一种适用于氨柴大缸径发动机的燃烧系统及控制方法
本发明公开了一种适用于氨柴大缸径发动机的燃烧系统，包括发动机、预燃室子系统、燃料供给子系统和电控子系统；预燃室子系统的预燃室主体内为犁形结构，其左上侧安装有高压双直喷喷射器；燃料供给子系统包括氨罐、柴油箱和进气道氨喷射器，氨罐的两条供氨管路，一条连接至高压双直喷喷射器的液氨通道；另一条连接至进气道氨喷射器；柴油管路连接至高压双直喷喷射器的柴油通道；电控子系统包括均与ECU单元相连的温度传感器、电热塞、高压双直喷喷射器和进气道氨喷射器。ECU单元依据发动机油门开度调节进气道氨喷射器的喷射策略；依据预燃室温度控制所述高压双直喷喷射器的液氨和柴油喷射策略和所述电热塞的加热开关调控预燃室的温度和燃烧模式。
发明专利
CN202311387701.0
2023-10-25
CN117345404A
2024-01-05
F02B19/16(2006.01)
天津大学
潘家营;李金光;卫海桥;舒歌群;梁兴雨;王磊
300072 天津市南开区卫津路92号
天津市北洋有限责任专利代理事务所
李丽萍
天津;12
1.一种适用于氨柴大缸径发动机的燃烧系统，包括发动机(1)、预燃室子系统(2)、燃料供给子系统(3)和电控子系统(4)； 所述预燃室子系统包括预燃室主体(5)，所述预燃室主体(5)内为犁形结构的预燃室内腔(9)，所述预燃室内腔(9)的右下侧设有通向发动机主燃室的连通腔(18)，通向所述发动机的主燃室所述预燃室主体(5)的上端并排的自左向右依次的安装有高压双直喷喷射器(8)、电热塞(7)和温度传感器(6)，所述高压双直喷喷射器(8)和电热塞(7)均垂直地伸入至预燃室内腔(9)；所述高压双直喷喷射器(8)包括主体(801)，所述主体(801)上设有柴油通道(802)和液氨通道(803)； 所述燃料供给子系统包括氨罐(10)、柴油箱(11)和进气道氨喷射器(16)，所述进气道氨喷射器(16)的喷嘴伸入至发动机(1)的进气道，所述氨罐(10)设有两条供氨管路，其中一条供氨管路上设有氨增压泵(12)，所述氨增压泵(12)的出口连接至所述高压双直喷喷射器(8)的液氨通道(803)的进口，所述氨增压泵(12)将氨增压后输送至高压双直喷喷射器(8)；另一条供氨管路连接至进气道氨喷射器(16)；所述柴油箱(11)的柴油管路(15)上设有柴油增压泵(13)，所述柴油增压泵(13)的出口连接至所述高压双直喷喷射器(8)的柴油通道(802)的进口，所述柴油增压泵(13)将柴油增压后输送至所述高压双直喷喷射器(8)； 所述电控子系统包括ECU单元(17)，所述温度传感器(6)、电热塞(7)、高压双直喷喷射器(8)和进气道氨喷射器(16)均与所述ECU单元(17)相连。 2.根据权利要求1所述适用于氨柴大缸径发动机的燃烧系统，其特征在于，所述高压双直喷喷射器内的柴油通道(802)和液氨通道(803)为两条相互独立的燃料供给管路。 3.一种适用于氨柴大缸径发动机的燃烧系统的控制方法，其特征在于，采用如权利要求1或2所述燃烧系统； 所述ECU单元(17)依据发动机(1)油门开度调节进气道氨喷射器(16)的喷射策略，负责为发动机的主燃室供给气态氨燃料； 所述温度传感器(6)负责检测预燃室温度，所述电热塞(7)负责为预燃室内可燃混合气加热；所述ECU单元(17)依据预燃室温度控制所述高压双直喷喷射器(8)的液氨喷射量和所述电热塞(7)的加热开关，从而调控预燃室的温度，以保证预燃室内混合气既能稳定着火又能避免喷射器的烧蚀； 所述高压双直喷喷射器(8)向预燃室内独立喷射液氨和柴油，所述ECU单元(17)通过控制所述高压双直喷喷射器(8)的喷射策略来影响预燃室油膜厚度、燃料活性和预燃室温度，进而调控柴油滞燃期，保证预燃室内为预混燃烧，形成可控的弱爆震燃烧模式。 4.根据权利要求3所述的控制方法，其特征在于，所述高压双直喷喷射器(8)的喷射策略，包括： 发动机冷启动时，控制所述高压双直喷喷射器(8)仅喷射柴油； 发动机暖机和正常运行时，控制所述高压双直喷喷射器(8)先喷射液氨后喷射柴油；其中，发动机暖机阶段，控制所述高压双直喷喷射器(8)喷射10％～30％能量比的液氨和70％～90％能量比的柴油；发动机正常运行时，控制所述高压双直喷喷射器(8)喷射50％～70％能量比的液氨和30％～50％能量比的柴油。