本技术涉及柴油发动机领域,介绍了一种甲醇柴油双燃料发动机的混合喷射系统及其协同控制方法。该系统整合了低压甲醇喷射和高压甲醇喷射模块,并与高压柴油喷射系统协同工作,旨在提升发动机性能和效率。
背景技术
面对双碳目标带来的机遇与挑战,传统内燃机朝着燃料多元化的方向发展。通过可再生能源获得的绿氢、绿氨和绿醇等e-fuels来替代传统化石燃料,是实现内燃机碳中和的重要路径,但针对不同燃料,仍有许多技术瓶颈需要突破。与其他燃料相比,甲醇是一种应用前景良好的柴油机低碳替代燃料。甲醇具有成本低、运输方便、来源广泛等优点。甲醇可以通过煤炭、天然气、生物质、木材、农产品和城市垃圾进行生产,也可通过绿氢与直接空气碳捕集的CO2
合成,成为一种碳中和燃料。
目前,甲醇-柴油双燃料控制技术是一种实现甲醇替代柴油的有效技术措施之一,主要包括甲醇进气道喷射和甲醇缸内直喷两种技术方案。甲醇进气道喷射是实现柴油-甲醇双燃料控制技术较早的一种方式,通过在进气道形成预混的空气-甲醇混合物,再由缸内直喷的柴油引燃,能够实现同时提高发动机热效率和减少NOx与PM排放的反应性控制压缩工作模式,但甲醇进气道喷射的甲醇替代率不高,仅可在部分发动机工况达到60%左右的甲醇替代率。甲醇缸内直喷技术在燃烧过程中将甲醇喷入气缸实现甲醇扩散燃烧,可将柴油-甲醇双燃料模式扩展至大负荷区域,并实现高甲醇替代率,最高替代率可达90%以上,但甲醇缸内直喷方案的污染物排放高于甲醇进气道喷射方案。
因此,目前的甲醇-柴油双燃料控制技术还不能通过单一控制方式实现甲醇柴油双燃料模式在整个柴油发动机工况范围内实现高效清洁燃烧,有必要提供一种甲醇-柴油双燃料发动机混合喷射系统及协同控制方法,综合利用甲醇进气道喷射与甲醇缸内直喷两种技术方案的优势,解决甲醇-柴油双燃料发动机高甲醇替代率下的优化运行问题。
实现思路