CN114233544B - 一种发动机冷启动过程的标定方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及发动机技术领域，尤其涉及一种发动机冷启动过程的标定方法，发动机双主喷装置包括气缸活塞、气缸盖、主喷油器和副喷油器，气缸活塞设置在发动机的气缸中，开设有凹槽；气缸盖设置于气缸活塞上方，与凹槽围设成燃烧室；主喷油器设置在气缸盖上且与气缸同轴线，主喷油器的喷嘴位于燃烧室；副喷油器设置在气缸盖上且与气缸的轴线呈锐角设置，副喷油器的喷嘴位于燃烧室；主喷油器及副喷油器均通讯连接于ECU。本发明的发动机双主喷装置通过在启动过程中主喷油器和副喷油器分别执行一次喷射过程，通过调整两次喷油间隔及喷油量的喷射策略，能够实现发动机在低温环境中的快速启动。
Description
技术领域
本发明涉及发动机技术领域，尤其涉及一种发动机冷启动过程的标定方法。
背景技术
发动机在高寒地区运行，由于环境温度较低，在启动过程中存在燃油雾化差，压缩终了时刻缸内温度低，不利于柴油的着火燃烧。现有技术的发动机冷启动过程中，由于仅布局一只喷油器，且为兼顾中高负荷做功和油耗目标需求，喷油需求偏大，在冷启动过程中不利于雾化混合，燃烧室内喷油器仅有一支喷油器执行一次主喷过程，没有充分利用缸内空气与燃油混合，局部空气利用率低，导致发动机起动至转速达到怠速的时间较长。
发明内容
本发明的目的在于提供一种发动机冷启动过程的标定方法，能够解决现有技术中一支喷油器执行一次主喷过程，没有充分利用缸内空气与燃油混合，发动机起动至转速达到怠速的时间较长的问题。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
一方面，本发明提供一种发动机双主喷装置，包括：
气缸活塞，开设有凹槽；
气缸盖，设置于所述气缸活塞上方，与所述凹槽围设成燃烧室；
主喷油器，设置在所述气缸盖上且与所述气缸同轴线，所述主喷油器的喷嘴位于所述燃烧室；
副喷油器，设置在所述气缸盖上且与所述气缸的轴线呈锐角设置，所述副喷油器的喷嘴位于所述燃烧室；
所述主喷油器及所述副喷油器均通讯连接于ECU。
作为优选，所述副喷油器的喷嘴上开设有多个第一喷油孔，所述副喷油器的喷嘴上靠近所述主喷油器一侧的第一喷油孔与副喷油器主轴线呈第一设定角度，所述副喷油器的喷嘴上远离所述主喷油器一侧的第一喷油孔与副喷油器主轴线呈第二设定角度。
作为优选，所述主喷油器的喷嘴上开设有多个第二喷油孔，所述第二喷油孔的孔径大于所述第一喷油孔的孔径。
作为优选，所述凹槽为圆槽，所述第二喷油孔朝向所述圆槽开设。
另一方面，本发明还提供一种发动机冷启动过程的标定方法，用于标定上述的发动机双主喷装置的参数，包括：
检测所述发动机转速，当转速达到n1时；
设置所述主喷油器和所述副喷油器的基础参数，喷射轨压均为P，所述副喷油器的喷油提前角为ϕ1，所述副喷油器的喷油量为m1，所述主喷油器的喷油提前角为ϕ2，所述主喷油器的喷油量为m2；
首先控制副喷油器按基础参数在喷油提前角ϕ1喷油m1，控制主喷油器以预设的基础参数在喷油提前角ϕ2喷油m2，通过燃烧分析仪实时采集发动机每循环燃烧参数，输出放热率变化曲线；
计算得到初燃放热率导数峰值C,C的值为燃烧始点至放热低谷期时间段内放热率导数峰值，根据初燃放热率导数峰值C调整下次循环副喷油器的ϕ1及m1，直至C的值在4~12范围内，此时得到副喷油器的标定参数值ϕ1及m1；
保持所标定的副喷油器的标定参数值ϕ1及m1，通过燃烧分析仪实时采集发动机每循环燃烧参数，输出放热率变化曲线；
至发动机的转速达到n2时，计算得到主燃放热率导数峰值D,D的值为放热低谷期至燃烧末期时间段内放热率导数峰值，根据主燃放热率导数峰值D调整下次循环主喷油器的ϕ2及m2,至D的值在C的值的3~5倍范围内，此时得到主喷油器的标定参数值ϕ2及m2。
作为优选，所述基础参数ϕ1范围为所述气缸活塞上止点前15°CA~25°CA，m1为总喷油量的20%~30%。
作为优选，所述基础参数ϕ2范围为所述气缸活塞上止点前5°CA至上止点后5°CA之间，m2为总喷油量的70%~80%。
作为优选，若C的值小于4，则在下次循环副喷油器喷射时提前ϕ1且增大m1，若C的值大于12，则延后ϕ1且降低m1。
作为优选，若D的值小于0.4C,则在下次循环主喷油器喷射时提前ϕ2且增大m2，若D的值大于0.4C，则延后ϕ2且降低m2。
作为优选，至所述发动机的转速超过怠速后，关闭所述副喷油器的喷射，根据发动机转速，调节所述主喷油器的喷油量，至发动机的转速维持在怠速，标定此时所述主喷油器的喷油量。
本发明的有益效果：本发明通过在现有燃烧系统方案的基础上布置一种用于实现双喷的副喷油器，在启动过程中主喷油器和副喷油器分别执行一次喷射过程，通过调整两次喷油间隔及喷油量的喷射策略并标定主喷油器和副喷油器的喷油参数，能够实现发动机在低温环境中的快速启动。
附图说明
图1是本发明一种发动机双主喷装置的整体结构示意图；
图2是本发明发动机冷启动过程的标定方法中发动机速度随时间变化图；
图3是本发明发动机冷启动过程的标定方法中放热率曲线图。
图中：
1、气缸活塞；11、凹槽；
2、气缸盖；
3、主喷油器；
4、副喷油器；
100、燃烧室。
具体实施方式
下面结合附图和实施方式进一步说明本发明的技术方案。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
如图1所示，本发明提供一种发动机双主喷装置，设置在发动机上，包括气缸活塞1、气缸盖2、主喷油器3和副喷油器4，气缸活塞1设置在发动机的气缸中，开设有凹槽11；气缸盖2设置于气缸活塞1上方，与凹槽11围设成燃烧室100；主喷油器3设置在气缸盖2上且与气缸同轴线，主喷油器3的喷嘴位于燃烧室100；副喷油器4设置在气缸盖2上且与气缸的轴线呈锐角α设置，锐角α角度设置范围为30°~60°，能够达到良好的喷射效果，副喷油器4的喷嘴位于燃烧室100；主喷油器3及副喷油器4均通讯连接于ECU。
本发明通过在现有柴油燃烧系统方案的基础上布置一种用于实现双主喷的副喷油器4，在启动过程中主喷油器3和副喷油器4分别执行一次喷射过程，通过调整两次喷油间隔及喷油量的喷射策略，能够实现发动机在低温环境中的快速启动。
具体地，副喷油器4的喷嘴上开设有多个第一喷油孔，副喷油器4的喷嘴上靠近主喷油器3一侧的第一喷油孔与副喷油器4主轴线呈第一设定角度β1，更进一步地，作为本实施例的优选方案，第一设定角度β1在110°~150°范围内选取，在燃烧室100中心位置形成均匀混合气，充分利用燃烧室100中心的空气，提升空气利用率的同时还能利用油束自由射流的强扰动作用，提升缸内的流场强度，加快混合气的形成速度。
副喷油器4的喷嘴上远离主喷油器3一侧的第一喷油孔与副喷油器4主轴线呈第二设定角度β2，第二设定角度β2在20°~50°范围内选取，向一侧燃烧室100内喷射燃油，在缸内涡流的作用下，沿着燃烧室100的外沿，形成均匀混合气。
更进一步地，在本实施例中，副喷油器4的喷嘴上开设有5个第一喷油孔，靠近主喷油器3一侧开设有3个第一喷油孔，远离主喷油器3一侧开设有2个第一喷油孔，能够保证两次喷油覆盖燃烧室100内面积足够。
具体地，主喷油器3的喷嘴上开设有多个第二喷油孔，第二喷油孔的孔径大于第一喷油孔的孔径，靠近主喷油器3一侧开设的3个第一喷油孔的孔径大小较第二喷油孔的孔径小10%~25%，远离主喷油器3一侧的第一喷油孔的孔径较第二喷油孔的孔径小25%~40%，进而保证副喷油器4喷油的雾化效果。
具体地，凹槽11为圆槽，第二喷油孔朝向圆槽开设，使得主喷油器3喷油能够布满整个燃烧室100，且喷洒均匀，燃烧效果好。
如图2-图3所示，本实施例还提供一种发动机冷启动过程的标定方法，用于控制标定上述的发动机双主喷装置参数，包括：
检测发动机转速，当转速达到n1时；
设置主喷油器3和副喷油器4的基础参数，喷射轨压均为P，副喷油器4的喷油提前角为ϕ1，副喷油器4的喷油量为m1，主喷油器3的喷油提前角为ϕ2，主喷油器3的喷油量为m2；
首先控制副喷油器4按基础参数在喷油提前角ϕ1喷油m1，控制主喷油器3以预设的基础参数在喷油提前角ϕ2喷油m2，通过燃烧分析仪实时采集发动机每循环燃烧参数，输出放热率变化曲线；
计算得到初燃放热率导数峰值C,C的值为燃烧始点至放热低谷期时间段内放热率导数峰值，根据初燃放热率导数峰值C调整下次循环副喷油器4的ϕ1及m1，直至C的值在4~12范围内，此时得到副喷油器4的标定参数值ϕ1及m1；
保持所标定的副喷油器的标定参数值ϕ1及m1，通过燃烧分析仪实时采集发动机每循环燃烧参数，输出放热率变化曲线；
至发动机的转速达到n2时，计算得到主燃放热率导数峰值D,D的值为放热低谷期至燃烧末期时间段内放热率导数峰值，根据主燃放热率导数峰值D调整下次循环主喷油器3的ϕ2及m2,至D的值在C的值的3~5倍范围内，此时得到主喷油器3的标定参数值ϕ2及m2，使用标定得到的ϕ1、m1、ϕ2及m2通过ECU控制主喷油器3和副喷油器4的喷射，能够实现发动机的快速冷启动，减少达到怠速所需的时间，提升冷启动效率。
具体地，基础参数ϕ1范围为所述气缸活塞上止点前15°CA~25°CA，m1为维持总喷油量的20%~30%。
具体地，基础参数ϕ2范围为所述气缸活塞上止点前5°CA至上止点后5°CA之间，m2为总喷油量的70%~80%。
具体地，若C的值小于4，则在下次循环副喷油器4喷射时提前ϕ1且增大m1，若C的值大于12，则延后ϕ1且降低m1，
更进一步地，若D的值小于0.4C,则在下次循环主喷油器3喷射时提前ϕ2且增大m2，若D的值大于0.4C，则延后ϕ2且降低m2，最终调节使得C和D的值都满足设定，完成参数的标定，以实现冷启动过程中转速的快速提升。
更进一步地，至发动机的转速达到怠速后，转速会上升至n3，此时关闭副喷油器4的喷射，发动机的转速会存在波动，此时调节主喷油器3的喷油量，若发动机转速大于怠速，则控制降低主喷油器3的喷油量，若发动机转速小于怠速，则控制增加主喷油器3的喷油量，使得发动机的转速维持在怠速，完成维持怠速的主喷油器3的参数标定。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种发动机冷启动过程的标定方法，用于标定发动机双主喷装置的参数，发动机双主喷装置包括气缸活塞（1），开设有凹槽（11）；气缸盖（2），设置于所述气缸活塞（1）上方，与所述凹槽（11）围设成燃烧室（100）；主喷油器（3），设置在所述气缸盖（2）上且与所述气缸同轴线，所述主喷油器（3）的喷嘴位于所述燃烧室（100）；副喷油器（4），设置在所述气缸盖（2）上且与所述气缸的轴线呈锐角设置，所述副喷油器（4）的喷嘴位于所述燃烧室（100）；所述主喷油器（3）及所述副喷油器（4）均通讯连接于ECU，其特征在于，包括：
检测所述发动机转速，当转速达到n1时；
设置所述主喷油器（3）和所述副喷油器（4）的基础参数，喷射轨压均为P，所述副喷油器（4）的喷油提前角为ϕ1，所述副喷油器（4）的喷油量为m1，所述主喷油器（3）的喷油提前角为ϕ2，所述主喷油器（3）的喷油量为m2；
首先控制副喷油器（4）按基础参数在喷油提前角ϕ1喷油m1，控制主喷油器（3）以预设的基础参数在喷油提前角ϕ2喷油m2，通过燃烧分析仪实时采集发动机每循环燃烧参数，输出放热率变化曲线；
计算得到初燃放热率导数峰值C,C的值为燃烧始点至放热低谷期时间段内放热率导数峰值，根据初燃放热率导数峰值C调整下次循环副喷油器（4）的ϕ1及m1，直至C的值在4~12范围内，此时得到副喷油器（4）的标定参数值ϕ1及m1；
保持所标定的副喷油器（4）的标定参数值ϕ1及m1，通过燃烧分析仪实时采集发动机每循环燃烧参数，输出放热率变化曲线；
至发动机的转速达到n2时，计算得到主燃放热率导数峰值D,D的值为放热低谷期至燃烧末期时间段内放热率导数峰值，根据主燃放热率导数峰值D调整下次循环主喷油器（3）的ϕ2及m2,至D的值在C的值的3~5倍范围内，此时得到主喷油器（3）的标定参数值ϕ2及m2。
2.根据权利要求1所述的发动机冷启动过程的标定方法，其特征在于，所述基础参数ϕ1范围为所述气缸活塞（1）上止点前15°CA~25°CA，m1为总喷油量的20%~30%。
3.根据权利要求2所述的发动机冷启动过程的标定方法，其特征在于，所述基础参数ϕ2范围为所述气缸活塞（1）上止点前5°CA至上止点后5°CA之间，m2为总喷油量的70%~80%。
4.根据权利要求1所述的发动机冷启动过程的标定方法，其特征在于，若C的值小于4，则在下次循环副喷油器（4）喷射时提前ϕ1且增大m1，若C的值大于12，则延后ϕ1且降低m1。
5.根据权利要求4所述的发动机冷启动过程的标定方法，其特征在于，若D的值小于0.4C,则在下次循环主喷油器（3）喷射时提前ϕ2且增大m2，若D的值大于0.4C，则延后ϕ2且降低m2。
6.根据权利要求5所述的发动机冷启动过程的标定方法，其特征在于，至所述发动机的转速超过怠速后，关闭所述副喷油器（4）的喷射，根据发动机转速，调节所述主喷油器（3）的喷油量，至发动机的转速维持在怠速，标定此时所述主喷油器（3）的喷油量。
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| CN114233544A (zh) | 2022-03-25 |
| WO2023160281A1 (zh) | 2023-08-31 |
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Legal Events
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