CN112377320B - 控制发动机第一次着火循环气缸内气体初始温度的方法 - Google Patents

控制发动机第一次着火循环气缸内气体初始温度的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种控制发动机第一次着火循环气缸内气体初始温度的方法，利用发动机电控单元控制加热过程，在节气门开度与试验要求相同的条件下，通过调节喷入进气管内的汽油质量和空气量，用火花点燃气缸内混合气来加热燃烧室，并根据安装在排气道内的温度传感器来计算气缸内的残余废气温度和燃烧室内的热力状态，在达到设定的气缸内残余废气温度和热力状态后，自动将电控单元切换到设定气缸内气体温度下的发动机燃烧过程测试控制模式。

Description

控制发动机第一次着火循环气缸内气体初始温度的方法
技术领域
本发明涉及发动机内初始气体温度控制和燃烧技术领域，具体涉及一种控制发动机燃烧室内气体初始温度的方法。
背景技术
在发动机第一次着火前气缸内的气体温度是影响可燃混合气形成和燃烧的重要因素。目前，大多数控制气缸内气体温度的方法是采用进气加热器，如公开的专利CN110296026A和CN209129761U等，其实施方式是根据发动机气体内的气体温度要求，计算出电加热器的加热时间，通过控制进气管内的空气温度间接地控制气缸内的气体温度。
利用这种气体加热的温度控制方式会导致燃烧室内空气温度上升较慢，尤其是在环境温度较低的情况下，发动机需要在更长的倒拖条件下运转才能达到预期的空气温度。这不但会降低发动机试验效率，而且气缸内气体温度也难以精确控制。因此，迫切需要一种高效、快速的发动机第一次着火循环气缸内温度控制的方法。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术中的不足，提供一种控制发动机第一次着火循环气缸内气体初始温度的方法，利用发动机电控单元控制加热过程，在节气门开度与试验要求相同的条件下，通过调节喷入进气管内的汽油质量和空气量，用火花点燃气缸内混合气来加热燃烧室，并根据安装在排气道内的温度传感器来计算气缸内的残余废气温度和燃烧室内的热力状态，在达到设定的气缸内残余废气温度和热力状态后，自动将电控单元切换到设定气缸内气体温度下的发动机燃烧过程测试控制模式。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
控制发动机第一次着火循环气缸内气体初始温度的方法，基于汽油喷射控制***，所述汽油喷射控制***包括由汽油箱、汽油泵、汽油油轨、曲轴位置传感器、凸轮轴位置传感器、排气温度传感器、排气氧传感器和电控单元；所述汽油箱、汽油泵和汽油油轨用于为汽油喷油器供油；所述曲轴位置传感器位于曲轴端盖处，用于测量发动机的实时转速；所述凸轮轴位置传感器位于进气凸轮轴上部，用于结合曲轴位置传感器信号确定汽油喷油时刻和火花塞点火时刻；所述排气温度传感器和排气氧传感器整合并固定于发动机排气道中，用于测量发动机气缸内气体的实时温度和空燃比；所述电控单元用于采集传感器信号和控制汽油泵以及汽油喷油器的工作；包括以下步骤：
步骤1.设定气缸内残余废气温度和热力学状态目标值并存入汽油喷射控制***存储位置；
步骤2.发动机启动，根据排气温度传感器判断发动机气缸内温度和热力学状态是否小于其设定的目标值；如果是转入步骤3，否则转入步骤7；
步骤3.发动机电控单元启动加热控制模式；
步骤4.根据排气氧传感器计算出发动机气缸内的空燃比和对应的汽油喷射量；
步骤5.根据曲轴位置传感器和凸轮轴位置传感器信号来计算发动机转速并控制汽油喷油时刻和火花塞点火时刻；
步骤6.根据计算得到的汽油喷射量、汽油喷射时刻和火花塞点火时刻，电控单元控制汽油喷射控制***开启，火花塞点火，并将相应数值以MAP形式存储到电控单元的特定存储位置；
步骤7.发动机电控单元切换到试验控制模式。
与现有技术相比，本发明的技术方案所带来的有益效果是：
1.在发动机气缸内用火花塞点燃汽油时释放大量的热量直接加热燃烧室，加热速度快，可以在缩短发动机倒拖时间的同时，快速地达到设定目标温度值。
2.可以采用基于MAP的闭环控制策略控制汽油喷射量，减少加热过程所需的燃油消耗量。
3.该方法可以不在添加外置设施的前提下实现目标参数的调控，从而降低了运行成本，更容易被用户所接受。
4.该方法操作方法简便，可以在发动机倒拖过程中迅速完成，不需要进行额外操作。
附图说明
图1是本发明方法的汽油喷射控制***结构示意图。
图2是本发明实施例控制方法的工作流程图。
附图标记：1-汽油箱，2-汽油泵，3-汽油油轨，4-汽油喷油器，5-进气管，6-气缸盖，7-凸轮轴位置传感器，8-进气凸轮轴，9-进气门，10-气缸套，11-活塞，12-曲柄连杆机构，13-曲轴，14-火花塞，15-排气凸轮轴，16-排气门，17-曲轴位置传感器，18-曲轴端盖，19-排气温度传感器，20-排气氧传感器，21-排气管，22-电控单元。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
结合图1-2，具体说明本发明的实施方式。
一种快速控制发动机第一次着火循环气缸内气体初始温度的方法，汽油喷射控制***包括：汽油箱1、汽油泵2、汽油油轨3、曲轴位置传感器17、凸轮轴位置传感器7、排气温度传感器19、排气氧传感器20和电控单元22；汽油油轨3和汽油喷油器4安装在发动机进气管5上，火花塞14安装在发动机气缸内。所有传感器以及汽油喷油器4、汽油泵2均连接在电控单元22上；汽油泵2由电控单元22控制将汽油由汽油箱1吸出，输送到汽油油轨3和汽油喷油器4。最终供给供油***0.3MPa的汽油。汽油箱1、汽油泵2和汽油油轨3用于为汽油喷油器4供油；曲轴位置传感器17位于曲轴端盖18处，用于测量发动机曲轴13的实时转速；凸轮轴位置传感器7位于进气凸轮轴8上部，进气凸轮轴8位于发动机气缸盖6上，通过测量进气门9的关闭和开启时刻并结合曲轴位置传感器17信号确定汽油喷油时刻和火花塞14点火时刻；排气温度传感器19和排气氧传感器20整合并固定于发动机排气管21中，在排气凸轮轴15将排气门16打开后，测量发动机气缸内排出的气体的实时温度和空燃比；电控单元22用于采集传感器信号和控制汽油泵2以及汽油喷油器4的工作。通过在发动机进气管喷入汽油并进入由气缸套10、活塞11和气缸盖6所组成的气缸内，之后曲柄连杆机构12带动活塞11在气缸套10内向上运动，压缩汽油和空气混合气，最后经过火花点火生成温度较高的火焰；汽油消耗完成后，在气缸内生成大量温度较高的废气加热燃烧室；当气缸内气体的温度达到设定值后，自动切换到发动机燃烧过程测试控制模式。
具体的控制发动机第一次着火循环气缸内气体初始温度的方法包括以下步骤：
步骤1：设定气缸内残余废气温度和热力学状态目标值，将该参数存入电控单元的特定存储位置；
步骤2：发动机启动，根据排气温度传感器判断发动机气缸内温度和热力学状态是否小于其设定的目标值，如果是转步骤3，否则转入步骤7；
步骤3：发动机电控单元进入加热控制模式；
步骤4：根据排气氧传感器得出发动机气缸内的空燃比，计算出对应的汽油喷射量；
步骤5：根据曲轴位置传感器和凸轮轴位置传感器信号来计算发动机转速并控制汽油喷油时刻和火花塞点火时刻；
步骤6：根据计算得到的汽油喷射量、汽油喷射时刻和火花塞点火时刻，电控单元控制汽油泵和汽油喷油器开启，火花塞点火，并将相应数值以MAP形式存储到电控单元的特定存储位置；
步骤7：发动机电控单元由加热控制模式切换到开启试验测试控制模式；
结束。
本发明并不限于上文描述的实施方式。以上对具体实施方式的描述旨在描述和说明本发明的技术方案，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，并不是限制性的。在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，本领域的普通技术人员在本发明的启示下还可做出很多形式的具体变换，这些均属于本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.控制发动机第一次着火循环气缸内气体初始温度的方法，基于汽油喷射控制***，所述汽油喷射控制***包括由汽油箱、汽油泵、汽油油轨、曲轴位置传感器、凸轮轴位置传感器、排气温度传感器、排气氧传感器和电控单元；所述汽油箱、汽油泵和汽油油轨用于为汽油喷油器供油；所述曲轴位置传感器位于曲轴端盖处，用于测量发动机的实时转速；所述凸轮轴位置传感器位于进气凸轮轴上部，用于结合曲轴位置传感器信号确定汽油喷油时刻和火花塞点火时刻；所述排气温度传感器和排气氧传感器整合并固定于发动机排气道中，用于测量发动机气缸内气体的实时温度和空燃比；所述电控单元用于采集传感器信号和控制汽油泵以及汽油喷油器的工作；其特征在于，包括以下步骤：
步骤1.设定气缸内残余废气温度和热力学状态目标值并存入汽油喷射控制***存储位置；
步骤2.发动机启动，根据排气温度传感器判断发动机气缸内温度和热力学状态是否小于其设定的目标值；如果是转入步骤3，否则转入步骤7；
步骤3.发动机电控单元启动加热控制模式；
步骤4.根据排气氧传感器计算出发动机气缸内的空燃比和对应的汽油喷射量；
步骤5.根据曲轴位置传感器和凸轮轴位置传感器信号来计算发动机转速并控制汽油喷油时刻和火花塞点火时刻；
步骤6.根据计算得到的汽油喷射量、汽油喷射时刻和火花塞点火时刻，电控单元控制汽油喷射控制***开启，火花塞点火，并将相应数值以MAP形式存储到电控单元的特定存储位置；
步骤7.发动机电控单元切换到试验控制模式。
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