專利名稱：實(shí)現(xiàn)汽油機(jī)hcci燃燒的進(jìn)排氣熱控制裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種汽油機(jī)進(jìn)排氣熱控制系統(tǒng)，尤其涉及一種實(shí)現(xiàn)汽油機(jī)HCCI燃燒的進(jìn)排氣熱控制系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
汽油機(jī)上采用均質(zhì)壓燃燃燒方式(Homogeneous Charge Compression Ignition, HCCI)具有較高的燃油經(jīng)濟(jì)性和較低的NOx排放潛力。為了實(shí)現(xiàn)汽油機(jī)的均質(zhì)壓燃燃燒方式，需要在壓縮上止點(diǎn)附近將缸內(nèi)的油氣混合氣壓縮至1000K的高溫。在不對(duì)機(jī)體做較大改動(dòng)，保持常規(guī)汽油機(jī)壓縮比條件下，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣進(jìn)行加熱是實(shí)現(xiàn)汽油機(jī)HCCI燃燒的一種主要途徑。由于發(fā)動(dòng)機(jī)排氣具有較高的熱量，故利用換熱器實(shí)現(xiàn)排氣-進(jìn)氣的熱交換，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣溫度的提升，成為不附加能耗而實(shí)現(xiàn)汽油機(jī)HCCI燃燒的一種較優(yōu)方案。美國(guó)Lawrence Livermore國(guó)家實(shí)驗(yàn)室在文獻(xiàn)SAE2000-01-2869中，在采用了進(jìn)氣增壓對(duì)溫度輔助提升的前提下，利用排氣-進(jìn)氣換熱器滿足了 HCCI燃燒對(duì)進(jìn)氣溫度的需要。該系統(tǒng)一方面依賴進(jìn)氣增壓帶來(lái)的的溫度提升，另一方面該套試驗(yàn)系統(tǒng)無(wú)法做到進(jìn)氣溫度的快速調(diào)節(jié)，即無(wú)法實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)HCCI燃燒瞬態(tài)變工況的運(yùn)轉(zhuǎn)。美國(guó)福特汽車公司在文獻(xiàn) SAE2002-01-2832, SAE2006-01-1082 和專利 US6675579-B1、US2006150952-A1 中采用排氣-進(jìn)氣換熱來(lái)提升進(jìn)氣溫度，并修改發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣系統(tǒng)使之具備冷、熱兩個(gè)進(jìn)氣管道， 通過(guò)將冷、熱兩股進(jìn)氣在進(jìn)入氣缸前按比例混合，以獲得所需的進(jìn)氣溫度，最終實(shí)現(xiàn)HCCI 燃燒。但由于排氣-進(jìn)氣的換熱能力受到了氣-氣換熱器效率較低的限制，在實(shí)際試驗(yàn)過(guò)程中會(huì)遇到換熱熱量難以滿足進(jìn)氣溫升需求的問(wèn)題，須采用電加熱裝置來(lái)輔助提升進(jìn)氣溫度。此外，上述提到的福特公司的HCCI發(fā)動(dòng)機(jī)采用了非常規(guī)的、較高的壓縮比，也是為了能從一定程度上解決換熱熱量不足加熱進(jìn)氣至所需溫度的矛盾。瑞典Limd大學(xué)在SAE文獻(xiàn)2004-01-0943中，在汽油機(jī)HCCI燃燒的研究方面，搭建了與美國(guó)福特汽車公司類似的排氣-進(jìn)氣熱管理系統(tǒng)，也是期望利用排氣-進(jìn)氣的熱交換來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣的加熱，但同樣遇到了換熱器換熱能力不足的問(wèn)題，在實(shí)際的試驗(yàn)中也是采用了電加熱裝置提升進(jìn)氣溫度。從目前采用排氣-進(jìn)氣換熱以實(shí)現(xiàn)汽油機(jī)HCCI燃燒的研究狀況可以看出，在常規(guī)的汽油機(jī)壓縮比下，汽油機(jī)HCCI燃燒對(duì)進(jìn)氣溫度的較高需求，對(duì)排氣-進(jìn)氣換熱器的換熱效率提出了較高的要求。如圖1所示為發(fā)動(dòng)機(jī)工作在HCCI模式時(shí)，汽油機(jī)排氣溫度、換熱后可實(shí)現(xiàn)的進(jìn)氣溫度與實(shí)現(xiàn)HCCI燃燒所需的進(jìn)氣溫度的示意圖。從圖1中可以看出，在汽油機(jī)中小負(fù)荷時(shí)，特別是在小負(fù)荷時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣溫度較低，而實(shí)現(xiàn)HCCI燃燒模式所需求的進(jìn)氣溫度反而更高，常規(guī)換熱器很難使得換熱后的進(jìn)氣溫度滿足HCCI燃燒對(duì)進(jìn)氣溫度的要求；而在汽油機(jī)中高負(fù)荷時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣溫度較高，實(shí)現(xiàn)HCCI燃燒的溫度需求較低，故而排氣熱量與進(jìn)氣換熱后還有較多盈余。從上述分析中可以看出，若要使得汽油機(jī)在全工況下實(shí)現(xiàn)HCCI燃燒，則必須使進(jìn)氣溫度在各種工況均滿足HCCI燃燒的進(jìn)氣溫度
3需求。而在排氣溫度較低的小負(fù)荷工況時(shí)，即使在冷卻水-進(jìn)氣換熱對(duì)進(jìn)氣溫度的輔助提升作用下，也必須使排氣-進(jìn)氣換熱器達(dá)到極高的換熱能力才能滿足汽油機(jī)實(shí)現(xiàn)HCCI燃燒。而氣-氣換熱器本身就存在著換熱效率較低的缺點(diǎn)，換熱器結(jié)構(gòu)參數(shù)的優(yōu)化很難大幅提升其換熱效率，同時(shí)還會(huì)帶來(lái)氣流阻力上升、尺寸增大等負(fù)面影響，這樣的矛盾就導(dǎo)致了排氣-進(jìn)氣換熱器很難實(shí)際應(yīng)用于汽油機(jī)HCCI燃燒。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明提供一種實(shí)現(xiàn)汽油機(jī)HCCI燃燒的進(jìn)排氣熱控制裝置及方法，通過(guò)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)排氣熱量的控制，使排氣-進(jìn)氣的熱交換易于滿足各工況下汽油機(jī)HCCI燃燒對(duì)進(jìn)氣溫度的需求，特別是解決汽油機(jī)小負(fù)荷時(shí)排氣熱量不足以加熱進(jìn)氣至所需溫度的問(wèn)題，從而實(shí)現(xiàn)排氣-進(jìn)氣換熱在汽油機(jī)HCCI燃燒的實(shí)際應(yīng)用。為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明實(shí)現(xiàn)汽油機(jī)HCCI燃燒的進(jìn)排氣熱控制裝置的技術(shù)方案是包括排氣管路、進(jìn)氣管路和排氣-進(jìn)氣換熱器，所述排氣管路上設(shè)有一貫穿于所述排氣-進(jìn)氣換熱器的排氣旁路，所述進(jìn)氣管路上設(shè)有一貫穿于所述排氣-進(jìn)氣換熱器的進(jìn)氣旁路；所述排氣-進(jìn)氣換熱器內(nèi)填充有儲(chǔ)熱材料；所述排氣管路、所述排氣旁路、所述進(jìn)氣管路和所述進(jìn)氣旁路上均分別設(shè)有一電動(dòng)閥；所述排氣管路上、且位于所述排氣旁路的上游處設(shè)有排氣溫度傳感器，所述進(jìn)氣管路上、且位于所述進(jìn)氣旁路的下游處設(shè)有進(jìn)氣溫度傳感器，所述排氣-進(jìn)氣換熱器中設(shè)有換熱器內(nèi)部溫度傳感器；上述各電動(dòng)閥和排氣溫度傳感器、進(jìn)氣溫度傳感器及換熱器內(nèi)部溫度傳感器均與一控制器連接；所述控制器包括與一單片機(jī)連接的信號(hào)調(diào)理電路和驅(qū)動(dòng)電路，其中，所述信號(hào)調(diào)理電路與所述排氣溫度傳感器、進(jìn)氣溫度傳感器及換熱器內(nèi)部溫度傳感器相連，所述信號(hào)調(diào)理電路用于對(duì)溫度傳感器信號(hào)進(jìn)行處理；所述驅(qū)動(dòng)電路與上述各電動(dòng)閥相連，所述驅(qū)動(dòng)電路用于實(shí)現(xiàn)對(duì)各電動(dòng)閥的驅(qū)動(dòng)；所述單片機(jī)用于數(shù)據(jù)計(jì)算及邏輯判斷，即所述單片機(jī)根據(jù)從所述信號(hào)調(diào)理電路獲取的處理結(jié)果對(duì)上述各電動(dòng)閥的開閉及開度狀態(tài)進(jìn)行調(diào)整，從而實(shí)現(xiàn)進(jìn)排氣的熱控制。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)汽油機(jī)HCCI燃燒的進(jìn)排氣熱控制方法包括以下步驟步驟一、對(duì)各溫度傳感器及各電動(dòng)閥進(jìn)行功能性檢測(cè)；步驟二、根據(jù)脈譜表設(shè)定當(dāng)前發(fā)動(dòng)機(jī)工況所對(duì)應(yīng)的進(jìn)氣溫度；步驟三、信號(hào)調(diào)理電路通過(guò)排氣溫度傳感器獲取排氣管路上游位置處的溫度，單片機(jī)判斷該溫度是否高于排氣-進(jìn)氣換熱器內(nèi)儲(chǔ)熱材料的溫度，若“是”，則單片機(jī)向驅(qū)動(dòng)電路發(fā)出打開所述排氣旁路上的電動(dòng)閥并同時(shí)關(guān)閉所述排氣管路上電動(dòng)閥的指令；否則， 反之；步驟四、信號(hào)調(diào)理電路通過(guò)進(jìn)氣溫度傳感器獲取進(jìn)氣管路下游位置處的實(shí)際溫度，判斷該實(shí)際溫度是否滿足進(jìn)氣溫度的設(shè)定值，若“是”，則返回步驟二 ；否則，則計(jì)算實(shí)際溫度與設(shè)定值的差值，進(jìn)而利用PID算法得到驅(qū)動(dòng)進(jìn)氣管路和進(jìn)氣旁路的電動(dòng)閥所需的占空比，再由驅(qū)動(dòng)電路按照上述的占空比驅(qū)動(dòng)進(jìn)氣管路和進(jìn)氣旁路的電動(dòng)閥動(dòng)作，使實(shí)際溫度趨向進(jìn)氣溫度的設(shè)定值；步驟五、判斷系統(tǒng)是否進(jìn)行下一個(gè)熱控制循環(huán)，若“是”，返回上述步驟二，否則，結(jié)束熱控制。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，在可實(shí)現(xiàn)對(duì)排氣熱量的利用和進(jìn)氣溫度快速調(diào)節(jié)的基礎(chǔ)上，采用了內(nèi)含儲(chǔ)熱材料的換熱器，使換熱器具備了熱量的存儲(chǔ)能力，并利用排氣管路和旁路電動(dòng)閥調(diào)節(jié)排氣是否流經(jīng)換熱器，實(shí)現(xiàn)了換熱器中排氣熱量留存和積累，特別是在汽油機(jī)中大負(fù)荷工況時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)排氣熱量在換熱器中的大幅積累；同時(shí)再通過(guò)進(jìn)氣管路和旁路電動(dòng)閥調(diào)節(jié)進(jìn)氣流經(jīng)換熱器的流量，實(shí)現(xiàn)了對(duì)換熱器中熱量的選擇性適量利用，尤其是在汽油機(jī)小負(fù)荷時(shí)，可將大負(fù)荷時(shí)積累于換熱器中的熱量進(jìn)行充分釋放和利用?？梢钥闯?，本發(fā)明由于具備了換熱器的儲(chǔ)熱能力，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)排氣熱量合理地存儲(chǔ)或釋放。這樣在汽油機(jī)工作在大負(fù)荷時(shí)，可以將多余的排氣熱量存儲(chǔ)在換熱器中，并在小負(fù)荷時(shí)用于進(jìn)氣加熱，解決小負(fù)荷時(shí)排氣熱量不足以加熱進(jìn)氣的問(wèn)題，降低了對(duì)排氣-進(jìn)氣換熱效率的需求，使得排氣-進(jìn)氣換熱方案可實(shí)際應(yīng)用于汽油機(jī)HCCI燃燒。


圖1是現(xiàn)有技術(shù)中汽油機(jī)在HCCI燃燒模式下常規(guī)排氣溫度、常規(guī)換熱后的進(jìn)氣溫度和實(shí)現(xiàn)HCCI燃燒所需的進(jìn)氣溫度的示意圖；圖2是本發(fā)明實(shí)現(xiàn)汽油機(jī)HCCI燃燒的進(jìn)排氣熱控制裝置結(jié)構(gòu)示意簡(jiǎn)圖；圖3是本發(fā)明實(shí)現(xiàn)汽油機(jī)HCCI燃燒的進(jìn)排氣熱控制方法流程框圖。圖中1——儲(chǔ)熱材料2——排氣-進(jìn)氣換熱器3、4、11、12——電動(dòng)閥 5——排氣溫度傳感器6——發(fā)動(dòng)機(jī)7——進(jìn)氣溫度傳感器8——進(jìn)氣電加熱器9——換熱器內(nèi)部溫度傳感器10——控制器
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)地描述。本發(fā)明的基本思想是采用內(nèi)含儲(chǔ)熱材料的排氣-進(jìn)氣換熱器，并在排氣和進(jìn)氣管路上設(shè)有電動(dòng)閥，通過(guò)排氣管路電動(dòng)閥的開閉實(shí)現(xiàn)排氣中熱量在換熱器中的積累和存儲(chǔ)， 同時(shí)可通過(guò)進(jìn)氣管路及旁路電動(dòng)閥的開度調(diào)節(jié)實(shí)現(xiàn)進(jìn)氣對(duì)換熱器中熱量的適量使用。如圖2所示，本發(fā)明實(shí)現(xiàn)汽油機(jī)HCCI燃燒的進(jìn)排氣熱控制裝置，包括排氣管路、進(jìn)氣管路和排氣-進(jìn)氣換熱器2，所述排氣管路上設(shè)有一貫穿于所述排氣-進(jìn)氣換熱器的排氣旁路，所述進(jìn)氣管路上設(shè)有一貫穿于所述排氣-進(jìn)氣換熱器的進(jìn)氣旁路；所述排氣-進(jìn)氣換熱器2內(nèi)填充有儲(chǔ)熱材料1，所述儲(chǔ)熱材料1可以采用耐高溫的顯熱儲(chǔ)熱材料，由于相變儲(chǔ)熱材料可實(shí)現(xiàn)較高的儲(chǔ)熱密度，為了使排氣-進(jìn)氣換熱器2的體積較小，所述儲(chǔ)熱材料1 最好采用相變溫度在400至700度的固-液相變儲(chǔ)熱材料，例如可以采用Al-Si合金等相變儲(chǔ)熱材料。所述排氣管路、所述排氣旁路、所述進(jìn)氣管路和所述進(jìn)氣旁路上均分別設(shè)有一電動(dòng)閥；所述排氣管路上、且位于所述排氣旁路的上游處設(shè)有排氣溫度傳感器5，所述進(jìn)氣管路上、且位于所述進(jìn)氣旁路的下游處設(shè)有進(jìn)氣溫度傳感器7，所述排氣-進(jìn)氣換熱器2中設(shè)有換熱器內(nèi)部溫度傳感器9 ；上述各電動(dòng)閥3、4、11、12和排氣溫度傳感器5、進(jìn)氣溫度傳感器7及換熱器內(nèi)部溫度傳感器9均與一控制器10連接；所述控制器10包括與一單片機(jī)連接的信號(hào)調(diào)理電路和驅(qū)動(dòng)電路，所述單片機(jī)可以采用英飛凌公司的TC1766/TC1793，對(duì)于控制器中的單片機(jī)的選型、信號(hào)調(diào)理電路和驅(qū)動(dòng)電路的構(gòu)成及三者之間的連接關(guān)系均屬于本領(lǐng)域內(nèi)技術(shù)人員所公知的常識(shí)，在此不再贅述。其中，所述信號(hào)調(diào)理電路與所述排氣溫度傳感器5、進(jìn)氣溫度傳感器7及換熱器內(nèi)部溫度傳感器9相連，所述信號(hào)調(diào)理電路用于對(duì)溫度傳感器信號(hào)進(jìn)行處理；所述驅(qū)動(dòng)電路與上述各電動(dòng)閥相連，所述驅(qū)動(dòng)電路用于實(shí)現(xiàn)對(duì)各電動(dòng)閥的驅(qū)動(dòng)；所述單片機(jī)用于數(shù)據(jù)計(jì)算及邏輯判斷，即所述單片機(jī)根據(jù)從所述信號(hào)調(diào)理電路獲取的處理結(jié)果對(duì)上述各電動(dòng)閥的開閉及開度狀態(tài)進(jìn)行調(diào)整，從而實(shí)現(xiàn)進(jìn)排氣的熱控制。另外，針對(duì)有可能出現(xiàn)的極端情況，即發(fā)動(dòng)機(jī)長(zhǎng)時(shí)間工作于小負(fù)荷工況而使得換熱器中排氣熱量不足，可以在所述進(jìn)氣旁路上、且位于所述排氣-進(jìn)氣換熱器2的下游處設(shè)有一進(jìn)氣電加熱器8。其主要目的是當(dāng)出現(xiàn)儲(chǔ)熱換熱器提供的熱量不足時(shí)，為了使發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣溫度滿足當(dāng)前工況下HCCI燃燒的需求，此刻開啟進(jìn)氣電加熱器8，對(duì)換熱后的進(jìn)氣進(jìn)行再一次的加熱，使其滿足HCCI燃燒的進(jìn)氣溫度要求。如圖3所示，利用上述實(shí)現(xiàn)汽油機(jī)HCCI燃燒的進(jìn)排氣熱控制裝置的控制方法包括以下步驟，這里以一單缸汽油機(jī)為例來(lái)對(duì)進(jìn)排氣熱控制進(jìn)行具體說(shuō)明步驟一、對(duì)各溫度傳感器及各電動(dòng)閥進(jìn)行功能性檢測(cè)；步驟二、根據(jù)脈譜表設(shè)定當(dāng)前發(fā)動(dòng)機(jī)工況所對(duì)應(yīng)的進(jìn)氣溫度，如當(dāng)前發(fā)動(dòng)機(jī)工作于IMEP為4bar的負(fù)荷，查表知，當(dāng)前發(fā)動(dòng)機(jī)工況所需的進(jìn)氣溫度為230°C ；步驟三、信號(hào)調(diào)理電路通過(guò)排氣溫度傳感器5獲取排氣管路上游位置處的溫度， 可知排氣溫度為400°C，而此時(shí)換熱器儲(chǔ)熱內(nèi)部溫度傳感器9所獲取的溫度為350°C，單片機(jī)判斷知，此時(shí)排氣溫度高于排氣-進(jìn)氣換熱器2內(nèi)儲(chǔ)熱材料1的溫度，則單片機(jī)向驅(qū)動(dòng)電路發(fā)出打開所述排氣旁路上的電動(dòng)閥并同時(shí)關(guān)閉所述排氣管路上電動(dòng)閥的指令，使發(fā)動(dòng)機(jī)排氣流經(jīng)排氣-進(jìn)氣換熱器，從而進(jìn)行排氣熱量在換熱器中的累積和存儲(chǔ)；步驟四、信號(hào)調(diào)理電路通過(guò)進(jìn)氣溫度傳感器7獲取進(jìn)氣管路下游位置處的實(shí)際溫度為220°C，單片機(jī)判斷得知該實(shí)際溫度不滿足進(jìn)氣溫度的設(shè)定值230°C，并計(jì)算實(shí)際溫度與設(shè)定值的差值為-10°C，進(jìn)而利用PID算法得到驅(qū)動(dòng)進(jìn)氣管路和進(jìn)氣旁路的電動(dòng)閥所需的占空比，再由驅(qū)動(dòng)電路按照上述的占空比驅(qū)動(dòng)進(jìn)氣管路的電動(dòng)閥和進(jìn)氣旁路的電動(dòng)閥動(dòng)作，使進(jìn)氣旁路電動(dòng)閥開度適當(dāng)增大、進(jìn)氣管路電動(dòng)閥開度適當(dāng)減小，從而使實(shí)際溫度趨向進(jìn)氣溫度的設(shè)定值；步驟五、判斷系統(tǒng)是否進(jìn)行下一個(gè)熱控制循環(huán)，若“是”，返回上述步驟二，繼續(xù)進(jìn)行熱控制，否則，結(jié)束熱控制。盡管上面結(jié)合圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了描述，但是本發(fā)明并不局限于上述的具體實(shí)施方式
，上述的具體實(shí)施方式
僅僅是示意性的，而不是限制性的，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本發(fā)明的啟示下，在不脫離本發(fā)明宗旨的情況下，還可以作出很多變形，這些均屬于本發(fā)明的保護(hù)之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種實(shí)現(xiàn)汽油機(jī)HCCI燃燒的進(jìn)排氣熱控制裝置，包括排氣管路、進(jìn)氣管路和排氣-進(jìn)氣換熱器( ，其特征在于所述排氣管路上設(shè)有一貫穿于所述排氣-進(jìn)氣換熱器的排氣旁路，所述進(jìn)氣管路上設(shè)有一貫穿于所述排氣-進(jìn)氣換熱器的進(jìn)氣旁路；所述排氣-進(jìn)氣換熱器O)內(nèi)填充有儲(chǔ)熱材料(1)；所述排氣管路、所述排氣旁路、所述進(jìn)氣管路和所述進(jìn)氣旁路上均分別設(shè)有一電動(dòng)閥；所述排氣管路上、且位于所述排氣旁路的上游處設(shè)有排氣溫度傳感器(5)，所述進(jìn)氣管路上、且位于所述進(jìn)氣旁路的下游處設(shè)有進(jìn)氣溫度傳感器(7)，所述排氣-進(jìn)氣換熱器(2) 中設(shè)有換熱器內(nèi)部溫度傳感器(9)；上述各電動(dòng)閥(3、4、11、1幻和排氣溫度傳感器(5)、進(jìn)氣溫度傳感器(7)及換熱器內(nèi)部溫度傳感器(9)均與一控制器(10)連接；所述控制器(10)包括與一單片機(jī)連接的信號(hào)調(diào)理電路和驅(qū)動(dòng)電路，其中，所述信號(hào)調(diào)理電路與所述排氣溫度傳感器(5)、進(jìn)氣溫度傳感器(7)及換熱器內(nèi)部溫度傳感器(9)相連，所述信號(hào)調(diào)理電路用于對(duì)溫度傳感器信號(hào)進(jìn)行濾波處理；所述驅(qū)動(dòng)電路與上述各電動(dòng)閥相連，所述驅(qū)動(dòng)電路用于實(shí)現(xiàn)對(duì)各電動(dòng)閥的驅(qū)動(dòng)；所述單片機(jī)用于數(shù)據(jù)計(jì)算及邏輯判斷， 即所述單片機(jī)根據(jù)從所述信號(hào)調(diào)理電路獲取的處理結(jié)果對(duì)上述各電動(dòng)閥的開閉及開度狀態(tài)進(jìn)行調(diào)整，從而實(shí)現(xiàn)進(jìn)排氣的熱控制。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的實(shí)現(xiàn)汽油機(jī)HCCI燃燒的進(jìn)排氣熱控制裝置，其特征在于所述進(jìn)氣旁路上、且位于所述排氣-進(jìn)氣換熱器O)的下游處設(shè)有一進(jìn)氣電加熱器(8)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的實(shí)現(xiàn)汽油機(jī)HCCI燃燒的進(jìn)排氣熱控制裝置，其特征在于所述儲(chǔ)熱材料為耐高溫的顯熱儲(chǔ)熱材料。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的實(shí)現(xiàn)汽油機(jī)HCCI燃燒的進(jìn)排氣熱控制裝置，其特征在于所述儲(chǔ)熱材料為相變溫度在400至700度的固-液相變儲(chǔ)熱材料。
5.一種實(shí)現(xiàn)汽油機(jī)HCCI燃燒的進(jìn)排氣熱控制方法，利用如權(quán)利要求1所述的熱控制裝置實(shí)現(xiàn)汽油機(jī)HCCI燃燒的進(jìn)排氣熱控制，包括以下步驟步驟一、對(duì)各溫度傳感器及各電動(dòng)閥進(jìn)行功能性檢測(cè)；步驟二、根據(jù)脈譜表設(shè)定當(dāng)前發(fā)動(dòng)機(jī)工況所對(duì)應(yīng)的進(jìn)氣溫度；步驟三、信號(hào)調(diào)理電路通過(guò)排氣溫度傳感器( 獲取排氣管路上游位置處的溫度，單片機(jī)判斷該溫度是否高于排氣-進(jìn)氣換熱器⑵內(nèi)儲(chǔ)熱材料⑴的溫度，若“是”，則單片機(jī)向驅(qū)動(dòng)電路發(fā)出打開所述排氣旁路上的電動(dòng)閥并同時(shí)關(guān)閉所述排氣管路上電動(dòng)閥的指令； 否則，反之；步驟四、信號(hào)調(diào)理電路通過(guò)進(jìn)氣溫度傳感器(7)獲取進(jìn)氣管路下游位置處的實(shí)際溫度，判斷該實(shí)際溫度是否滿足進(jìn)氣溫度的設(shè)定值，若“是”，則返回步驟二 ；否則，則計(jì)算實(shí)際溫度與設(shè)定值的差值，進(jìn)而利用PID算法得到驅(qū)動(dòng)進(jìn)氣管路和進(jìn)氣旁路的電動(dòng)閥所需的占空比，再由驅(qū)動(dòng)電路按照上述的占空比驅(qū)動(dòng)進(jìn)氣管路和進(jìn)氣旁路的電動(dòng)閥動(dòng)作，使實(shí)際溫度趨向進(jìn)氣溫度的設(shè)定值；步驟五、判斷系統(tǒng)是否進(jìn)行下一個(gè)熱控制循環(huán)，若“是”，返回上述步驟二，否則，結(jié)束熱控制。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種實(shí)現(xiàn)汽油機(jī)HCCI燃燒的進(jìn)排氣熱控制系統(tǒng)，包括進(jìn)排氣管路、排氣-進(jìn)氣換熱器，換熱器內(nèi)填充有儲(chǔ)熱材料；排、進(jìn)氣管路及旁路上均分別設(shè)有一電動(dòng)閥；管路上設(shè)有多個(gè)溫度傳感器，上述各電動(dòng)閥和溫度傳感器均與一控制器連接；控制器包括與一單片機(jī)連接的信號(hào)調(diào)理電路和驅(qū)動(dòng)電路，用于實(shí)現(xiàn)進(jìn)排氣的熱控制。本發(fā)明具備換熱器的儲(chǔ)熱能力，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)排氣熱量合理地存儲(chǔ)和釋放。在汽油機(jī)工作在中大負(fù)荷時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)過(guò)剩排氣熱量在換熱器中的存儲(chǔ)和積累，并在小負(fù)荷時(shí)用于進(jìn)氣加熱，解決小負(fù)荷時(shí)排氣熱量不足以加熱進(jìn)氣的問(wèn)題，降低了對(duì)排氣-進(jìn)氣換熱效率的需求，可實(shí)際應(yīng)用于汽油機(jī)HCCI燃燒。
文檔編號(hào)F02M31/087GK102359411SQ201110243860
公開日2012年2月22日 申請(qǐng)日期2011年8月25日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月25日
發(fā)明者李樂(lè), 謝輝 申請(qǐng)人:天津大學(xué)