一种直喷增压汽油机超级爆震的控制方法技术

本发明专利技术提供一种直喷增压汽油机超级爆震的控制方法，能够有效控制超级爆震。所述控制方法包括：识别因进入缸内的润滑油自燃引发混合气提前点火并进而引发超级爆震的气缸，并将其标识为超级爆震气缸；将所述超级爆震气缸的最后一次喷油推迟到压缩冲程，并通过控制最后一次喷油的时间，使得形成可供燃烧的混合气时的曲轴转角不早于提前点火所对应的曲轴转角。本发明专利技术的控制方法较为简单，仅需对个别超级爆震气缸的喷油时间进行控制即可，操作可靠性较高；被识别出的超级爆震气缸可以是一个或多于一个。试验证明，上述控制方法能够有效地控制超级爆震。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及直喷增压汽油发动机燃烧控制
，特别是涉及一种直喷增压汽油机超级爆震的控制方法。
技术介绍
直喷增压技术是汽油机小型化、节能减排的一种有效方法，由于均匀计量混合气的燃烧和排放比稀薄混合气分层燃烧更容易控制，采用均质计量燃烧的直喷增压汽油机日益成为小型增压汽油机市场的主流。针对上述类型的发动机，在低速高增压工况时会遇到一种由进入气缸的润滑油自燃引发的混合气提前点火导致的强烈爆震现象。由于爆震时的压力振荡可达到正常燃烧时气缸爆发压力的数量级，这种不正常燃烧被称为超级爆震。实践中，超级爆震主要发生在发动机转速在2500转以下以及平均有效压力高于16bar的低速大负荷工况，其频繁发生时可造成火花塞和排气门过热烧蚀，活塞熔顶、穿孔或拉缸，以及连杆弯曲等发动机零部件的失效。超级爆震产生的高频压力波会清理掉附着在燃烧室壁面上的引发提前点火的残余润滑油或积碳，这种自清洁作用使得超级爆震具有随机性和不持续性。因提前点火系润滑油自燃所为，不能像控制普通爆震那样通过推迟火花塞点火时间的方式来控制超级爆震，事实上，火花塞点火时间越迟，超级爆震就越强烈；再者，引发提前点火的润滑油的来源以及点火位置尚不十分清楚，完全消除缸内附着在燃烧室壁面上的润滑油也不现实。因此，目前还没有对超级爆震进行有效控制的方法。因此，如何设计一种直喷增压汽油机超级爆震的控制方法，以便有效控制超级爆震，是本领域技术人员目前亟需解决的技术问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种直喷增压汽油机超级爆震的控制方法，能够有效控制超级爆震。为解决上述技术问题，本专利技术提供一种直喷增压汽油机超级爆震的控制方法，包括以下步骤：1)识别因进入缸内的润滑油自燃引发提前点火而产生超级爆震气缸，并将其标识为超级爆震气缸；2)将所述超级爆震气缸的最后一次喷油推迟到压缩冲程，并通过控制最后一次喷油的时间，使得形成可供燃烧的混合气时的曲轴转角不早于提前点火所对应的曲轴转角。本专利技术的控制方法，在识别出某个气缸因发生润滑油自燃引发的提前点火而发生超级爆震时，将其作为超级爆震气缸进行单独的喷油控制，以便有效控制超级爆震。在发动机运行过程中，每个循环的喷油可以分为若干次完成，由于前几次喷油所形成混合气的浓度在着火的下界限，因而需要的点火能量大且不容易形成稳定的火焰，所以，混合气稳定燃烧所要求的物理条件由最后一次喷油控制。由于提前点火发生在压缩冲程，而如果最后一次喷油发生在进气冲程，在由进气到压缩的过程中，很有可能形成可供燃烧的混合气，并在进入气缸内的润滑油发生自燃时被点燃，引发混合气的提前点火；基于上述原理，可以将最后一次喷油推迟至压缩冲程，并控制具体地喷油时间，以便使可供燃烧的混合气仅在火花塞点火之前形成，从而避免混合气被过早点燃。可见，本专利技术的控制方法较为简单，仅需对个别超级爆震气缸的喷油时间进行控制即可，操作可靠性较高；被识别出的超级爆震气缸可以是一个或多于一个。试验证明，上述控制方法能够有效地控制超级爆震。可选地，所述步骤1)具体包括：判断是否存在因进入缸内的润滑油自燃引发提前点火而产生超级爆震的气缸，如果是，则将其标识为超级爆震气缸，并执行所述步骤2)，如果否，则终止。可选地，在所述步骤2)之后还包括以下步骤：3)判断超级爆震是否被抑制，如果是，则终止，如果否，则执行步骤4)；4)增加各气缸每次喷油的喷油量，使得最后一次喷油所形成混合气的浓度对应于最大火焰速度，并按照所述步骤2)控制各气缸最后一次喷油的时间。可选地，在所述步骤4)之后还包括以下步骤：5)判断超级爆震是否被抑制，如果是，则终止，如果否，则执行步骤6)；6)对发动机实施限扭，以跳出超级爆震区运行。可选地，在所述步骤6)中，对发动机降扭升速，以便其在超级爆震区外以相同的输出功率运行。可选地，在所述步骤6)中，发动机降扭升速运行至少500个工作循环或30秒，然后终止。可选地，在所述步骤3)和所述步骤5)中，如果超级爆震被抑制，则按照所述步骤2)或所述步骤4)继续执行至少500个工作循环或至少30秒，然后再终止。可选地，在所述步骤2)和所述步骤4)中，每循环喷油分至少三次进行，最后一次喷油的喷油量为25％～33％。附图说明图1为本专利技术所提供直喷增压汽油机超级爆震的控制方法在一种具体实施方式中的流程示意图；图2为本专利技术所提供控制方法在第一种具体实施方式中的原理示意图；图3为本专利技术所提供控制方法在第二种具体实施方式中的原理示意图；图4为汽油混合气的火焰速度和点火能量与过量空气系数的关系示意图；图5为直喷增压汽油机的系统结构示意图。图1-5中：增压器压缩机1、中冷器2、电子节气门3、进气歧管4、高压共轨供油系统5、发动机6、多孔喷油器7、气缸8、排气歧管9、增压器废气涡轮机10、发动机排气氧传感器11、三元催化器12具体实施方式本专利技术的核心是提供一种直喷增压汽油机超级爆震的控制方法，能够有效控制超级爆震。以下结合附图和具体实施例，对本专利技术的控制方法进行具体说明，以便本领域技术人员更加准确地理解本专利技术。诚如
技术介绍
所述，直喷增压汽油发动机在低速大负荷工况下，曲轴箱通风再循环带入气缸内的润滑油颗粒在扫气时会滞留在燃烧室壁面上；在燃烧室的壁面温度及压缩后期的气体温度作用下，滞留在燃烧室壁面上的润滑油颗粒会蒸发并在其颗粒表面达到着火条件，产生和柴油颗粒类似的自燃，自燃的润滑油进一步引发混合气的提前点火。由于点火时间过早，且燃烧室的壁面上存在其它点火源，未燃区的混合气会迅速达到着火条件而引发比常规爆震强度大得多的超级爆震。目前，引发提前点火的润滑油的来源以及点火位置尚不十分清楚，而完全消除气缸内附着在燃烧室壁面上的润滑油也不现实。针对上述情况，本专利技术着重于减弱或消除引发爆震的条件，从超级爆震产生的机理入手，抑制超级爆震。超级爆震在机理上同于普通爆震，即由于未燃区的可燃混合气在被点燃的混合气的火焰到达之前发生自燃所致。提前点火发生的越早，发生自燃的区域就越大，爆震也就越强烈。鉴于超级爆震对发动机的破坏力较大，如何抑制超级爆震成为开发直喷增压汽油机必须考虑的问题。针对上述技术问题，本专利技术避开难以控制的点火源，即避开缸内润滑油的自燃，从被点燃的对象入手，通过控制形成可供燃烧的混合气的时间，控制超级爆震。如图1所示，本专利技术的控制方法具体可以包括如下步骤：S1：采集预先标定的提前点火窗口的信号，即爆震传感器监控发动机振动，检测到的发动机振动信号由滤波器滤掉预先标定的提前点火窗口以外的信号，即因润滑油自燃引发提前点火时所对应的曲轴转角范围以外的发动机振动信号；S2：比较各气缸在提前点火窗口内爆震传感器检测到的发动机振动信号和预先标定过的发动机正常燃烧时的振动信号的差异，判断是否存在因进入缸内的润滑油自燃引发提前点火而产生超级爆震的气缸，如果否，则终止，如果是，则将其标识为超级爆震气缸，并执行步骤S3；S3：将超级爆震气缸的最后一次喷油时间推迟至压缩冲程，并控制最后一次喷油的时间，以使可供燃烧的混合气仅在火花塞点火之前形成，即可供燃烧的混合气形成的曲轴转角全面覆盖提前点火窗口，避免可供燃烧的混合气在提前点火窗口内被缸内的润滑油点燃；S4：判断超级爆震是否被抑制，如果是，则终止，如果否，则执行步骤S5；S5：将各气缸的最后一次本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种直喷增压汽油机超级爆震的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：1)识别因进入缸内的润滑油自燃引发提前点火而产生超级爆震的气缸，并将其标识为超级爆震气缸；2)将所述超级爆震气缸的最后一次喷油推迟到压缩冲程，并通过控制最后一次喷油的时间，使得形成可供燃烧的混合气时的曲轴转角不早于提前点火所对应的曲轴转角。

【技术特征摘要】
1.一种直喷增压汽油机超级爆震的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：1)识别因进入缸内的润滑油自燃引发提前点火而产生超级爆震的气缸，并将其标识为超级爆震气缸；2)将所述超级爆震气缸的最后一次喷油推迟到压缩冲程，并通过控制最后一次喷油的时间，使得形成可供燃烧的混合气时的曲轴转角不早于提前点火所对应的曲轴转角。2.如权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述步骤1)具体包括：判断是否存在因进入缸内的润滑油自燃引发提前点火而产生超级爆震的气缸，如果是，则将其标识为超级爆震气缸，并执行所述步骤2)，如果否，则终止。3.如权利要求1-2任一项所述的控制方法，其特征在于，在所述步骤2)之后还包括以下步骤：3)判断超级爆震是否被抑制，如果是，则终止，如果否，则执行步骤4)；4)增加各气缸每次喷油的喷油量，使得最后一次喷油所形成混合气的浓度对应于最大火焰速度，并按照所述步骤2)控制各气缸最...

【专利技术属性】
技术研发人员：腾和，熊春英，苗瑞刚，胡庭军，骆旭薇，廖善彬，曹黎明，吴敏，
申请(专利权)人：江铃汽车股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江西;36