點(diǎn)燃式內(nèi)燃機(jī)稀薄燃燒空氣隨動配氣控制裝置及方法
【專利摘要】點(diǎn)燃式內(nèi)燃機(jī)稀薄燃燒空氣隨動配氣控制裝置及方法，燃料流量控制裝置根據(jù)加速踏板的位置變化控制輸出的燃料量，節(jié)氣裝置中的電控裝置根據(jù)燃料量和已設(shè)定的空燃比通過節(jié)氣門開度控制混合氣量，燃料和空氣在混合器中混合，由節(jié)氣裝置控制進(jìn)入氣缸的混合氣量；氣缸進(jìn)行工作，空氣在廢氣渦輪增壓器中壓縮，再經(jīng)中冷器冷卻，輸入混合器；本發(fā)明的既能保證點(diǎn)燃式內(nèi)燃機(jī)有較高的空燃比，也不用事先對內(nèi)燃機(jī)不同的轉(zhuǎn)速、不同的節(jié)氣門開度尋求最佳的噴油量，既保證了在各種內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速下進(jìn)行準(zhǔn)確地、連續(xù)和及時的調(diào)節(jié)到合適的混合器濃度，節(jié)約了燃料，使內(nèi)燃機(jī)輸出功率最大，又能確保稀薄燃燒中烴類和一氧化碳都能充分燃燒，減少了對環(huán)境的污染。
【專利說明】點(diǎn)燃式內(nèi)燃機(jī)稀薄燃燒空氣隨動配氣控制裝置及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及點(diǎn)燃式內(nèi)燃機(jī)【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及點(diǎn)燃式內(nèi)燃機(jī)稀薄燃燒空氣隨動配氣控制裝置及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]傳統(tǒng)的汽車發(fā)動機(jī)燃油噴射電子控制系統(tǒng)由各種傳感器與控制開關(guān)、電子控制單元E⑶和執(zhí)行器等部分組成，進(jìn)氣量由駕駛員通過加速踏板操縱節(jié)氣門來控制，節(jié)氣門開度不同，空氣進(jìn)量就不同，進(jìn)氣歧管內(nèi)的真空度也不同，在同一轉(zhuǎn)速下，進(jìn)氣歧管真空度與進(jìn)氣量成一定的比例關(guān)系，進(jìn)氣管壓力傳感器將進(jìn)氣歧管內(nèi)的真空度的變化轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘柕淖兓魉徒o電腦，電腦根據(jù)進(jìn)氣歧管內(nèi)真空度的大小計算出發(fā)動機(jī)的進(jìn)氣量，再根據(jù)曲軸位置傳感器測得信號計算出發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速，根據(jù)進(jìn)氣量和轉(zhuǎn)速計算出相應(yīng)的基本噴油量，而各缸噴油(燃料配)量的控制是通過控制每次的噴油持續(xù)的時間來實(shí)現(xiàn)的。當(dāng)踩下加速踏板時，進(jìn)入氣缸的空氣量迅速增加，發(fā)動機(jī)控制模塊根據(jù)節(jié)氣門位置傳感器、冷卻液溫度傳感器、進(jìn)氣歧管壓力傳感器和曲軸位置傳感器所提供的信號計算出此時的供油(燃料配)量。但是，實(shí)際運(yùn)行情況是十分復(fù)雜的，由于發(fā)動機(jī)在不同工作情況下運(yùn)轉(zhuǎn)時，對混合氣濃度的要求不同，特別在一些特殊工作情況下(如起動、加速和減速等)，對空氣和燃料的混合氣濃度有著特殊的要求，在這些特殊的工作情況下，由于轉(zhuǎn)速的波動大，空氣流量傳感器所測得的信號有很大的誤差，因此很難根據(jù)汽車不同工作情況對噴油量相應(yīng)地做出精確而及時的調(diào)整。
[0003]另外，在發(fā)動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時，電腦主要根據(jù)進(jìn)氣量和發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速來計算噴油量，同時還要參考節(jié)氣門開度、發(fā)動機(jī)水溫、進(jìn)氣溫度、海拔高度及怠速工況、全負(fù)荷工況等運(yùn)轉(zhuǎn)參數(shù)來修正噴油量，以提高控制精度。由于要考慮的運(yùn)轉(zhuǎn)參數(shù)很多，無法在發(fā)動機(jī)的每個運(yùn)轉(zhuǎn)瞬時都能準(zhǔn)確和連續(xù)地計算出噴油量的大小，因此應(yīng)用范圍受到限制并且缺乏精確性，汽車發(fā)動機(jī)很難經(jīng)濟(jì)地運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性下，從而導(dǎo)致傳統(tǒng)的電控汽油機(jī)噴油量增大、有害排放量增力口。目前盡管將節(jié)氣門的機(jī)械控制變成由ECU氣量來改變空燃比，可有效提高發(fā)動機(jī)的燃料利用，但由于運(yùn)行工況變化復(fù)雜，還不能在所有工作情況下達(dá)到理想的要求。
[0004]傳統(tǒng)的進(jìn)氣調(diào)節(jié)提高內(nèi)燃機(jī)性能的基本原理是根據(jù)進(jìn)氣量控制噴油量來實(shí)現(xiàn)空燃比的調(diào)節(jié)。由于節(jié)氣門由司機(jī)通過加速踏板直接控制，在節(jié)氣門位置和轉(zhuǎn)速一定時，內(nèi)燃機(jī)的最大輸出功率對應(yīng)的混合氣是偏濃的，從而導(dǎo)致傳統(tǒng)的電控汽油機(jī)噴油量增大、有害排放量增加。為了提高內(nèi)燃機(jī)的動力性、經(jīng)濟(jì)性和排放性能，將單缸化油器發(fā)動機(jī)改裝為進(jìn)氣管噴射式發(fā)動機(jī)，開發(fā)出電子節(jié)氣門機(jī)構(gòu)。傳統(tǒng)的做法是，對選定的實(shí)驗(yàn)工況，首先采用定進(jìn)氣量法調(diào)整，即在保持發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速一定的情況下，分別將節(jié)氣門開度進(jìn)行由小到大的調(diào)節(jié)，然后測量發(fā)動機(jī)的各種性能參數(shù)，對于此轉(zhuǎn)速下的某個節(jié)氣門開度調(diào)節(jié)噴油量，得到不同濃度的混合氣，記錄下這個試驗(yàn)點(diǎn)的數(shù)據(jù)，比較該轉(zhuǎn)速和該節(jié)氣門開度下的各個噴油量點(diǎn)測得的功率，找出功率最大的噴油量點(diǎn)，將噴油量固定在這一點(diǎn)，然后再調(diào)節(jié)氣門開度，增加進(jìn)氣量，記錄下此時不同的節(jié)氣門開度的點(diǎn)的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，從而能夠得到新的功率最大點(diǎn)，利用這種方法，將得到發(fā)動機(jī)在不同轉(zhuǎn)速下、節(jié)氣門不同開度下輸出功率最大值所對應(yīng)的噴油量，作為電腦控制的依據(jù)。但是，實(shí)際運(yùn)行情況是十分復(fù)雜的，由于路面情況差異大，發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速不同，司機(jī)的習(xí)慣也不同，發(fā)動機(jī)在不同工況下運(yùn)轉(zhuǎn)時，對混合氣濃度的要求不同因素，所以很難將所有的運(yùn)行工況都進(jìn)行預(yù)先設(shè)定作為電腦控制的依據(jù)，也無法使汽車在不同工況對噴油量相應(yīng)地做出精確、連續(xù)和及時的調(diào)整。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的在于提供點(diǎn)燃式內(nèi)燃機(jī)稀薄燃燒空氣隨動配氣控制裝置及方法，既能夠保證點(diǎn)燃式內(nèi)燃機(jī)有較高的空燃比，節(jié)約了燃料，又確保稀薄燃燒中烴類和一氧化碳都能充分燃燒，減少了對環(huán)境的污染，具有結(jié)構(gòu)簡單、高效節(jié)能、綠色環(huán)保的特點(diǎn)。
[0006]為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案為:
[0007]點(diǎn)燃式內(nèi)燃機(jī)稀薄燃燒空氣隨動配氣控制裝置，包括加速踏板1、燃料流量控制裝置2、混合器3和節(jié)氣裝置4，所述加速踏板I與燃料流量控制裝置2通過電信號連接或通過機(jī)械拉線連接，燃料流量控制裝置2的輸出端與混合器3的輸入端連接，混合器3的另一輸入端與第一進(jìn)氣口 8連接，混合器3的輸出端與節(jié)氣裝置4的輸入端連接，節(jié)氣裝置4的輸出端與點(diǎn)燃式內(nèi)燃機(jī)的氣缸5連接；所述廢氣渦輪增壓器6的第二進(jìn)氣口 10與氣缸5的第一出氣口 9連接，廢氣渦輪增壓器6的第三出氣口 11通過中冷器7與混合器3的第四進(jìn)氣口 12連接；氣缸5排出的廢氣通過第一出氣口 9和第二進(jìn)氣口 10進(jìn)入廢氣渦輪增壓器6進(jìn)行壓縮，壓縮后的廢氣通過第二出氣口 13排入大氣中，新鮮空氣通過第三進(jìn)氣口 14進(jìn)入廢氣渦輪增壓器6進(jìn)行壓縮，壓縮后的空氣通過廢氣渦輪增壓器6的第三出氣口 11進(jìn)入中冷器7中進(jìn)行冷卻，冷卻后通過第四進(jìn)氣口 12進(jìn)入混合器3。
[0008]所述燃料流量控制裝置2包括燃料噴射控制器或流量控制器，所述燃料噴射控制器根據(jù)加速踏板I的位置變化控制噴出的燃料量；所述流量控制器根據(jù)加速踏板I的位置變化控制燃料的通流面積，從而控制流入混合器3的燃料量。
[0009]所述混合器3將燃料流量控制裝置2輸入的燃油、第一進(jìn)氣口 8輸入的空氣和第四進(jìn)氣口 12輸入的壓縮冷卻空氣混合，成為混合氣。
[0010]所述節(jié)氣裝置4包括電控裝置15和節(jié)氣門16，所述電控裝置15根據(jù)輸入混合器3的燃油量和已設(shè)定的空燃比，通過改變節(jié)氣門16的開度調(diào)節(jié)混合氣總量來控制通過第一進(jìn)氣口 8和第四進(jìn)氣口 12輸入混合器3的空氣進(jìn)氣量，所述節(jié)氣門16的開度控制通過節(jié)氣裝置4進(jìn)入氣缸5的混合氣量，實(shí)現(xiàn)對內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)。
[0011]所述節(jié)氣門16處于完全開啟狀態(tài)時，點(diǎn)燃式內(nèi)燃機(jī)米用自由進(jìn)氣模式，由氣缸5的真空度控制輸入的混合氣量。
[0012]點(diǎn)燃式內(nèi)燃機(jī)稀薄燃燒空氣隨動配氣控制方法，包括:
[0013]燃料流量控制裝置2根據(jù)加速踏板I的位置變化控制輸入到混合器3中的燃料量;
[0014]節(jié)氣裝置4中的電控裝置15根據(jù)輸入混合器3中的燃油量和已設(shè)定的空燃比通過改變節(jié)氣門16的開度，調(diào)節(jié)經(jīng)第一進(jìn)氣口 8和第四進(jìn)氣口 12輸入混合器3的空氣進(jìn)氣量;[0015]混合器3將燃料流量控制裝置2輸入的燃料、第一進(jìn)氣口 8輸入的空氣和第四進(jìn)氣口 12輸入的空氣混合，成為混合氣；
[0016]節(jié)氣門16的開度控制通過節(jié)氣裝置4進(jìn)入氣缸5的混合氣量，實(shí)現(xiàn)對內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)；
[0017]氣缸5排出的廢氣通過第一出氣口 9排出，通過第二進(jìn)氣口 10進(jìn)入廢氣渦輪增壓器6，利用氣缸5排出的廢氣壓力推動廢氣渦輪增壓器6工作，進(jìn)行壓縮空氣，然后廢氣經(jīng)第二出氣口 13排入大氣中，新鮮空氣通過第三進(jìn)氣口 14進(jìn)入廢氣渦輪增壓器6進(jìn)行壓縮，壓縮后的空氣經(jīng)廢氣渦輪增壓器6的第三出氣口 11進(jìn)入中冷器7中進(jìn)行冷卻，冷卻后通過第四進(jìn)氣口 12進(jìn)入混合器3，提高了混合器3中的氣體壓力。
[0018]所述燃料流量控制裝置2根據(jù)加速踏板I的位置變化控制輸入到混合器3中的燃料量，包括:所述燃料流量控制裝置2中的燃料噴射控制器根據(jù)加速踏板I的位置變化控制噴入的燃料量或所述燃料流量控制裝置2中的流量控制器根據(jù)加速踏板I的位置變化通過上下移動控制通流面積，從而控制流入的燃料量。
[0019]所述節(jié)氣裝置4中的電控裝置15根據(jù)輸入混合器3中的燃油量和已設(shè)定的空燃比通過改變節(jié)氣門16的開度，調(diào)節(jié)經(jīng)第一進(jìn)氣口 8和第四進(jìn)氣口 12輸入混合器3的空氣進(jìn)氣量，包括:
[0020]當(dāng)踩下加速踏板I時，燃料流量控制裝置2根據(jù)加速踏板I的位置變化控制輸入混合器3的燃料量增大；電控裝置15根據(jù)輸入混合器3中的燃料量和已設(shè)定的空燃比通過增大節(jié)氣門16的開度來增加混合氣量，使得經(jīng)第一進(jìn)氣口 8和第四進(jìn)氣口 12進(jìn)入混合器3的空氣量也隨之增加，轉(zhuǎn)速相應(yīng)增加；混合器3中的燃料和空氣混合成為混合氣；根據(jù)內(nèi)燃機(jī)輸入的燃料量控制節(jié)氣門16的開度，使氣缸5中的空燃比到達(dá)已設(shè)定的空燃比；
[0021]相反當(dāng)松開加速踏板I時，燃料流量控制裝置2根據(jù)加速踏板I的位置變化控制輸入混合器3的燃料量減小；電控裝置15根據(jù)輸入混合器3中的燃料量和已設(shè)定的空燃比通過減少節(jié)氣門16的開度來減少混合氣量，使得經(jīng)第一進(jìn)氣口 8和第四進(jìn)氣口 12進(jìn)入混合器3的空氣量也隨之減少，轉(zhuǎn)速相應(yīng)降低；混合器3中的燃料和空氣混合成為混合氣；根據(jù)內(nèi)燃機(jī)輸入的燃料量控制節(jié)氣門16的開度，使氣缸5中的空燃比到達(dá)已設(shè)定的空燃比。
[0022]本發(fā)明的工作原理為:
[0023]點(diǎn)燃式內(nèi)燃機(jī)在不同工作情況時，踩下或放開加速踏板1，燃料流量控制裝置2根據(jù)加速踏板I的位置變化控制輸入混合器3的燃料量。燃料流量控制裝置2中的燃料噴射控制器根據(jù)加速踏板I的位置變化控制噴出的燃油量；燃料流量控制裝置2中的流量控制器根據(jù)加速踏板I的位置變化控制燃料的通流面積，從而控制流入到混合器3中的燃料量。ECU根據(jù)點(diǎn)燃式內(nèi)燃機(jī)的氣缸5中的傳感器測量空燃比，利用測得的空燃比計算出實(shí)際需要的空燃比，并將實(shí)際需要的空燃比傳輸并設(shè)定給節(jié)氣裝置4中的電控裝置15，電控裝置15根據(jù)設(shè)定的空燃比以及混合器3中的燃料量，通過節(jié)氣門16的開度，控制進(jìn)入氣缸5的混合氣量，從而控制點(diǎn)燃式內(nèi)燃機(jī)的轉(zhuǎn)速。
[0024]當(dāng)踩下加速踏板I時，燃料流量控制裝置2根據(jù)加速踏板I的位置變化控制輸入混合器3的燃油料增大，節(jié)氣裝置4中的電控裝置15根據(jù)燃料量和已設(shè)定的空燃比，通過增大節(jié)氣門16的開度增加混合氣量，使得經(jīng)第一進(jìn)氣口 8和第四進(jìn)氣口 12進(jìn)入混合器3的空氣量隨之增加，輸入混合器3中的燃料和空氣混合后，輸入點(diǎn)燃式內(nèi)燃機(jī)的氣缸5，使點(diǎn)燃式內(nèi)燃機(jī)氣缸5中的空燃比到達(dá)已設(shè)定的空燃比，同時轉(zhuǎn)速增加；相反的，當(dāng)松開加速踏板I時，燃料流量控制裝置2根據(jù)加速踏板I的位置變化控制輸入混合器3的燃料量減小，節(jié)氣裝置4中的電控裝置15根據(jù)燃料量和已設(shè)定的空燃比，通過減少節(jié)氣門16的開度來減少混合氣量，使控制經(jīng)第一進(jìn)氣口 8和第四進(jìn)氣口 12進(jìn)入混合器3的空氣量相應(yīng)減少，輸入混合器3中的燃料和空氣混合后,輸入點(diǎn)燃式內(nèi)燃機(jī)的氣缸5,使點(diǎn)燃式內(nèi)燃機(jī)氣缸5中的空燃比到達(dá)已設(shè)定的空燃比，同時轉(zhuǎn)速降低。
[0025]點(diǎn)燃式內(nèi)燃機(jī)工作時，從氣缸5排出的廢氣通過第一出氣口 9排出，然后通過第二進(jìn)氣口 10進(jìn)入廢氣渦輪增壓器6，利用氣缸5排出的廢氣壓力推動廢氣渦輪增壓器6工作，進(jìn)行壓縮空氣，然后廢氣經(jīng)第二出氣口 13排入大氣中；同時，新鮮空氣通過第三進(jìn)氣口 14進(jìn)入廢氣渦輪增壓器6，空氣經(jīng)過壓縮后壓力提高，被壓縮的空氣從第三出氣口 11經(jīng)過中冷器7冷卻，然后通過第四進(jìn)氣口 12輸入至混合器3中，提高了混合器3中的壓力。
[0026]本發(fā)明所述燃油包括汽油、天然氣等本領(lǐng)域常用燃料。
[0027]本發(fā)明的有益效果為:
[0028]本發(fā)明提出一種點(diǎn)燃式內(nèi)燃機(jī)稀薄燃燒燃料主動、空氣隨動混合氣濃度控制配氣裝置技術(shù)，既能保證內(nèi)燃機(jī)有較高的空燃比，也不用事先對內(nèi)燃機(jī)不同的轉(zhuǎn)速、不同的節(jié)氣門開度尋求最佳的噴油量，既保證了在各種內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速下進(jìn)行準(zhǔn)確地、連續(xù)和及時的調(diào)節(jié)到合適的混合器濃度，節(jié)約了燃料，使內(nèi)燃機(jī)輸出功率最大，又能確保稀薄燃燒中烴類和一氧化碳都能充分燃燒，減少了對環(huán)境的污染。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0029]圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0030]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0031]參見附圖，點(diǎn)燃式內(nèi)燃機(jī)稀薄燃燒空氣隨動配氣控制裝置，包括加速踏板1、燃料流量控制裝置2、混合器3和節(jié)氣裝置4，所述加速踏板I與燃料流量控制裝置2通過電信號連接或通過機(jī)械拉線連接，燃料流量控制裝置2的輸出端與混合器3的輸入端連接，混合器3的另一輸入端與第一進(jìn)氣口 8連接，混合器3的輸出端與節(jié)氣裝置4的輸入端連接，節(jié)氣裝置4的輸出端與點(diǎn)燃式內(nèi)燃機(jī)的氣缸5連接；所述燃料流量控制裝置2根據(jù)加速踏板I的位置變化控制輸入混合器3的燃料量。
[0032]所述點(diǎn)燃式內(nèi)燃機(jī)稀薄燃燒空氣隨動配氣控制裝置還包括廢氣渦輪增壓器6和中冷器7，所述廢氣渦輪增壓器6的第二進(jìn)氣口 10與氣缸5的第一出氣口 9連接，廢氣渦輪增壓器6的第三出氣口 11通過中冷器7與混合器3的第四進(jìn)氣口 12連接；氣缸5排出的廢氣通過第一出氣口 9和第二進(jìn)氣口 10進(jìn)入廢氣渦輪增壓器6進(jìn)行壓縮，壓縮后的廢氣通過第二出氣口 13排入大氣中，新鮮空氣通過第三進(jìn)氣口 14進(jìn)入廢氣渦輪增壓器6進(jìn)行壓縮，壓縮后的空氣通過廢氣渦輪增壓器6的第三出氣口 11進(jìn)入中冷器7中進(jìn)行冷卻，冷卻后通過第四進(jìn)氣口 12進(jìn)入混合器3。
[0033]所述燃料流量控制裝置2包括燃料噴射控制器或流量控制器，所述燃料噴射控制器根據(jù)加速踏板I的位置變化控制噴出的燃料量；所述流量控制器根據(jù)加速踏板I的位置變化控制燃料的通流面積，從而控制流入混合器3的燃料量。
[0034]所述混合器3將燃料流量控制裝置2輸入的燃油、第一進(jìn)氣口 8輸入的空氣和第四進(jìn)氣口 12輸入的壓縮冷卻空氣混合，成為混合氣。
[0035]所述節(jié)氣裝置4包括電控裝置15和節(jié)氣門16，所述電控裝置15根據(jù)輸入混合器3的燃油量和已設(shè)定的空燃比，通過改變節(jié)氣門16的開度調(diào)節(jié)混合氣總量來控制通過第一進(jìn)氣口 8和第四進(jìn)氣口 12輸入混合器3的空氣進(jìn)氣量，所述節(jié)氣門16的開度控制通過節(jié)氣裝置4進(jìn)入氣缸5的混合氣量，實(shí)現(xiàn)對內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)。
[0036]所述節(jié)氣門16處于完全開啟狀態(tài)時，點(diǎn)燃式內(nèi)燃機(jī)米用自由進(jìn)氣模式，由氣缸5的真空度控制輸入的混合氣量。
[0037]點(diǎn)燃式內(nèi)燃機(jī)稀薄燃燒空氣隨動配氣控制方法，包括:
[0038]燃料流量控制裝置2根據(jù)加速踏板I的位置變化控制輸入到混合器3中的燃料量;
[0039]節(jié)氣裝置4中的電控裝置15根據(jù)輸入混合器3中的燃油量和已設(shè)定的空燃比通過改變節(jié)氣門16的開度，調(diào)節(jié)經(jīng)第一進(jìn)氣口 8和第四進(jìn)氣口 12輸入混合器3的空氣進(jìn)氣量;
[0040]混合器3將燃料流量控制裝置2輸入的燃料、第一進(jìn)氣口 8輸入的空氣和第四進(jìn)氣口 12輸入的空氣混合，成為混合氣；
[0041]節(jié)氣門16的開度控制通過節(jié)氣裝置4進(jìn)入氣缸5的混合氣量，實(shí)現(xiàn)對內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)；
[0042]氣缸5排出的廢氣通過第一出氣口 9排出，通過第二進(jìn)氣口 10進(jìn)入廢氣渦輪增壓器6，利用氣缸5排出的廢氣壓力推動廢氣渦輪增壓器6工作，進(jìn)行壓縮空氣，然后廢氣經(jīng)第二出氣口 13排入大氣中，新鮮空氣通過第三進(jìn)氣口 14進(jìn)入廢氣渦輪增壓器6進(jìn)行壓縮，壓縮后的空氣經(jīng)廢氣渦輪增壓器6的第三出氣口 11進(jìn)入中冷器7中進(jìn)行冷卻，冷卻后通過第四進(jìn)氣口 12進(jìn)入混合器3，提高了混合器3中的氣體壓力。
[0043]所述燃料流量控制裝置2根據(jù)加速踏板I的位置變化控制輸入到混合器3中的燃料量，包括:所述燃料流量控制裝置2中的燃料噴射控制器根據(jù)加速踏板I的位置變化控制噴入的燃料量或所述燃料流量控制裝置2中的流量控制器根據(jù)加速踏板I的位置變化通過上下移動控制通流面積，從而控制流入的燃料量。
[0044]所述節(jié)氣裝置4中的電控裝置15根據(jù)輸入混合器3中的燃油量和已設(shè)定的空燃比通過改變節(jié)氣門16的開度，調(diào)節(jié)經(jīng)第一進(jìn)氣口 8和第四進(jìn)氣口 12輸入混合器3的空氣進(jìn)氣量，包括:
[0045]當(dāng)踩下加速踏板I時，燃料流量控制裝置2根據(jù)加速踏板I的位置變化控制輸入混合器3的燃料量增大；電控裝置15根據(jù)輸入混合器3中的燃料量和已設(shè)定的空燃比通過增大節(jié)氣門16的開度來增加混合氣量，使得經(jīng)第一進(jìn)氣口 8和第四進(jìn)氣口 12進(jìn)入混合器3的空氣量也隨之增加，轉(zhuǎn)速相應(yīng)增加；混合器3中的燃料和空氣混合成為混合氣；根據(jù)內(nèi)燃機(jī)輸入的燃料量控制節(jié)氣門16的開度，使氣缸5中的空燃比到達(dá)已設(shè)定的空燃比；
[0046]相反當(dāng)松開加速踏板I時，燃料流量控制裝置2根據(jù)加速踏板I的位置變化控制輸入混合器3的燃料量減?。浑娍匮b置15根據(jù)輸入混合器3中的燃料量和已設(shè)定的空燃比通過減少節(jié)氣門16的開度來減少混合氣量，使得經(jīng)第一進(jìn)氣口 8和第四進(jìn)氣口 12進(jìn)入混合器3的空氣量也隨之減少，轉(zhuǎn)速相應(yīng)降低；混合器3中的燃料和空氣混合成為混合氣；根據(jù)內(nèi)燃機(jī)輸入的燃料量控制節(jié)氣門16的開度，使氣缸5中的空燃比到達(dá)已設(shè)定的空燃比。
[0047]實(shí)施例一
[0048]點(diǎn)燃式內(nèi)燃機(jī)在不同工作情況時，踩下或放開加速踏板1，燃料流量控制裝置2根據(jù)加速踏板I的位置變化控制輸入混合器3的燃料量。燃料流量控制裝置2中的燃料噴射控制器根據(jù)加速踏板I的位置變化控制噴出的燃料量；燃料流量控制裝置2中的流量控制器根據(jù)加速踏板I的位置變化控制燃料的通流面積，從而控制流入到混合器3中的燃油量。ECU根據(jù)點(diǎn)燃式內(nèi)燃機(jī)傳感器測量的進(jìn)氣量，利用設(shè)定的空燃比和已知的燃料量計算出實(shí)際需要的混合氣量，并換算為節(jié)氣門的開度傳輸給節(jié)氣裝置4中的電控裝置15，電控裝置15根據(jù)實(shí)際需要的混合氣量控制節(jié)氣門16的開度，控制進(jìn)入氣缸5的混合氣量，從而控制點(diǎn)燃式內(nèi)燃機(jī)的轉(zhuǎn)速。
[0049]當(dāng)踩下加速踏板I時，燃料流量控制裝置2根據(jù)加速踏板I的位置變化控制輸入混合器3的燃料量增大，節(jié)氣裝置4中的電控裝置15根據(jù)燃料量和已設(shè)定的空燃比，增大節(jié)氣門16的開度，使混合氣量增加，從而使經(jīng)第一進(jìn)氣口 8和第四進(jìn)氣口 12進(jìn)入混合器3的空氣量隨之增加，輸入混合器3中的燃料和空氣混合后，輸入點(diǎn)燃式內(nèi)燃機(jī)的氣缸5，使點(diǎn)燃式內(nèi)燃機(jī)氣缸5中的空燃比到達(dá)已設(shè)定的空燃比，同時轉(zhuǎn)速增加；相反的，當(dāng)松開加速踏板I時，燃料流量控制裝置2根據(jù)加速踏板I的位置變化控制輸入混合器3的燃料量減小，節(jié)氣裝置4中的電控裝置15根據(jù)燃料量和已設(shè)定的空燃比，減少了節(jié)氣門16的開度，使經(jīng)第一進(jìn)氣口 8和第四進(jìn)氣口 12進(jìn)入混合器3的空氣量相應(yīng)減少，輸入混合器3中的燃料和空氣混合后，輸入點(diǎn)燃式內(nèi)燃機(jī)的氣缸5，使點(diǎn)燃式內(nèi)燃機(jī)氣缸5中的空燃比到達(dá)已設(shè)定的空燃比，降低了轉(zhuǎn)速。節(jié)氣門16的開度控制進(jìn)入氣缸5的混合氣量大小，從而控制點(diǎn)燃式內(nèi)燃機(jī)的轉(zhuǎn)速。
[0050]點(diǎn)燃式內(nèi)燃機(jī)工作時，從氣缸5排出的廢氣通過第一出氣口 9排出，然后通過第二進(jìn)氣口 10進(jìn)入廢氣渦輪增壓器6，利用氣缸5排出的廢氣壓力推動廢氣渦輪增壓器6工作，進(jìn)行壓縮空氣，然后廢氣經(jīng)第二出氣口 13排入大氣中；同時，新鮮空氣通過第三進(jìn)氣口 14進(jìn)入廢氣渦輪增壓器6，空氣經(jīng)過壓縮后壓力提高，被壓縮的空氣從第三出氣口 11經(jīng)過中冷器7冷卻，然后通過第四進(jìn)氣口 12輸入至混合器3中，提高了混合器3中的壓力。
[0051]實(shí)施例二
[0052]當(dāng)節(jié)氣門16完全開啟時，點(diǎn)燃式內(nèi)燃機(jī)采用自由進(jìn)氣模式，由氣缸5的真空度控制輸入的混合氣量。當(dāng)踩下加速踏板I時，一個工作周期中，當(dāng)點(diǎn)燃式內(nèi)燃機(jī)的活塞運(yùn)動到一定位置、壓縮比達(dá)到確定值時，火花塞開始首次點(diǎn)火。通過燃料流量控制裝置2進(jìn)入氣缸5的燃料量增大，點(diǎn)燃式內(nèi)燃機(jī)的轉(zhuǎn)速提高，這時氣缸5中的真空度增大，節(jié)氣門16完全打開，伴隨著通過第一進(jìn)氣口 8和第四進(jìn)氣口 12進(jìn)入混合器3的空氣量增加。當(dāng)節(jié)氣門16完全開啟時，進(jìn)入氣缸5的混合氣量一方面依靠氣缸5中產(chǎn)生的真空度控制，另一方面依靠廢氣渦輪增壓器6產(chǎn)生的壓力控制，而氣缸5中的真空度又取決于燃料流量控制裝置2的燃料量，燃料流量控制裝置2主動進(jìn)入氣缸的燃料量越大，氣缸中產(chǎn)生的真空度越大，廢氣渦輪增壓器6的壓力越大，進(jìn)入氣缸5中的空氣量越大，進(jìn)入氣缸5中的燃料和空氣就達(dá)到一定的平衡，點(diǎn)燃式內(nèi)燃機(jī)的工作溫度也越穩(wěn)定。本發(fā)明所述燃油包括汽油、天然氣等本領(lǐng)域常用燃料。[0053]由于采用了內(nèi)燃機(jī)主動輸入燃油，而自由隨動輸入空氣，使得空氣和燃油的濃度更稀，從而可獲得更高的壓縮比。在天然氣內(nèi)燃機(jī)中，壓縮比可達(dá)13以上。
[0054]此種調(diào)節(jié)方式其反映速度快，且空氣量的調(diào)節(jié)連續(xù)，這樣既做到了氣缸完全是自由進(jìn)氣，又能是氣和燃料維持一個合適的濃度，點(diǎn)燃式內(nèi)燃機(jī)在旋轉(zhuǎn)的任何瞬時均在合適的濃度下燃燒，達(dá)到了經(jīng)濟(jì)運(yùn)轉(zhuǎn)。
[0055]但本發(fā)明并不局限上述所列舉的【具體實(shí)施方式】，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以根據(jù)本發(fā)明工作原理和上面給出的【具體實(shí)施方式】，可以做出各種等同的修改、等同的替換、部件增減和重新組合，從而構(gòu)成更多新的實(shí)施方式。
【權(quán)利要求】
1.點(diǎn)燃式內(nèi)燃機(jī)稀薄燃燒空氣隨動配氣控制裝置，其特征在于:包括加速踏板(I)、燃料流量控制裝置(2)、混合器(3)和節(jié)氣裝置(4)，所述加速踏板(I)與燃料流量控制裝置(2 )通過電信號連接或通過機(jī)械拉線連接，燃料流量控制裝置(2 )的輸出端與混合器(3 )的輸入端連接，混合器(3)的另一輸入端與第一進(jìn)氣口(8)連接，混合器(3)的輸出端與節(jié)氣裝置(4)的輸入端連接，節(jié)氣裝置(4)的輸出端與點(diǎn)燃式內(nèi)燃機(jī)的氣缸(5)連接；所述廢氣渦輪增壓器(6)的第二進(jìn)氣口( 10)與氣缸(5)的第一出氣口(9)連接，廢氣渦輪增壓器(6)的第三出氣口(11)通過中冷器(7)與混合器(3)的第四進(jìn)氣口(12)連接；氣缸(5)排出的廢氣通過第一出氣口(9)和第二進(jìn)氣口( 10)進(jìn)入廢氣渦輪增壓器(6)進(jìn)行壓縮，壓縮后的廢氣通過第二出氣口( 13)排入大氣中，新鮮空氣通過第三進(jìn)氣口( 14)進(jìn)入廢氣渦輪增壓器(6)進(jìn)行壓縮，壓縮后的空氣通過廢氣渦輪增壓器(6)的第三出氣口(11)進(jìn)入中冷器(7 )中進(jìn)行冷卻，冷卻后通過第四進(jìn)氣口( 12 )進(jìn)入混合器(3 )。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的點(diǎn)燃式內(nèi)燃機(jī)稀薄燃燒空氣隨動配氣控制裝置，其特征在于:所述燃料流量控制裝置(2)包括燃料噴射控制器或流量控制器，所述燃料噴射控制器根據(jù)加速踏板(I)的位置變化控制噴出的燃料量；所述流量控制器根據(jù)加速踏板(I)的位置變化控制燃料的通流面積，從而控制流入混合器(3)的燃料量。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的點(diǎn)燃式內(nèi)燃機(jī)稀薄燃燒空氣隨動配氣控制裝置，其特征在于:所述混合器(3)將燃料流量控制裝置(2)輸入的燃油、第一進(jìn)氣口(8)輸入的空氣和第四進(jìn)氣口(12)輸入的壓縮冷卻空氣混合，成為混合氣。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的點(diǎn)燃式內(nèi)燃機(jī)稀薄燃燒空氣隨動配氣控制裝置，其特征在于:所述節(jié)氣裝置(4)包括 電控裝置(15)和節(jié)氣門(16)，所述電控裝置(15)根據(jù)輸入混合器(3)的燃油量和已設(shè)定的空燃比，通過改變節(jié)氣門(16)的開度調(diào)節(jié)混合氣總量來控制通過第一進(jìn)氣口(8)和第四進(jìn)氣口( 12)輸入混合器(3)的空氣進(jìn)氣量，所述節(jié)氣門(16)的開度控制通過節(jié)氣裝置(4)進(jìn)入氣缸(5)的混合氣量，實(shí)現(xiàn)對內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的點(diǎn)燃式內(nèi)燃機(jī)稀薄燃燒空氣隨動配氣控制裝置，其特征在于:所述節(jié)氣門(16)處于完全開啟狀態(tài)時，點(diǎn)燃式內(nèi)燃機(jī)米用自由進(jìn)氣模式，由氣缸(5)的真空度控制輸入的混合氣量。
6.采用權(quán)利要求1所述的裝置進(jìn)行隨動配氣控制的方法，其特征在于，包括: 燃料流量控制裝置(2)根據(jù)加速踏板(I)的位置變化控制輸入到混合器(3)中的燃料量; 節(jié)氣裝置(4)中的電控裝置(15)根據(jù)輸入混合器(3)中的燃油量和已設(shè)定的空燃比通過改變節(jié)氣門(16)的開度，調(diào)節(jié)經(jīng)第一進(jìn)氣口(8)和第四進(jìn)氣口( 12)輸入混合器(3)的空氣進(jìn)氣量； 混合器(3)將燃料流量控制裝置(2)輸入的燃料、第一進(jìn)氣口(8)輸入的空氣和第四進(jìn)氣口(12)輸入的空氣混合，成為混合氣； 節(jié)氣門(16)的開度控制通過節(jié)氣裝置(4)進(jìn)入氣缸(5)的混合氣量，實(shí)現(xiàn)對內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)； 氣缸(5)排出的廢氣通過第一出氣口(9)排出，通過第二進(jìn)氣口( 10)進(jìn)入廢氣渦輪增壓器(6)，利用氣缸(5)排出的廢氣壓力推動廢氣渦輪增壓器(6)工作，進(jìn)行壓縮空氣，然后廢氣經(jīng)第二出氣口( 13)排入大氣中，新鮮空氣通過第三進(jìn)氣口( 14)進(jìn)入廢氣渦輪增壓器(6)進(jìn)行壓縮，壓縮后的空氣經(jīng)廢氣渦輪增壓器(6)的第三出氣口(11)進(jìn)入中冷器(7)中進(jìn)行冷卻，冷卻后通過第四進(jìn)氣口(12)進(jìn)入混合器(3)，提高了混合器(3)中的氣體壓力。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的隨動配氣控制的方法，其特征在于，所述燃料流量控制裝置(2)根據(jù)加速踏板(I)的位置變化控制輸入到混合器(3)中的燃料量，包括:所述燃料流量控制裝置(2)中的燃料噴射控制器根據(jù)加速踏板(I)的位置變化控制噴入的燃料量或所述燃料流量控制裝置(2)中的流量控制器根據(jù)加速踏板(I)的位置變化通過上下移動控制通流面積，從而控制流入的燃料量。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的隨動配氣控制的方法，其特征在于，所述節(jié)氣裝置(4)中的電控裝置(15)根據(jù)輸入混合器(3)中的燃油量和已設(shè)定的空燃比通過改變節(jié)氣門(16)的開度，調(diào)節(jié)經(jīng)第一進(jìn)氣口(8)和第四進(jìn)氣口(12)輸入混合器(3)的空氣進(jìn)氣量，包括: 當(dāng)踩下加速踏板(I)時，燃料流量控制裝置(2 )根據(jù)加速踏板(I)的位置變化控制輸入混合器(3)的燃料量增大；電控裝置(15)根據(jù)輸入混合器(3)中的燃料量和已設(shè)定的空燃比通過增大節(jié)氣門(16)的開度來增加混合氣量，使得經(jīng)第一進(jìn)氣口(8)和第四進(jìn)氣口( 12)進(jìn)入混合器(3)的空氣量也隨之增加，轉(zhuǎn)速相應(yīng)增加；混合器(3)中的燃料和空氣混合成為混合氣；根據(jù)內(nèi)燃機(jī)輸入的燃料量控制節(jié)氣門(16)的開度，使氣缸(5)中的空燃比到達(dá)已設(shè)定的空燃比； 相反當(dāng)松開加速踏板(I)時，燃料流量控制裝置(2)根據(jù)加速踏板(I)的位置變化控制輸入混合器(3)的燃料量減??；電控裝置(15)根據(jù)輸入混合器(3)中的燃料量和已設(shè)定的空燃比通過減少節(jié)氣門(16)的開度來減少混合氣量，使得經(jīng)第一進(jìn)氣口(8)和第四進(jìn)氣口(12)進(jìn)入混合 器(3)的空氣量也隨之減少，轉(zhuǎn)速相應(yīng)降低；混合器(3)中的燃料和空氣混合成為混合氣；根據(jù)內(nèi)燃機(jī)輸入的燃料量控制節(jié)氣門(16)的開度，使氣缸(5)中的空燃比到達(dá)已設(shè)定的空燃比。
【文檔編號】F02D41/00GK103470384SQ201310362930
【公開日】2013年12月25日 申請日期:2013年8月19日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月19日
【發(fā)明者】曹兵 申請人:曹兵