一种两用燃料发动机及其控制方法和系统及汽车的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及车辆控制技术领域，具体地说涉及一种两用燃料发动机及其控制方法 和系统及汽车。
【背景技术】
[0002] 天然气或液化石油气具有良好的燃烧性能，也是公认的清洁燃料，且燃料成本相 较汽油与柴油更为低廉，是一种理想的替代燃料。当前，能源危机和环境污染问题日益严 峻。为了节约能源、减少汽车运营成本，同时降低汽车尾气对环境的污染，使用天然气或液 化石油气作为掺烧能源的混合动力汽车发展迅速。为了弥补单一天然气或液化石油气燃料 发动机动力的不足，人们还研发出了两用燃料发动机，具有两套相互独立的燃料供给系统， 一套供给天然气或液化石油气（燃气系统），另一套供给其他燃料（燃油系统），燃气系统 和燃油系统可分别但不可同时向燃烧室供给燃料。常见的两用燃料汽车有汽油/压缩天然 气两用燃料汽车、汽油/液化石油气两用燃料汽车等。
[0003] 但现有技术中的两用燃料发动机普遍存在要使发动机达到最大扭矩，需要使发动 机的转速维持在一个较高水平的问题，也即只有发动机处于较高转速时，才能使发动机达 到最大扭矩，如果发动机转速过低，发动机的扭矩会变小，易出现动力不足的问题，不适用 于轻型卡车。虽然本领域技术人员认识到通过提高发动机的压缩比可以使发动机在达到最 大扭矩时需要的转速降低，但是如果压缩比过高，则发动机内的压强也会过大，容易出现爆 缸。因此，很难找到一个合适的压缩比范围，既能满足两用燃料发动机正常工作的条件，又 能使两用燃料发动机达到最大扭矩时的转速降低。
【发明内容】
[0004] 为此，本发明所要解决的技术问题在于现有技术中的两用燃料发动机，很难找到 一个合适的压缩比范围，既能满足两用燃料发动机正常工作的条件，又能使两用燃料发动 机达到最大扭矩时的转速降低。
[0005] 为解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：
[0006] 本发明提供了一种两用燃料发动机，所述两用燃料发动机的做功行程位于第一设 定范围之内，且通过调整所述两用燃料发动机的活塞顶部的凹槽的深度使所述两用燃料发 动机的压缩比位于第二设定范围之内，从而使所述两用燃料发动机达到最大扭矩时的转速 低于 2000r/min。
[0007] 本发明所述的两用燃料发动机，所述第一设定范围为105_115mm，所述第二设定范 围为（10. 5-11) :1。
[0008] 本发明所述的两用燃料发动机，所述两用燃料发动机的做功行程为115mm，压缩比 为 10.5:1〇
[0009] 本发明还提供了一种上述两用燃料发动机的控制方法，包括：
[0010] 判断两用燃料发动机的燃气系统能否正常工作；
[0011] 若不能，则控制所述两用燃料发动机切换至或者维持在燃油状态下工作。
[0012] 本发明所述的两用燃料发动机的控制方法，还包括：
[0013] 若判断所述燃气系统能正常工作，则进一步判断所述两用燃料发动机在燃气状态 下能否稳定工作；
[0014] 若不能，则控制所述两用燃料发动机切换至或者维持在燃油状态下工作；
[0015] 若能，则控制所述两用燃料发动机切换至或者维持在燃气状态下工作。
[0016] 本发明所述的两用燃料发动机的控制方法，所述判断燃气系统能否正常工作的步 骤包括：
[0017] 判断是否同时满足减压器水温大于预设的减压器水温、燃气系统不存在故障以及 燃气压力大于预设的燃气压力；
[0018] 若是，则判断所述燃气系统能正常工作；
[0019] 否则，判断所述燃气系统不能正常工作。
[0020] 本发明所述的两用燃料发动机的控制方法，所述判断在燃气状态下能否稳定工作 的步骤包括：
[0021] 判断是否同时满足发动机水温大于预设的发动机水温或者发动机转速大于预设 的发动机转速以及燃气压力大于预设的燃气压力；
[0022] 若是，则判断在燃气状态下能稳定工作；
[0023] 否则，判断在燃气状态下不能稳定工作。
[0024] 本发明还提供了一种上述两用燃料发动机的控制系统，包括：
[0025] 第一判断单元，用于判断两用燃料发动机的燃气系统能否正常工作；
[0026] 第一控制单元，用于在燃气系统不能正常工作时，控制所述两用燃料发动机切换 至或者维持在燃油状态下工作。
[0027] 本发明所述的两用燃料发动机的控制系统，还包括：
[0028] 第二判断单元，用于在所述燃气系统能正常工作时，进一步判断所述两用燃料发 动机在燃气状态下能否稳定工作；
[0029] 所述第一控制单元，还用于在不能稳定工作时，控制所述两用燃料发动机切换至 或者维持在燃油状态下工作；
[0030] 第二控制单元，用于在能稳定工作时，控制所述两用燃料发动机切换至或者维持 在燃气状态下工作。
[0031] 本发明所述的两用燃料发动机的控制系统，所述第一判断单元包括：
[0032] 第一判断子单元，用于判断是否同时满足减压器水温大于预设的减压器水温、燃 气系统不存在故障以及燃气压力大于预设的燃气压力；若是，则判断所述燃气系统能正常 工作；否则，判断所述燃气系统不能正常工作。
[0033] 本发明所述的两用燃料发动机的控制系统，，所述第二判断单元包括：
[0034] 第二判断子单元，用于判断是否同时满足发动机水温大于预设的发动机水温或者 发动机转速大于预设的发动机转速以及燃气压力大于预设的燃气压力；若是，则判断在燃 气状态下能稳定工作；否则，判断在燃气状态下不能稳定工作。
[0035] 本发明还提供了一种汽车，包括：上述两用燃料发动机和上述两用燃料发动机的 控制系统。
[0036] 本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：
[0037] (1)本发明提供了一种两用燃料发动机，所述两用燃料发动机的做功行程位于第 一设定范围之内，且通过调整所述两用燃料发动机的活塞顶部的凹槽的深度使所述两用燃 料发动机的压缩比位于第二设定范围之内，从而使所述两用燃料发动机达到最大扭矩时的 转速低于2000r/min。因此本发明所述两用燃料发动机，能够使气缸的压缩比处于一个合适 的压缩比范围，在满足两用燃料发动机正常工作的条件下，又能使两用燃料发动机达到最 大扭矩时的转速降低，适用范围更为广泛。
[0038] (2)本发明还提供了一种上述两用燃料发动机的控制方法及系统，先判断燃气系 统能否正常工作，若不能，则控制两用燃料发动机切换至或维持在燃油状态下工作，避免了 在燃气系统不正常的情况下强行在燃气状态下或者切换至燃气状态下工作的情况，有利于 延长设备的使用寿命。
[0039] (3)本发明所述两用燃料发动机的控制方法及系统，在燃气系统能正常工作的情 况下，会进一步判断两用燃料发动机在燃气状态下能否稳定工作，只有在能稳定工作时，才 会控制两用燃料发动机切换至或者维持在燃气状态下工作，若在燃气状态下不能稳定工 作，则会切换至或者维持在燃油状态下工作，以确保发动机能够稳定工作，兼顾了发动机的 经济环保性和性能稳定性。
【附图说明】
[0040] 为了使本发明的内容更容易被清楚的理解，下面根据本发明的具体实施例并结合 附图，对本发明作进一步详细的说明，其中
[0041] 图1是本发明所述两用燃料发动机的纵剖图；
[0042] 图2是本发明所述两用燃料发动机转速与扭矩的对应关系曲线示意图；
[0043] 图3是本发明所述两用燃料发动机的控制方法的流程图；
[0044] 图4是本发明所述两用燃料发动机的控制方法的一个【具体实施方式】的流程图；
[0045] 图5本发明所述两用燃料发动机的控制系统的结构框图。
[0046] 图中附图标记表示为：1_第一判断单元，2-第一控制单元，3-第二判断单元，4-第 二控制单元，11-第一判断子单元，31-第二判断子单元。
【具体实施方式】
[0047] 实施例1
[0048] 本实施例提供了一种两用燃料发动机，如图1所示，所述两用燃料发动机的做功 行程位于第一设定范围之内，且通过调整所述两用燃料发动机的活塞a顶部的凹槽al的深 度使所述两用燃料发动机的压缩比位于第二设定范围之内，从而使所述两用燃料发动机达 到最大扭矩时的转速低于2000r/min。
[0049] 具体地，发动机的做功行程指的是发动机活塞从上止点运行到下止点之间的距 离，其中活塞a上行（向气缸盖c方向移动）的最远点我们称之为上止点，活塞a下行的最 远点我们称之为下止点。做功行程越大的发动机，输出最大扭矩时的转速也就越低；反之， 做功行程越小的发动机，输出最大扭矩时的转速就越高。因此要想使车辆在低转速时仍具 有较高的扭矩，做功行程越大越好，但做功行程越大，会影响车辆的速度，同时也会使发动 机的体积增大，车辆的制造成本又会升高。另，两用燃料发动机做功的过程中，活塞a在由 活塞a、气缸壁b以及气缸盖c