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控制汽油机缸内残余废气量的装置

阅读：734发布：2021-02-27

IPRDB可以提供控制汽油机缸内残余废气量的装置专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且一种内燃机技术领域的控制汽油机缸内残余废气量的装置。包括：气缸盖、排气道、阀门、枢轴、导管、隔热型密封垫、步进电机和电极，其中：导管设置在气缸盖排气道上方的孔内，隔热型密封垫设置在导管上方，枢轴连接在步进电机上并穿过隔热型密封垫和导管伸入到排气道内，电极连接发动机控制系统，阀门连接在枢轴上而安装在排气道内。本发明通过低成本和简单结构、残余废气比例调控范围宽、响应速率快，从而使得汽油燃料在很宽的当量比范围内很容易实现均质充量压缩着火燃烧，可以更加灵活、简便的控制缸内参与废气量。，下面是控制汽油机缸内残余废气量的装置专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种控制汽油机缸内残余废气量的装置，包括：气缸盖、排气道、阀门、枢轴、导管、隔热型密封垫、步进电机和电极，其特征在于：导管设置在气缸盖排气道上方的孔内，隔热型密封垫设置在导管上方，枢轴连接在步进电机上并穿过隔热型密封垫和导管伸入到排气道内，电极连接发动机控制系统，阀门连接在枢轴上而安装在排气道内。

2.根据权利要求1所述的控制汽油机缸内残余废气量的装置，其特征是，电子控制单元根据发动机当前的：油门位置、进气温度、进气压力、冷却水温度、排气温度、空燃比、爆震信号，确定运行均质充量压缩着火燃烧模式时的残余废气装置阀门的位置并输出控制信号至阀门。

说明书全文

控制汽油机缸内残余废气量的装置

技术领域

[0001] 本发明涉及的是一种内燃机技术领域的装置，具体涉及一种控制汽油机缸内残余废气量的装置。

背景技术

[0002] 传统的汽油机是采用火花点燃均质混合气(气道喷射燃料)或分层混合气(缸内直喷)，通过节气门控制负荷。由于发动机压缩比较低、泵气损失和节流损失较大，燃烧速率较慢，从而导致热效率不高。均质充量压缩着火燃烧可以显著提高汽油机的热效率，达到或者接近传统柴油机的水平，同时氮氧化物排放仅仅为普通汽油机的95％左右。

[0003] 均质充量压缩着火的燃烧没有直接的着火控制手段，主要受燃料的化学反应动力学主导；而且，均质充量压缩着火燃烧通常是运行在稀薄混合气下，传统的火花塞的点火能量不足以点燃稀薄混合气。汽油的主要成分是高碳支链烷烃，自燃温度较高，分子不容易发生低温氧化反应。因此，要使汽油燃料发生均质充量压缩着火燃烧，必须使得燃料/空气的混合气在上止点前达到自燃着火温度。目前，实现汽油燃料均质充量压缩着火燃烧的手段主要有：进气加热、基于可变气门正时的均质充量压缩着火燃烧、以及进气温升和可变气门正时同时作用的优化动力技术。

[0004] 进气加热是早期的均质充量压缩着火燃烧实现方式，通过外加的热源或者内置于进气总管的进气加热装置显著提高进气温度，从而使得混合气经历压缩行程后在上止点前达到自燃温度。由于系统的热惯性很大，温度控制不灵活，外加热源功率较大，因此无法进入实用领域。

[0005] 经过对现有技术的检索发现，中国专利文献号CN1824926以及美国专利文献号US6675579-B1均公开了通过可变气门机构来改变气门的开启关闭时刻，使得气门机构实现负的气门重叠角，截留部分燃烧废气，增加缸内的残余废气量，从而显著提高压缩行程初始阶段的缸内混合气温度，最终实现汽油燃料的压缩自燃。然而发动机的可变气门机构结构复杂，成本增加较多，且缸内残余废气率受到一定的限制。此外，福特汽车公司提出的优化动力技术是采用发动机排气热量和循环水温度共同加热新鲜空气，同时结合可变气门技术控制缸内残余废气量，这种方式具有最高的热效率，但是也存在前面两种方式的缺点。

发明内容

[0006] 本发明的目的在于针对现有技术存在的不足，提供一种控制汽油机缸内残余废气量的装置，通过低成本和简单结构、残余废气比例调控范围宽、响应速率快，从而使得汽油燃料在很宽的当量比范围内很容易实现均质充量压缩着火燃烧。与其他的通过可变气门机构来实现残余废气量的控制方法不同，本发明提出了一种全新的控制装置，该装置安装于排气道内，可以更加灵活、简便的控制缸内参与废气量。

[0007] 本发明是通过以下技术方案实现的，本发明包括：气缸盖、排气道、阀门、枢轴、导管、隔热型密封垫、步进电机和电极，其中：导管设置在气缸盖排气道上方的孔内，隔热型密封垫设置在导管上方，枢轴连接在步进电机上并穿过隔热型密封垫和导管伸入到排气道内，电极连接发动机控制系统，阀门连接在枢轴上而安装在排气道内。

[0008] 本发明的工作过程与工作原理为：通过步进电机转动枢轴，带动阀门转动，改变排气道的流通面积和排气背压，从而将部分燃烧废气截留在排气道和气缸内。改变步进电机的输入电压控制阀门的旋转角度，可以灵活控制缸内的残余废气量，理论上缸内残余废气量可以达到95％以上。截留在排气道和气缸的废气，在进气冲程进入气缸与新鲜充量充分混合，并加热新鲜充量，促进燃料的蒸发混合，最终实现均质充量压缩着火燃烧。

[0009] 与现有技术相比，本发明有如下有益效果：

[0010] (1)结构简单，成本低廉；(2)控制灵活，响应速率很快，可以做到循环控制，且不受转速的限制；(3)残余废气系数可以在0～95％范围内任意调控；(4)可以各缸单独控制。

附图说明

[0011] 图1本发明的结构示意图。

[0012] 图2本发明实施例示意图。具体实施方式：

[0013] 下面对本发明的实施例作详细说明，本实例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

[0014] 如图1所示，本实施例包括：气缸盖1、排气道2、阀门3、销钉4、枢轴5、导管6、隔热型密封垫7、步进电机8、电极9，其中：导管6设置在气缸盖排气道2上方的孔内，隔热型密封垫7设置在导管6上方，枢轴5连接在步进电机8上并穿过隔热型密封垫7和导管6伸入到排气道2内，电极9连接发动机电子控制单元(图2中的9)，阀门3连接在枢轴5上而安装在排气道2内。

[0015] 如图2所示，图中1、2、3、4分别为各缸的火花塞；5、6、7、8则为本实施例所述汽油机缸内残余废气量控制装置；电子控制单元9接收发动机的各种参数信号，电子控制单元内存有残余废气量控制装置的点火控制曲线图。根据发动机的负荷信号，确定需要运行均质充量压缩着火燃烧模式时，电子控制单元9根据发动机当前的：油门位置、进气温度、进气压力、冷却水温度、排气温度、空燃比、爆震信号，确定运行均质充量压缩着火燃烧模式时的残余废气装置阀门3的位置，然后输出控制信号至阀门3，使得阀门3在排气行程和进气行程处于图2中的a-a’位置。这时，缸内的燃烧废气在阀门3的作用下不能有效排出气缸，滞留于气缸和排气道2中；进气行程开始后，由于活塞下行，气缸容积增大，排气道的燃烧废气进入气缸；废气对新鲜充量进行加热促进燃料蒸发和混合。进气结束后，在压缩和做功行程，阀门处于b-b’位置。其余各缸类似。

标题	发布/更新时间	阅读量
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