一种基于微耕机的空气辅助喷射控制方法和结构

专利2025-04-21  15


本发明涉及内燃机燃烧,更具体地说,它涉及一种基于微耕机的空气辅助喷射控制方法和结构。


背景技术:

1、随着农业机械化的不断推进,农用微型发动机(微耕机)开始在农村地区广泛使用。微耕机可以替代传统手工耕作,提高农作物生产效率和品质,完成耕地、翻土、播种、除草等作业,也适用于各种地形和作物种植方式,为农民提供灵活选择。微耕机具有简单结构、便捷操作和相对低成本等优点,对推动农业现代化、提高生产效率、促进农村经济发展至关重要。

2、近年来,随着环境保护意识的日益加强,国家对农业机械的排放标准提出了越来越严格的要求。这些标准旨在减少农机运行时产生的废气排放,降低对大气环境的污染。现有农用机械排量较小的单缸发动机采用的机械喷油泵进行燃油喷射的方式已经远不能满足国家对排放法规的要求,而使用空气辅助喷射技术燃油雾化质量非常好,可以在较低燃料喷射压力更好雾化燃料,燃料雾化直径更小,其索太尔平均直径(smd)小于10微米。空气辅助喷射技术用于微耕机上,不仅能减少排放,还可以节省燃油,提高发动机的综合效率。

3、但现有技术不能根据发动机的运行环境来调节空气辅助喷油正时的控制参数,从而导致发动机的运行效率低。因此对空气辅助喷油正时参数的精准控制是实现发动机良好雾化效果的必要途径。


技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题是针对现有技术的不足,提供一种基于微耕机的空气辅助喷射控制方法和结构,确保燃油在微耕机内得到更充分的混合和燃烧。

2、本发明所述的一种基于微耕机的空气辅助喷射控制方法,获取发动机的运行参数,根据所述运行参数计算发动机的喷油脉宽;所述喷油脉宽通过以下公式计算:

3、

4、式中,tin为喷油脉宽;λ为空气与燃油的比率;m*a为恒定的气流质量;n为发动机的转速;cyl表示发动机的气缸数;

5、根据所述喷油脉宽设置与喷油脉宽之间具有油气间隔的喷气正时以及小于喷油脉宽一脉宽阈值的喷气脉宽;

6、当所述发动机的喷油正时来时,控制喷油电磁阀按所述喷油脉宽进行喷油,并在喷油完成后关闭所述喷油电磁阀,同时根据所述油气间隔进行计时;当所述油气间隔的计时结束并在接收到喷气正时时,控制喷气电磁阀按所述喷气脉宽将空气喷射在混合腔中,以使油气混合。

7、优选地,所述脉宽阈值为1~2ms。

8、优选地,所述脉宽阈值通过下式确定:

9、

10、式中,pm1为混合腔中的当前压力值;pm1-1为混合腔中上一喷油状态后的压力值;pm2为当前的进气压力;pm2-1为上一喷气状态的进气压力。

11、优选地,所述油气间隔为0.3~0.6ms。

12、优选地,燃油在喷射入所述混合腔前,对所述燃油进行预热处理。

13、优选地,所述预热处理通过与发动机尾气排放系统连接的预加热器实现。

14、一种基于微耕机的空气辅助喷射控制结构,包括ecu、喷油电磁阀、喷气电磁阀、混合腔和喷嘴;所述ecu应用如权利要求1-6任一项所述的空气辅助喷射控制方法控制喷油电磁阀和喷气电磁阀的启闭,以实现将燃油和空气喷射到混合腔中进行混合得到混合气体;所述混合气体通过喷嘴喷射进发动机中。

15、优选的,还包括预加热器;所述预加热器中设有过烟腔,所述过烟腔的两端分别连接有进气接头和出气接头,所述进气接头与发动机尾气排放系统连接,所述过烟腔中安装有螺旋过油管,所述螺旋过油管的两端分别安装进油接头和出油接头,所述出油接头通过供油管与喷油电磁阀相连接。

16、有益效果

17、本发明的优点在于:

18、1、本发明通过对喷油脉宽、喷气正时、喷气脉宽的精准控制,达到了高度雾化的效果,可以确保燃油在微耕机内得到更充分的混合和燃烧,不仅能确保微耕机在不同工况下获得最佳动力输出,提升响应速度和动力性能,还能有效减少作业过程中的波动和不稳定因素,优化发动机参数,提高平稳性和可靠性,从而延长发动机的使用寿命。同时还有助于减少燃油的浪费,提高燃油的利用率,从而降低油耗,实现更经济的运行。

19、2、通过利用排烟废气对燃油进行预热,可以提高燃油效率,减少污染物排放,延长发动机使用寿命,并优化启动性能。



技术特征:

1.一种基于微耕机的空气辅助喷射控制方法,其特征在于,获取发动机的运行参数,根据所述运行参数计算发动机的喷油脉宽;所述喷油脉宽通过以下公式计算:

2.根据权利要求1所述的一种基于微耕机的空气辅助喷射控制方法,其特征在于,所述脉宽阈值为1~2ms。

3.根据权利要求2所述的一种基于微耕机的空气辅助喷射控制方法,其特征在于,所述脉宽阈值通过下式确定:

4.根据权利要求1所述的一种基于微耕机的空气辅助喷射控制方法,其特征在于,所述油气间隔为0.3~0.6ms。

5.根据权利要求1所述的一种基于微耕机的空气辅助喷射控制方法,其特征在于,燃油在喷射入所述混合腔前,对所述燃油进行预热处理。

6.根据权利要求5所述的一种基于微耕机的空气辅助喷射控制方法,其特征在于,所述预热处理通过与发动机尾气排放系统连接的预加热器实现。

7.一种基于微耕机的空气辅助喷射控制结构,其特征在于,包括ecu(1)、喷油电磁阀(3)、喷气电磁阀(2)、混合腔(4)和喷嘴(5);所述ecu(1)应用如权利要求1-6任一项所述的空气辅助喷射控制方法控制喷油电磁阀(3)和喷气电磁阀(2)的启闭,以实现将燃油和空气喷射到混合腔(4)中进行混合得到混合气体;所述混合气体通过喷嘴(5)喷射进发动机中。

8.根据权利要求7所述的一种基于微耕机的空气辅助喷射控制结构,其特征在于,还包括预加热器(6);所述预加热器(6)中设有过烟腔,所述过烟腔的两端分别连接有进气接头(7)和出气接头(8),所述进气接头(7)与发动机尾气排放系统连接,所述过烟腔中安装有螺旋过油管(9),所述螺旋过油管(9)的两端分别安装进油接头(10)和出油接头(11),所述出油接头(11)通过供油管与喷油电磁阀(3)相连接。


技术总结
本发明公开了一种基于微耕机的空气辅助喷射控制方法,涉及内燃机燃烧,获取发动机的运行参数,根据所述运行参数计算发动机的喷油脉宽;根据所述喷油脉宽设置与喷油脉宽之间具有油气间隔的喷气正时以及小于喷油脉宽一脉宽阈值的喷气脉宽;当所述发动机的喷油正时来时,控制喷油电磁阀按所述喷油脉宽进行喷油,并在喷油完成后关闭所述喷油电磁阀,同时根据所述油气间隔进行计时;当所述油气间隔的计时结束并在接收到喷气正时时,控制喷气电磁阀按所述喷气脉宽将空气喷射在混合腔中,以使油气混合。本发明公开了一种基于微耕机的空气辅助喷射控制结构。本发明可以确保燃油在微耕机内得到更充分的混合和燃烧,提高平稳性和可靠性。

技术研发人员:潘明章,潘月德,官维,文涛,曹晟,潘秀斌,罗松春,盛小龙,温淇杰,张子健
受保护的技术使用者:广西大学
技术研发日:
技术公布日:2024/11/11
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