一种基于优化稀薄燃烧的双火花塞异步点火方法

摘要

本发明公开了一种基于优化稀薄燃烧的双火花塞异步点火方法，包括汽油发动机本体，所述汽油发动机本体包括至少一组汽缸盖，所述汽缸盖上装有两进气门和两排气门，在汽缸盖的顶部设有主火花塞，在两个排气门之间还设有一副火花塞；所述异步点火方法包括如下步骤：1）在活塞到达上止点前,比理想混合比1的汽油机点火时刻推迟3~7°，控制主火花塞首先点火；2）当活塞到达上止点时，控制副火花塞点火。本发明通过双火花塞异步点火能够避免爆震燃烧，使汽油发动机工作稳定性更好，使用寿命更长；同时能够使燃烧更加充分，减少压缩负功和氮氧化物排放，并且膨胀做功能够有效地作用于活塞，从而使汽油发动机效率和功率显著提高。

权利要求

1.一种基于优化稀薄燃烧的双火花塞异步点火方法，包括汽油发动机本体，所述汽油发动机本体包括至少一组汽缸盖，所述汽缸盖上装有两进气门和两排气门，在汽缸盖的顶部设有主火花塞，该主火花塞位于两进气门和两排气门的中心位置，其特征在于：在两个排气门之间还设有一副火花塞；所述异步点火方法包括如下步骤：

1）在活塞到达上止点前,比理想混合比1的汽油机点火时刻推迟3 7°，控制主火花塞首~先点火；

2）当活塞到达上止点时，控制副火花塞点火。

2.根据权利要求1所述的一种基于优化稀薄燃烧的双火花塞异步点火方法，其特征在于：所述汽油发动机本体的压缩比大于12。

3.根据权利要求1所述的一种基于优化稀薄燃烧的双火花塞异步点火方法，其特征在于：当油门开度在85%以上、混合比为1.15 1.25时，主火花塞点火时刻比理想混合比1的汽~油机点火时刻推迟3 4°；

~

当混合比为1.05 1.15时，主火花塞点火时刻比理想混合比1的汽油机点火时刻推迟5~ ~

7°；

当油门开度小于85%、混合比为1.15 1.25时，主火花塞点火时刻比理想混合比1的汽油~机点火时刻推迟3 4°。

~

说明书

一种基于优化稀薄燃烧的双火花塞异步点火方法

技术领域

[0001] 本发明涉及汽油发动机技术领域，尤其涉及一种基于优化稀薄燃烧的双火花塞异步点火方法。

背景技术

[0002] 均质稀混合气的单火花塞点火燃烧，主要面临燃烧速度慢的问题，导致汽油发动机效率和功率降低。解决该问题通常采用增大点火提前角的方法，使燃烧最高压力于上止点后10度左右（该值为最佳燃烧的经验值），但如此一来则容易发生爆震燃烧，上止点前的压力也随之升高，导致负功增加，同时燃烧最高压力和最高温度也上升，对于稀薄燃烧而言则导致氮氧化物有害排放升高。

[0003] 市场也有少量的汽油发动机采用双火花塞同时点火的方案，可以大大加快燃烧速率，以保汽油发动机功率不下降。但如此则更容易导致最高压力和温度的上升和压力升高率的上升，使汽油发动机的热负荷、机械负荷、冲击和震动增大、氮氧化物排放增加；如果推迟点火可以解决上述问题，但大部分燃料将在远离上止点之后燃烧，导致膨胀不充分而使汽油发动机效率和功率无法达到最佳值。

发明内容

[0004] 针对现有技术存在的上述不足，本发明的目的在于解决现有汽油发动机易产生爆震，燃烧不充分导致氮氧化物排放增加，以及膨胀不充分而导致汽油发动机效率和功率下降的问题，提供一种基于优化稀薄燃烧的双火花塞异步点火方法，通过双火花塞异步点火能够避免爆震燃烧，使汽油发动机工作稳定性更好，使用寿命更长；同时能够使燃烧更加充分，减少压缩负功和氮氧化物排放，并且膨胀做功能够有效地作用于活塞，从而使汽油发动机效率和功率显著提高。

[0005] 为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是这样的：一种基于优化稀薄燃烧的双火花塞异步点火方法，包括汽油发动机本体，所述汽油发动机本体包括至少一组汽缸盖，所述汽缸盖上装有两进气门和两排气门，在汽缸盖的顶部设有主火花塞，该主火花塞位于两进气门和两排气门的中心位置，其特征在于：在两个排气门之间还设有一副火花塞；所述异步点火方法包括如下步骤：

[0006] 1）在活塞到达上止点前,比理想混合比1的汽油机点火时刻推迟3 7°，控制主火花~塞首先点火；

[0007] 2）当活塞到达上止点时，控制副火花塞点火。

[0008] 进一步地，所述汽油发动机本体的压缩比大于12。

[0009] 进一步地，当油门开度在85%以上、混合比为1.15 1.25时，主火花塞点火时刻比理~想混合比1的汽油机点火时刻推迟3 4°；
~

[0010] 当混合比为1.05 1.15时，主火花塞点火时刻比理想混合比1的汽油机点火时刻推~迟5 7°；
~

[0011] 当油门开度小于85%、混合比为1.15 1.25时，主火花塞点火时刻比理想混合比1的~汽油机点火时刻推迟3 4°。
~

[0012] 与现有技术相比，本发明具有如下优点：

[0013] 1、主火花塞先点火，能够控制早期的压力升高率及燃烧最高压力和温度，工作柔和，能够减少负功并降低氮氧化物排放。

[0014] 2、副火花塞点燃末端气体，从而使得汽缸内不会发生爆震燃烧并加快后期燃烧速率，适合优化稀薄燃烧，降低HC和CO。

[0015] 3、主火花塞和副火花塞配合使用，使稀薄燃烧实现高效的同时大大减少有害排放。

[0016] 4、能够大大加快燃烧速率，以保汽油发动机功率，使稀薄燃烧过程更加趋于完美。

附图说明

[0017] 图1为本发明的结构示意图。

[0018] 图2为本发明与现有技术的效果对比图。

[0019] 图中：1—进气门，2—排气门，3—主火花塞，4—副火花塞。

具体实施方式

[0020] 下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明。

[0021] 实施例：参见图1，一种基于优化稀薄燃烧的双火花塞异步点火方法，包括汽油发动机本体。所述汽油发动机本体包括至少一组汽缸盖，所述汽缸盖上具有两进气门1、两排气门2以及一活塞，在汽缸盖的顶部设有主火花塞3，该主火花塞3位于两进气门1和两排气门2的中心位置；在两个排气门2之间还设有一副火花塞4。

[0022] 所述异步点火方法包括如下步骤：

[0023] 1）在活塞到达上止点前,比理想混合比1的汽油机点火时刻推迟3 7°（曲轴转角），~控制主火花塞3首先点火。具体地（与理想混合比1的汽油机点火时刻相比，因此不考虑转速因素）：

[0024] 当油门开度在85%以上、混合比为1.15 1.25时，主火花塞3点火时刻比理想混合比~1的汽油机点火时刻推迟3 4°；（此时理想混合比的点火提前角原本就不大，而且准稀薄燃~
烧混合气较稀，所以推迟量不宜过大）。

[0025] 当混合比为1.05 1.15时，主火花塞3点火时刻比理想混合比1的汽油机点火时刻~推迟5 7°；
~

[0026] 当油门开度小于85%、混合比为1.15 1.25时，主火花塞3点火时刻比理想混合比1~的汽油机点火时刻推迟3 4°；（此时理想混合比点火提前角很大，但由于准稀薄燃烧的混合~
气更稀，所以点火推迟不宜太多）。

[0027] 2）当活塞到达上止点时，控制副火花塞4点火。

[0028] 目前，现有的汽油发动机都是较低圧缩比、使用理想混合比1、单个火花塞点火，同样转速下油门开度增大则点火提前角减小，因大负荷燃烧速率快，而混合气变稀则点火提前角增大，因稀混合比时容易造成后燃增多，提前点火可以减少后燃但则造成压缩负功增加，最终都是使热效率下降。但本发明具有两个火源，无论采用何种混合气都可以通过减小主火花塞3点火时刻降低压缩负功并控制最高燃烧温度和压力，从而也抑制了有害气体氮氧化物的生成，采用稀混合气时有充足的氧，则放物HC和CO降低，通过副火花塞4配合，完全可以提高后期燃烧速率减少燃料的后燃，所以热效率得到提高的同时降低排放。

[0029] 具体地，本发明采用双火花塞异步点火，首先以燃烧室中心的“主火花塞3”点火，可以控制早期的压力升高率及燃烧最高压力和温度，当活塞到达上止点左右时则设置在两排气门2之间的“副火花塞4”点火，如此则一方面快速点燃了末端气体使汽油发动机不会发生爆震燃烧，另一方面由于点火有一定的着火延迟期，则燃烧最高压力仍可控制在上止点后10度左右，且燃烧负功并不增加。随后由于两处火焰的同时推进，使后期燃烧大大加快，从而实现大部分燃料接近上止点燃烧，由于其膨胀充分而获得较高的热效率。此时活塞处于下行加速时期，所以缸内压力不会急剧升高，则更加接近于“等压过程”，汽油发动机扭矩得到提升。

[0030] 参见图2，将主火花塞3布置在燃烧室中心，将副火花塞4布置在两排气门2之间，主火花塞3点火比单火花塞推迟3 7度。双火花塞异步点火在副火花塞4尚未点火的上止点前~时期压力升高较慢，从而减小了负功面积，当曲柄转角在上止点时副火花塞4点火，则活塞过上止点后放热加快压力升高率加大，但最高压力升高率并不比单火花塞过早点火时大，而最高压力和温度也不会过高，由于燃烧后期由于有两个火源同时推进，所以活塞下行加速过程中压力不会继续升高，而燃烧放热也不会过于远离上止点，从而获得了更大的正功。

[0031] 最后需要说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制技术方案，本领域的普通技术人员应当理解，那些对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。