一种内燃机跳火控制系统及双模式内燃机的制作方法

本发明涉及内燃机，具体涉及一种内燃机跳火控制系统及双模式内燃机。

背景技术：

1、现有的内燃机按工作方式包括压燃式与点燃式，对应的燃烧方式分为压缩燃烧与火花塞点火燃烧。

2、压燃式内燃机，譬如柴油机，在向燃烧室内喷油前就已经有空气在燃烧室内被压缩产生高温环境，该高温环境能维持一定的时间并能使柴油燃烧，由于在烧然室压缩过程中尚未加入燃料，故不会产生爆燃，当燃烧室压缩到一定程度时柴油喷入燃烧室即可燃烧。

3、点燃式内燃机在燃烧三要素在时间上的搭配顺序是空气、燃料加点火的气料火，即将空气与燃料混合后再点火燃烧，这种模式压缩比一般为8:1至11:1，当压缩比过高时容易暴燃，而燃油热效率也只有30％～40％。此外，点火燃烧需将燃料气化，燃料燃烧时间相比压燃式短，相同功率下热效率更低、扭矩小，一种类型的内燃机只能使用对应类型的燃料，使得燃料选择范围受到限制。特别是现有的lng燃气机，采用了与汽油机相同的压缩比，故其能耗高，扭矩也相对较低。

4、众所周知的是，内燃机压缩比越大，其热效率就越高，扭矩就越大，经济性就越好。目前的柴油机能耗低、扭矩大，但其排放物污染大；汽油机及燃气机污染排放低但能耗高、扭矩小。可见当前的内燃机还存在亟待改进的空间，应当进行调整以提升内燃机的压缩比，优化其能耗和扭矩输出，并避免造成过多的污染排放，同时能兼用多种类型的燃料。故需要提出更为合理的技术方案，解决现有技术中存在的技术问题。

技术实现思路

1、至少为克服其中一种上述内容提到的缺陷，本发明提出一种内燃机跳火控制系统及双模式内燃机，解决现有的内燃机在能耗、扭矩和经济性上的局限性，使得内燃机能够提供更高的压缩比环境，并采用高频脉冲的跳火方式实现燃料的燃烧，提高燃料的经济性，同时避免了以往内燃机存在的污染问题和安全隐患。

2、为了实现上述目的，本发明公开的内燃机结构可采用如下技术方案：

3、一种内燃机跳火控制系统，设置于内燃机中并用以控制火花塞跳火，包括：

4、设置于缸体上的火花塞，火花塞与高频脉冲发生器连接并用以执行高频跳火动作，高频脉冲发生器由控制器控制启停；

5、随活塞四冲程动作而同步回转的信号轮结构，信号轮结构包括与控制器通信的跳火传感器和随信号轮回转的跳火感应件，跳火感应件沿圆周延伸长度对应的圆心角为ɑ，跳火传感器用以在距离跳火感应件小于设定值a时产生跳火信号，且当跳火信号结束时活塞压缩冲程结束；

6、随活塞四冲程动作而同步回转的飞轮结构，飞轮结构包括与控制器通信的喷射传感器组以及随飞轮回转的喷射感应件；所述的喷射传感器组包括第一喷射传感器和第二喷射传感器，两喷射传感器在圆周上的距离所对应的圆心角为β且β＜ɑ，第一喷射传感器和第二喷射传感器用以在距离喷射感应件小于设定值b时产生喷射信号，且当喷射信号结束时活塞压缩冲程结束；所述的喷射感应件依次靠近第一喷射传感器和第二喷射传感器，且当喷射感应件靠近第一喷射传感器并达到设定距离a时，跳火感应件靠近跳火传感器且达到设定距离b。

7、上述公开的跳火控制系统，其通过信号轮结构产生信号用以控制火花塞的跳火动作，且通过飞轮结构产生信号用以控制燃料泵向燃烧室喷射燃料，从而可实现压燃与点燃两种模式。其中，当第一喷射传感器连接至控制器，而第二喷射传感器、跳火传感器不接入工作时，在活塞的压缩冲程过程中不断压缩燃烧室内的原有气体，第一喷射传感器产生喷射信号后向燃烧室内喷射燃料，并在后续的继续压缩过程中达到燃烧条件并形成压燃。当跳火传感器、第二喷射传感器连接至控制器，而第一喷射传感器不接入工作时，在活塞杠的压缩冲程中不断压缩燃烧室内原有气体，跳火传感器先于第二喷射传感器产生信号，因此火花塞开始跳火动作，待第二喷射传感器产生喷射信号且燃料泵开使向燃烧室内喷射燃料时，可直接被点燃进行燃烧，如此实现点火操作。在点火模式下，可事先将燃烧室内的气体进行压缩并达到更高的压缩比，该过程中燃烧室内无燃料，故不会产生爆燃，保障了整体的安全可靠性。同时能够根据实际的燃料类型和驱动需求，合理进行切换以选择工作模式。

8、进一步的，在本发明中，可将跳火传感器和跳火感应件的设置位置进行优化，其并不被唯一限定，此处进行优化并提出其中一种可行的选择：所述的内燃机包括多个相互独立的燃烧室，跳火传感器和跳火感应件的数量与燃烧室数量相同且在圆周上均匀间隔分布。采用如此方案时，所述的内燃机不仅仅可采用单缸机，也可采用多缸机，对应将跳火传感器和跳火感应件的数量进行增加和分布即可。

9、再进一步，同理可对喷射传感器和喷射感应件的设置进行调整，此处进行优化并提出其中一种可行的选择：所述的内燃机包括多个相互独立的燃烧室，喷射传感器组和喷射感应件的数量与燃烧室数量相同且在圆周均匀间隔分布。采用如此方案时，根据内燃机的缸数设定喷射传感器组和喷射感应件的数量。

10、进一步的，跳火感应件和喷射感应件可采用多种方案，其并不被唯一限定，此处进行优化并提出其中一种可行的选择：所述的跳火感应件和喷射感应件包括永磁体。

11、再进一步，跳火传感器和喷射传感器组可采用多种方案，其并不被唯一限定，此处进行优化并提出其中一种可行的选择：所述的跳火传感器、第一喷射传感器和第二喷射传感器包括霍尔传感器。

12、进一步的，对跳火感应件的设置进行优化并提出其中一种可行的选择：所述的ɑ为15°。

13、进一步的，对喷射传感器组的设置进行优化并提出其中一种可行的选择：所述的β与ɑ的差值为7°或8°。采用如此方案时，当第一喷射传感器未接入工作而第二喷射传感器接入工作，跳火传感器先产生跳火信号，活塞需继续压缩动作并使喷射感应件偏转7°～8°才产生喷射信号，当燃料被喷射进入燃烧室后，燃烧室内已经形成高温、高压且有点火物、助燃剂的氛围，燃料作为可燃物则会被直接点燃，从而提高了燃烧的效率和经济性。

14、进一步的，对信号轮的设置进行优化并提出其中一种可行的选择：所述的信号轮套设于内燃机的凸轮轴上并随凸轮轴同步回转。

15、再进一步，对飞轮的设置进行优化并提出其中一种可行的选择：所述的飞轮套设于内燃机的曲轴上并随曲轴同步回转。

16、上述内容公开了跳火控制系统，本发明还提供了内燃机，下列进行具体说明：

17、一种双模式内燃机，包括前文所述的内燃机跳火控制系统，还包括模式切换开关，所述的模式切换开关用以将第一喷射传感器或第二喷射传感器连接至控制器。

18、与现有技术相比，本发明公开技术方案的部分有益效果包括：

19、本发明可实现对内燃机燃烧模式的控制和切换，实现压燃和点燃两种模式，适应多种类型的燃料，从而可根据燃料选择对应的燃烧模式，达到提高内燃机压缩比和燃烧经济性的目的。

技术特征：

1.一种内燃机跳火控制系统，设置于内燃机中并用以控制火花塞(13)跳火，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的内燃机跳火控制系统，其特征在于：所述的内燃机包括多个相互独立的燃烧室，跳火传感器(9)和跳火感应件(8)的数量与燃烧室数量相同且在圆周上均匀间隔分布。

3.根据权利要求1所述的内燃机跳火控制系统，其特征在于：所述的内燃机包括多个相互独立的燃烧室，喷射传感器组和喷射感应件(3)的数量与燃烧室数量相同且在圆周均匀间隔分布。

4.根据权利要求1所述的内燃机跳火控制系统，其特征在于：所述的跳火感应件(8)和喷射感应件(3)包括永磁体。

5.根据权利要求1所述的内燃机跳火控制系统，其特征在于：所述的跳火传感器(9)、第一喷射传感器(4)和第二喷射传感器(5)包括霍尔传感器。

6.根据权利要求1所述的内燃机跳火控制系统，其特征在于：所述的ɑ为15°。

7.根据权利要求6所述的内燃机跳火控制系统，其特征在于：所述的β与ɑ的差值为7°或8°。

8.根据权利要求1所述的内燃机跳火控制系统，其特征在于：所述的信号轮(7)套设于内燃机的凸轮轴(6)上并随凸轮轴(6)同步回转。

9.根据权利要求1所述的内燃机跳火控制系统，其特征在于：所述的飞轮(2)套设于内燃机的曲轴(1)上并随曲轴(1)同步回转。

10.一种双模式内燃机，包括权利要求1～9中任一项所述的内燃机跳火控制系统，其特征在于：

技术总结本发明涉及内燃机技术领域，具体涉及一种内燃机跳火控制系统及双模式内燃机，其中跳火控制系统设置于内燃机中并用以控制火花塞跳火，包括：火花塞，高频脉冲发生器和控制器；随活塞四冲程动作而同步回转的信号轮结构，用以产生跳火信号，且当跳火信号结束时活塞压缩冲程结束；随活塞四冲程动作而同步回转的飞轮结构，用以产生喷射信号，且当喷射信号结束时活塞压缩冲程结束。本发明可实现对内燃机燃烧模式的控制和切换，实现压燃和点燃两种模式，适应多种类型的燃料，从而可根据燃料选择对应的燃烧模式，达到提高内燃机压缩比和燃烧经济性的目的。技术研发人员：杨清平受保护的技术使用者：杨清平技术研发日：技术公布日：2024/6/5