汽车发动机及发动机控制方法与流程

1.本发明涉及发动机技术领域，具体涉及一种汽车发动机及发动机控制方法。


背景技术：

2.当今对汽车排放的要求越来越高，而让汽车发动机燃烧更加充分能够减少排放污染。为了提高发动机的热效率，部分发动机上已经应用了预燃烧技术。预燃烧技术可以分为主动预燃烧与被动预燃烧，在被动预燃烧技术中通常是将火花塞设置在预燃室，再通过预燃室内的火焰引燃主燃烧室的燃料。但是在部分工况下，被动预燃烧室内的火花塞可能会存在点火困难的问题，导致不能充分点燃主燃烧室内的燃料，使得燃烧不稳定。


技术实现要素：

3.本发明的主要目的是提出一种汽车发动机及发动机控制方法，旨在解决传统汽车发动机采用被动预燃烧时可能点火困难的问题。
4.为实现上述目的，本发明提出一种汽车发动机，所述汽车发动机包括：
5.缸体，内部间隔形成有主燃烧室及预燃室，所述预燃室与所述主燃烧室之间设置有连接孔，以连通所述预燃室与所述主燃烧室；
6.火花塞组件，包括设于所述预燃室的第一火花塞及设于所述主燃烧室第二火花塞；
7.导引结构，包括设于所述连接孔内的火焰导引件，所述火焰导引件自所述连接孔伸入所述主燃烧室，用以将所述预燃室内的火焰导引至所述主燃烧室内；
8.感测器，用于在所述第一火花塞打火时感测所述缸体内的燃烧参数；以及，
9.控制器，与所述感测器及所述第二火花塞分别电性连接，所述控制器用于接收所述燃烧参数，且在所述燃烧参数异常时控制所述第二火花塞打火。
10.可选地，所述缸体于所述主燃烧室的侧壁上设置有安装槽，所述安装槽用于供所述第二火花塞安装，且所述第二火花塞具有自所述安装槽伸出至所述主燃烧室的点火端。
11.可选地，所述火焰导引件呈筒状设置，且所述火焰导引件沿所述主燃烧室与所述预燃室的相对方向延伸设置。
12.可选地，所述火焰导引件具有自所述连接孔伸入所述主燃烧室的伸出部分，所述伸出部分朝向所述火焰导引件的径向开设有多个侧孔，多个所述侧孔间隔设于所述伸出部分的周侧。
13.可选地，所述导引结构还包括设于所述预燃室内的气体导引组件，所述气体导引组件用于将混合燃烧气导引至所述预燃室内，以将所述预燃室内的废气排出。
14.可选地，所述气体导引组件包括连通所述预燃室与所述主燃烧室的导气孔及设于所述导气孔处的开关件，所述导气孔与所述连接孔间隔设置，所述开关件用于封堵所述导气孔，且在吸气冲程时打开所述导气孔，以使得所述混合燃烧气进入所述预燃室。
15.可选地，所述开关件包括沿靠近及远离所述导气孔的方向活动设于所述预燃室的
封堵部及用于驱动所述封堵部活动的驱动件，所述封堵部包括杆状主体及设于所述杆状主体靠近所述导气孔的一端的塞盖，所述驱动件与所述杆状主体的另一端驱动连接。
16.可选地，所述感测器包括但不限于氧传感器、温度传感器及爆震传感器。
17.本发明还提出一种用于控制如上所述的汽车发动机的发动机控制方法，所述发动机控制方法包括：
18.在做功冲程时，控制第一火花塞点火；
19.获取缸体内的燃烧参数；
20.根据所述燃烧参数控制所述第二火花塞工作。
21.可选地，所述导引结构还包括设于所述预燃室内的气体导引组件，所述气体导引组件包括连通所述预燃室与所述主燃烧室的导气孔、沿靠近及远离所述导气孔的方向活动设于所述预燃室的封堵部及用于驱动所述封堵部活动的驱动件，所述驱动件与所述控制装置电性连接；
22.所述发动机控制方法还包括：
23.在吸气冲程时，控制驱动件驱动所述封堵部远离导气孔；
24.在压缩冲程、做功冲程及排气冲程时，控制所述驱动件驱动所述封堵部朝向所述导气孔活动，以封堵所述导气孔。
25.本发明的技术方案中，所述汽车发动机的缸体中设置有所述主燃烧室与所述预燃室，并且所述预燃室与所述主燃烧室内分别设置有所述第一火花塞与所述第二火花塞。在常规状态下，所述第一火花塞会进行大火，所述火焰导引件会将所述预燃室内的火焰导引至所述主燃烧室，从而帮助所述预燃室点燃所述主燃烧室，提高预燃的稳定性。当预燃出现问题时，所述感测器会通过感测所述缸体内的所述燃烧参数，并将所述燃烧参数传输至所述控制器，所述控制器再通过判断所述燃烧参数是否在正常范围内，如此判断出预燃出现异常。所述控制器此时会控制所述主燃烧室内的所述第二火花塞直接进行打火，从而保证所述主燃烧室内的燃烧稳定。
附图说明
26.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
27.图1为本发明提供的汽车发动机的一实施例的结构示意图；
28.图2为图1中火焰导引件的结构示意图；
29.图3为本发明提供的发动机控制方法的一实施例的流程示意图。
30.附图标号说明：
31.[0032][0033]
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
[0034]
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0035]
需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后
……
)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
[0036]
另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，全文中出现的“和/或”的含义，包括三个并列的方案，以“a和/或b”为例，包括a方案、或b方案、或a和b同时满足的方案。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
[0037]
当今对汽车排放的要求越来越高，而让汽车发动机燃烧更加充分能够减少排放污染。为了提高发动机的热效率，部分发动机上已经应用了预燃烧技术。预燃烧技术可以分为主动预燃烧与被动预燃烧，在被动预燃烧技术中通常是将火花塞设置在预燃室，再通过预燃室内的火焰引燃主燃烧室的燃料。但是在部分工况下，被动预燃烧室内的火花塞可能会存在点火困难的问题，导致不能充分点燃主燃烧室内的燃料，使得燃烧不稳定。
[0038]
鉴于此，本发明提供一种汽车发动机，旨在解决传统汽车发动机采用被动预燃烧时可能点火困难的问题。图1至图2为本发明提供的汽车发动机的一实施例。
[0039]
请参阅图1，本发明提出一种汽车发动机100，包括：缸体1、火花塞组件2、导引结构3、感测器及控制器。所述缸体1内部间隔形成有主燃烧室11及预燃室12，所述预燃室12与所述主燃烧室11之间设置有连接孔13，以连通所述预燃室12与所述主燃烧室11；所述火花塞组件2包括设于所述预燃室12的第一火花塞21及设于所述主燃烧室11第二火花塞22；所述
导引结构3包括设于所述连接孔13内的火焰导引件31，所述火焰导引件31自所述连接孔13伸入所述主燃烧室11，用以将所述预燃室12内的火焰导引至所述主燃烧室11内；所述感测器用于在所述第一火花塞21打火时感测所述缸体1内的燃烧参数；所述控制器与所述感测器及所述第二火花塞22分别电性连接，所述控制器用于接收所述燃烧参数，且在所述燃烧参数异常时控制所述第二火花塞22打火。
[0040]
本发明的技术方案中，所述汽车发动机100的缸体1中设置有所述主燃烧室11与所述预燃室12，并且所述预燃室12与所述主燃烧室11内分别设置有所述第一火花塞21与所述第二火花塞22。在常规状态下，所述第一火花塞21会进行大火，所述火焰导引件31会将所述预燃室12内的火焰导引至所述主燃烧室11，从而帮助所述预燃室12点燃所述主燃烧室11，提高预燃的稳定性。当预燃出现问题时，所述感测器会通过感测所述缸体1内的所述燃烧参数，并将所述燃烧参数传输至所述控制器，而所述控制器通过判断所述燃烧参数是否在正常范围，如此判断出预燃出现异常。所述控制器此时会控制所述主燃烧室11内的所述第二火花塞22直接进行打火，从而保证所述主燃烧室11内的燃烧稳定。
[0041]
进一步地，所述缸体1于所述主燃烧室11的侧壁上设置有安装槽14，所述安装槽14用于供所述第二火花塞22安装，且所述第二火花塞22具有自所述安装槽14伸出至所述主燃烧室11的点火端221。
[0042]
在本实施例中，所述汽车发动机100除去设于所述预燃室12的第一火花塞21外，还在所述主燃烧室11内设置有所述第二火花塞22，并对应所述第二火花塞22设置有所述安装槽14。在实际安装时，所述第二火花塞22一般设置在距离所述第一火花塞21较远的位置，从而点燃所述第一火花塞21难以引燃的区域。除此之外，所述第二火花塞22具有自所述安装槽14伸出至所述主燃烧室11的点火端221，从而保证所述第二火花塞22能够稳定地引燃所述主燃烧室11的燃料。
[0043]
进一步地，请参阅图1及图2，所述火焰导引件31呈筒状设置，且所述火焰导引件31沿所述主燃烧室11与所述预燃室12的相对方向延伸设置。
[0044]
所述火焰导引件31的作用实际上就是导引所述预燃室12内的火焰进入所述主燃烧室11，从而保证所述第一火花塞21引燃的稳定性。而在本实施例中，所述火焰导引件31设置为朝向所述主燃烧室11延伸的筒状结构，这使得所述预燃室12内的燃料燃烧膨胀时火焰会自所述火焰导引件31冲至所述主燃烧室11内。所述火焰导引件31的筒状结构能够在一定范围内聚集火焰，保证火焰在蔓延至合适的位置之前不会分散，从而进一步提高了所述第一火花塞21引燃的稳定性。
[0045]
进一步地，所述火焰导引件31具有自所述连接孔13伸入所述主燃烧室11的伸出部分311，所述伸出部分311朝向所述火焰导引件31的径向开设有多个侧孔312，多个所述侧孔312间隔设于所述伸出部分311的周侧。
[0046]
火焰会在所述火焰导引件31内蔓延，并自所述火焰导引件31伸出至所述主燃烧室11，从而引燃所述主燃烧室11内的燃料。而在本实施例中，所述火焰导引件31的所述伸出部分311沿自身径向开设有多个侧孔312，火焰自所述火焰导引件31伸出至所述主燃烧室11时，部分火焰会从多个所述侧孔312蔓延而出。这使得所述主燃烧室11内的火焰更加分散，从而充分引燃所述主燃烧室11，进一步提高了所述第一火花塞21引燃的稳定性。
[0047]
进一步地，请参阅图1，在具体运用时，所述汽车发动机100每次做功都需要先将上
次燃烧生成的废气排出所述缸体1外，之后再进行进气冲程，重新将燃料充满所述主燃烧室11与所述预燃室12。但是所述主燃烧室11与所述预燃室12之间的所述连接孔13一般较小，这使得进行排气时，所述预燃室12内的废气可能难以排净，而剩余的废气还会影响后续燃料的进入。因此在本实施例中，所述导引结构3还包括设于所述预燃室12内的气体导引组件32，所述气体导引组件32用于将混合燃烧气导引至所述预燃室12内，以将所述预燃室12内的废气排出。
[0048]
在本实施例中，所述气体导引组件32使得混合燃烧气更加容易进入所述预燃室12，如此还能够将所述预燃室12内的废气排出，从而保证所述预燃室12内的燃烧稳定，如此稳定进行预燃。
[0049]
具体地，所述气体导引组件32包括连通所述预燃室12与所述主燃烧室11的导气孔321及设于所述导气孔321处的开关件322，所述导气孔321与所述连接孔13间隔设置，所述开关件322用于封堵所述导气孔321，且在吸气冲程时打开所述导气孔321，以使得所述混合燃烧气进入所述预燃室12。
[0050]
在本实施例中，所述气体导引组件32实际是通过在所述预燃室12上额外再开设一个所述导气孔321并配合所述开关件322工作。在进气冲程时，混合燃烧气会自所述导气孔321进入所述预燃室12，如此自然会将所述预燃室12剩余的废气排出，从而保证所述预燃室12内的燃烧稳定，如此稳定进行预燃。所述导气孔321在具体设置时应当靠近进气道，从而更加方便混合燃烧气的进入。当所述预燃室12进行燃烧时，所述开关件322会将所述导气孔321封堵，从而使得火焰只能自所述导引结构3蔓延至所述主燃烧室11，如此保障预燃效果正常。
[0051]
具体地，所述开关件322包括沿靠近及远离所述导气孔321的方向活动设于所述预燃室12的封堵部3221及用于驱动所述封堵部3221活动的驱动件3222，所述封堵部3221包括杆状主体3221a及设于所述杆状主体3221a靠近所述导气孔321的一端的塞盖3221b，所述驱动件3222与所述杆状主体3221a的另一端驱动连接。
[0052]
在本实施例中，所述驱动件3222实际由所述控制器进行控制，所述控制器可以在所述吸气冲程时，控制所述驱动件3222驱动所述杆状主体3221a远离所述导气孔321，从而使得所述塞盖3221b取消对所述导气孔321的封堵，使得混合燃烧气顺利进入所述预燃室12；所述控制器还可以在其他冲程，控制所述驱动件3222驱动所述杆状主体3221a朝向所述导气孔321活动，以使得所述塞盖3221b封堵所述导气孔321。实际上，所述开关件322的设置方式有很多，比如可以是翻盖式开关，还可以是伸缩式封堵等等，并不限于所述塞盖3221b与所述驱动件3222的形式。不同的是，所述杆状主体3221a能够一端与所述塞盖3221b连接，另一端延伸至较远距离后再与所述驱动件3222驱动连接，如此使得安装更加方便。
[0053]
具体地，所述感测器包括但不限于氧传感器、温度传感器及爆震传感器。在本发明中，并不限制所述感测器的具体构成。实际应用时，所述感测器可以根据所述燃烧参数进行设置，比如当所述燃烧参数为氧气浓度、温度及振动强度时，所述感测器可以设置为氧传感器、温度传感器及爆震传感器，当然也可以做调整。
[0054]
基于上述硬件设施，本发明还提出一种用于控制如上述任一实施例所述的汽车发动机100的发动机控制方法，请参阅图3，图3为所述发动机控制方法的一实施例的流程示意图，所述发动机控制方法包括：
[0055]
s10：在做功冲程时，控制第一火花塞21点火。
[0056]
s20：获取缸体1内的燃烧参数。
[0057]
s30：根据所述燃烧参数控制所述第二火花塞22工作。
[0058]
在本实施中，在所述做功冲程时，所述汽车发动机100需要进行预燃点火，因此所述控制器控制所述第一火花塞21点火。完成点火后，需要预防燃烧不充分或者点火困难的情况出现，因此所述控制器会获取所述燃烧参数，并判断所述燃烧参数的数值是否位于预设范围值内。当所述燃烧参数明显异常时，所述控制器会控制所述第二火花塞22进行辅助打火，当所述燃烧参数正常时，所述控制器不会控制所述第二火花塞22点火。所述预设范围值预设于所述控制器的预设数据库中，但所述预设范围值在此不做限制，可以根据实际使用情况进行调整。
[0059]
进一步地，所述导引结构3还包括设于所述预燃室12内的气体导引组件32，所述气体导引组件32包括连通所述预燃室12与所述主燃烧室11的导气孔321、沿靠近及远离所述导气孔321的方向活动设于所述预燃室12的封堵部3221及用于驱动所述封堵部3221活动的驱动件3222，所述驱动件3222与所述控制装置电性连接。
[0060]
所述发动机控制方法还包括：
[0061]
s40：在吸气冲程时，控制驱动件3222驱动所述封堵部3221远离导气孔321。
[0062]
s50：在压缩冲程、做功冲程及排气冲程时，控制所述驱动件3222驱动所述封堵部3221朝向所述导气孔321活动，以封堵所述导气孔321。
[0063]
在本实施例中，所述驱动件3222实际由所述控制器进行控制，所述控制器可以在所述吸气冲程时，控制所述驱动件3222驱动所述封堵部3221远离所述导气孔321，从而使得所述封堵部3221取消对所述导气孔321的封堵，使得混合燃烧气顺利进入所述预燃室12；所述控制器还可以在其他冲程，控制所述驱动件3222驱动所述封堵部3221朝向所述导气孔321活动，以使得所述封堵部3221封堵所述导气孔321，从而在加强所述预燃室12进气能力的同时，保证所述预燃室12的预燃能力。
[0064]
以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。