扩散速度加快，有利于全工况下稀薄汽油混合气的点燃和充分燃烧，有助于提高发动机热效率并降低CH的生成。2CN113756972A说明书1/3页一种提高增压米勒循环发动机热效率的方法技术领域[0001]本发明涉及内燃机技术领域，尤其涉及一种提高增压米勒循环发动机热效率的方法。背景技术[0002]随着经济技术的高速发展，节能减排是国家的一大政策，汽车工程提倡的是改善燃烧方式和降低燃油消耗。汽车发动机工作效率的高低决定了能源消耗率，发动机喷油方式决定燃油与空气的混合质量、燃油经济性和动力性。[0003]对于汽油机，传统的进气道喷射存在燃烧效率低，经济性差等特点。而缸内直喷稀燃方法可以使空燃比达40以上，有利于燃油消耗率的降低，但混合气浓度过低将导致发动机在冷启动和低负荷工况时无法正常点火燃烧。此外，相较于进气道喷射发动机，研究发现缸内直喷发动机在低工况下的微粒排放有明显增加，中小负荷下未燃碳氢(UBHC)的排放增多，主要原因是火焰从油气浓区向稀区传递时发生熄灭，且高空燃比造成缸内温度偏低，不利于未燃碳氢的继续氧化。特别是对于压缩比14以上的米勒循环发动机，在采用缸内直喷技术后，其点火更加困难，排放产物增多，后处理难度更