本技術涉及發動機,尤其涉及一種發動機、發動機點火方法、發動機點火控制系統、非臨時性計算機可讀存儲介質、電子設備及車輛。
背景技術:
1、對于常規的內燃機而言,點火線圈產生電壓,火花塞在中心電極和接地電極之間產生放電火花,火花點燃燃燒室中的氣體混合物來點燃發動機的燃燒室。理想的發動機運行需求理想的點火,包括點火能量、點火位置與點火時刻,火花會引燃壓縮行程終了附近火花塞周圍的可燃氣體混合物。火焰鋒在點火中心以相應的速度向氣缸壁的方向擴散。在內燃機中,出于效率的原因,期望缸內燃燒過程盡可能早的開始與完成。眾所周知,理想點火取決于諸多因素。為了實現火焰鋒的快速傳播和較早點火時間,存在可能的方法有可以在燃燒室中設置額外的火花塞,以便同時在氣缸中的不同位置處開始點火。然而,在這種情況下,在氣缸中的火焰傳播主要依靠火焰的擴散,持續期的改善并不明顯。
2、預燃室點火系統構造:預燃室具有一定容積、相對封閉的腔體,點火系統安置于預燃室腔體內,腔體與主燃室之間存在若干過孔,腔體可以增設單獨的噴油系統。預燃室主要分為主動預燃室和被動預燃室,其中主動預燃室結構十分復雜,通常需采用兩套噴油系統,其中一套與火花塞集成于一體用于向預燃室內提供相對較濃混合氣,另一套需布置在進氣道或缸內提供均質混合氣,被動預燃室結構相對簡單,只需要一套噴油系統為燃燒室提供均值混合氣,預燃室內部的工質依靠活塞運動產生交互。
3、預燃室點火原理是比較有效的點火方法,火花塞引燃預燃室腔體內的混合物,腔體內產生高溫高壓氣體,在壓差的作用下,通過與燃燒室連接的若干噴孔進入燃燒室,其可以產生強射流,可以加強火焰初始傳播速度,同時具有多點點火的特性。綜上,預燃室可以實現盡可能快地點燃燃燒室,也就是說,沒有任何延遲燃燒。然而,迄今為止,預燃室主要用于大體積工業發動機,特別是非常大的燃氣發動機,在汽車領域,預燃室目前僅部分地用于賽車。這主要是由于預燃室仍然存在尚未克服的缺點,主動預燃室的主要問題是:1、成本高;2、由于系統復雜帶來的可靠性差;3、強射流帶來的散熱損失。
4、被動預燃室顯而易見也存在較多技術突破難題,為了實現被動預燃室的高效點火,需要設計匹配預燃室容積、噴孔數量、噴孔橫截面直徑、噴孔位置和噴孔形式。但是,如果預燃室被構造成適用于較高速度或負載范圍,在較高速度或負載范圍中,預燃室發動機性能表現優異,但在較低速度或負載范圍中可能發生問題,特別是在低溫下或在發動機的啟動過程中,因為此時預燃室并不總是可靠地點火。如果它主要被適配于較低速度范圍或負載范圍,則在較高速度范圍內,不能再體現出發動機的動力優勢。因此,在汽車領域中,至今為止已經發現在發動機整個轉速、負載、溫度范圍內是非常困難匹配。這主要是由于被動預燃室換氣過程的被動性帶來的稀釋燃燒極限相對較低。比如,在常規設計中,為了滿足動力性指標,其在高速和高負荷下的確具有較優的可用性,但在低速區域的表現差強人意,尤其是冷啟動過程,也因此,預燃室系統迄今也僅在賽車領域中使用較為廣泛。綜上,對于搭載被動預燃室的發動機而言,由于稀燃能力有限,使得發動機在中低負荷下點火燃燒不穩定,從而導致被動預燃室可靠操作的操作范圍小。
5、為了解決這個問題,已經考慮了在燃燒室內、預燃室外的區域額外布置一個火花塞,其旨在確保動力性的前提下,保障在較低的部分負載范圍內的可靠點火,可參見專利申請ep3453856a1。然而,這將意味著,低速低負荷性能與傳統火花塞無異,并沒有發揮出被動預燃室發動機的全部潛力。
技術實現思路
1、因此,為了發揮出被動預燃室的全部潛力,并且可以在發動機所有轉速和負載范圍內以及盡可能在所有溫度范圍內實現燃料/空氣混合物的可靠點燃,本發明提供一種可行的實施方案,雙預燃室協同運行。
2、本技術實施例提供一種發動機、發動機點火方法、發動機點火控制系統、非臨時性計算機可讀存儲介質、電子設備及車輛,提高了發動機在不同工況下點火的適配性,以至少部分的解決上述技術問題。
3、為了實現上述目的,根據本技術的第一方面,提供一種發動機,所述發動機設有:
4、氣缸體,設有燃燒室;
5、第一點火裝置,形成有第一預燃室,所述第一預燃室具有第一面容比;
6、第二點火裝置,形成有第二預燃室,所述第二預燃室具有與第一面容比相異的第二面容比;
7、其中,第一預燃室和第二預燃室均與所述燃燒室連通。
8、可選地,所述第一面容比小于15mm2/cm3。
9、可選地,所述第二面容比大于或等于15mm2/cm3。
10、可選地,所述第二面容比和所述第一面容比的差值大于0且小于等于25mm2/cm3。
11、可選地,所述第二面容比和所述第一面容比的差值的取值范圍為3~7mm2/cm3。
12、可選地,所述第一預燃室的有效容積和所述燃燒室的排量的比值的取值范圍為0.0005~0.0025。
13、可選地,所述第二預燃室的有效容積和所述燃燒室的排量的比值的取值范圍為0.0005~0.0025。
14、可選地,所述第一點火裝置包括:
15、第一殼體,用于形成所述第一預燃室;
16、所述第二點火裝置包括:
17、第二殼體,用于形成所述第二預燃室;
18、其中,所述第一殼體和/或所述第二殼體形成于或連接至所述氣缸體。
19、可選地,所述第一點火裝置還包括:
20、第一火花塞,與所述第一殼體構成連接;
21、所述第二點火裝置還包括:
22、第二火花塞,與所述第二殼體構成連接;
23、其中,所述第一火花塞的至少一部分位于所述第一預燃室內,所述第二火花塞的至少一部分位于所述第二預燃室內。
24、可選地,所述氣缸體包括:
25、缸蓋,用于安裝所述第一點火裝置和所述第二點火裝置;
26、缸體,與所述缸蓋合圍形成所述燃燒室。
27、可選地,所述缸蓋上設有與所述燃燒室連通的進氣通道和排氣通道;
28、在第一方向上,所述第一點火裝置和所述第二點火裝置位于所述進氣通道和所述排氣通道之間。
29、可選地,所述發動機還包括,
30、噴射器,用于向所述燃燒室/所述進氣通道噴入燃料;
31、其中,所述噴射器的燃料出口與所述燃燒室/所述進氣通道連通。
32、可選地,沿所述第一方向,所述噴射器位于所述燃燒室內的部分相對所述排氣通道靠近所述進氣通道。
33、可選地,在異于所述第一方向的第二方向上,所述噴射器位于所述第一點火裝置和所述第二點火裝置之間。
34、根據本技術的第二方面,提供一種發動機點火方法,適用于如前述的發動機,包括:
35、控制所述第一點火裝置在第一預設點火時刻點火;和
36、控制所述第二點火裝置在第二預設點火時刻點火。
37、可選地,所述第一預設點火時刻與所述第二預設點火時刻相異設置。
38、可選地,所述控制所述第一點火裝置在第一預設點火時刻點火;和控制所述第二點火裝置在第二預設點火時刻點火,包括:
39、在所述發動機處于第一工況時控制所述第一點火裝置和所述第二點火裝置點火;
40、其中,所述第一工況的每個循環內,所述第二預設點火時刻晚于所述第一預設點火時刻。
41、可選地,所述控制所述第一點火裝置在第一預設點火時刻點火;和控制所述第二點火裝置在第二預設點火時刻點火,包括:
42、在所述發動機處于第二工況時控制所述第一點火裝置和所述第二點火裝置點火;
43、其中,所述第二工況的每個循環內,所述第一預設點火時刻晚于第二預設點火時刻。
44、根據本技術的第三方面,提供一種發動機點火控制系統,包括:
45、點火控制模塊,用于控制所述第一點火裝置在第一預設點火時刻點火;和
46、控制所述第二點火裝置在第二預設點火時刻點火。
47、根據本技術的第四方面,提供一種非臨時性計算機可讀存儲介質,其上存儲有計算機程序,所述計算機程序被處理器執行時實現如前述的發動機點火方法。
48、根據本技術的第五方面,提供一種電子設備,包括:
49、存儲器,其上存儲有計算機程序;
50、處理器,用于執行所述存儲器中的所述計算機程序,以實現前述的發動機點火方法。
51、根據本技術的第六方面,提供一種車輛,包括前述的發動機,或用于實現前述的發動機點火方法,或包括前述的發動機點火控制系統。
52、本技術實施例的發動機中,通過上述技術方案,在發動機上集成了至少兩個不同有效容積的預燃室,在點火過程中,兩個不同的預燃室中由燃燒室進入的燃料的濃度不同,根據不同的工況,選擇性地使用其中一個預燃燃料,可以適應不同工況對燃料燃燒速度的不同需求,提升了發動機對不同燃燒工況的適配性。
53、本技術的其他特征和優點將在隨后的具體實施方式部分予以詳細說明。