本發(fā)明涉及內(nèi)燃機技術(shù)領(lǐng)域，具體的說，是涉及一種基于多參數(shù)調(diào)控的超級爆震抑制方法。

背景技術(shù)：

直噴小型強化是實現(xiàn)汽油機節(jié)能、降低排放的重要途徑，然而，隨著小型強化汽油機進氣壓力和溫度的提升，導(dǎo)致發(fā)動機缸內(nèi)燃燒熱負(fù)荷的進一步增加，在小型強化汽油機低速大負(fù)荷工況發(fā)現(xiàn)了先于火花點火的異常燃燒現(xiàn)象，該異常燃燒現(xiàn)象不同于表面點火，具有隨機性和間隔性，可能會導(dǎo)致發(fā)動機出現(xiàn)常規(guī)爆震甚至是超級爆震。與傳統(tǒng)爆震可通過推遲點火提前角進行消除不同，由于超級爆震先于火花點火，因此無法通過推遲點火時刻進行抑制。超級爆震會伴隨有極高的爆發(fā)壓力和強烈的壓力振蕩，在高增壓比發(fā)動機中缸內(nèi)爆發(fā)壓力可達25MPa，壓力振蕩幅值甚至超過15MPa。上述特點使得超級爆震具有極強的破壞性，可能造成發(fā)動機火花塞燒蝕、氣門擊穿和活塞頂面斷裂。因此超級爆震現(xiàn)象已成為限制小型強化汽油機進一步提高平均有效壓力的主要技術(shù)障礙。

目前對于超級爆震產(chǎn)生原因和燃燒過程還缺少清晰的認(rèn)識。為解決超級爆震帶來的問題，進一步提高缸內(nèi)直噴小型強化水平，關(guān)于有效控制超級爆震的方法尤為重要。

目前，對影響超級爆震的因素研究較多，但缺少基于多參數(shù)的超級爆震控制方法。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種基于多參數(shù)調(diào)控的超級爆震抑制方法，該方法無需增加額外裝置，解決了連續(xù)超級爆震對發(fā)動機產(chǎn)生的破壞問題。

本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的：

一種基于多參數(shù)調(diào)控的超級爆震抑制方法，包括以下步驟：

S1.通過爆震傳感器判斷發(fā)動機當(dāng)前工作循環(huán)中是否有氣缸發(fā)生超級爆震：是，則進行步驟S2；否，則在下一個的工作循環(huán)中恢復(fù)發(fā)生超級爆震的氣缸到標(biāo)定工況；

S2.在隨后的n個工作循環(huán)中，將發(fā)生超級爆震的氣缸的噴油時刻推遲，并判斷該氣缸第下一個工作循環(huán)是否繼續(xù)發(fā)生超級爆震：是，則進行步驟S3；否，則在第下一個工作循環(huán)中恢復(fù)該氣缸噴油時刻至標(biāo)定工況；

S3.在推遲噴油時刻的基礎(chǔ)上，對隨后的n個工作循環(huán)中提高噴油量，加濃該氣缸缸內(nèi)混合氣，并判斷第下一個工作循環(huán)是否繼續(xù)發(fā)生超級爆震：是，則進行步驟S4；否，則在第下一個循環(huán)工作循環(huán)中恢復(fù)該氣缸混合氣濃度到標(biāo)定工況；

S4.在推遲噴油時刻、提高噴油量的基礎(chǔ)上，對該氣缸隨后的n個工作循環(huán)推遲排氣門關(guān)閉時刻，并判斷是否繼續(xù)發(fā)生超級爆震：是，則進行步驟S5；否，則在第下一個工作循環(huán)中恢復(fù)該氣缸排氣門關(guān)閉時刻至標(biāo)定工況；

S5.對該氣缸進行斷油，保持n個工作循環(huán)后恢復(fù)該氣缸至標(biāo)定工況。

所述n≥1。

步驟S2中推遲噴油時刻包括：將氣缸的進氣沖程噴油時刻由壓縮沖程上止點前320°曲軸轉(zhuǎn)角推遲到壓縮沖程上止點前240°曲軸轉(zhuǎn)角。

步驟S3中提高噴油量使得過量空氣系數(shù)由1.0降低到0.8～0.9。

步驟S4中通過可變氣門正時技術(shù)推遲排氣門關(guān)閉時刻，排氣門關(guān)閉時刻范圍為由排氣沖程上止點后7°曲軸轉(zhuǎn)角至排氣沖程上止點后37°曲軸轉(zhuǎn)角。

步驟S1中識別是否有氣缸發(fā)生超級爆震包括：發(fā)動機處于低速大負(fù)荷工況，氣缸內(nèi)壓力傳感器檢測到發(fā)動機燃燒時的壓力信號，并發(fā)送給電子控制單元，電子控制單元對信號處理并通過積分運算得到爆震強度值，若有氣缸的所述爆震強度值大于預(yù)設(shè)的爆震強度上限值，則判斷該氣缸發(fā)生超級爆震。

所述低速大負(fù)荷工況的判斷條件包括：發(fā)動機轉(zhuǎn)速、噴油量和進氣量。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的技術(shù)方案所帶來的有益效果是：

1.在電子控制單元識別到超級爆震之后，對產(chǎn)生超級爆震的氣缸進行噴油時刻的推遲，不同的噴油時刻所引起的煙度排放不同，煙度排放越低則超級爆震頻次越低，隨著噴油時刻的推遲，噴射到活塞頂面的燃油量逐漸降低，煙度排放隨之降低，因熱點自燃導(dǎo)致的早燃幾率降低，從而有效抑制了超級爆震的產(chǎn)生；并且，在一定程度上推遲噴油時刻能夠提高燃油霧化水平，在降低燃油消耗率、提高發(fā)動機扭矩的同時，避免了發(fā)動機排氣溫度較高的問題。

2.本發(fā)明中因超級爆震繼續(xù)發(fā)生而采取的加濃混合氣即增加噴油量，調(diào)整目標(biāo)當(dāng)量比，加濃的混合氣的能夠降低發(fā)生超級爆震的氣缸缸內(nèi)溫度，降低壓縮終了缸內(nèi)溫度，有效抑制了超級爆震的產(chǎn)生。

3.本發(fā)明中采用通過VVT技術(shù)的推遲排氣門關(guān)閉時刻，一方面，降低了缸內(nèi)殘余廢氣系數(shù)，新鮮充量的提高降低了壓縮初始缸內(nèi)溫度，使得壓縮終了缸內(nèi)溫度較難達到熱點自燃溫度。另一方面，掃氣強度增加，進入到排氣管中的新鮮空氣增多，排氣溫度降低，同時經(jīng)后氧傳感器反饋導(dǎo)致循環(huán)噴油量增多，加濃了缸內(nèi)混合氣。兩方面共同作用有效抑制了超級爆震的產(chǎn)生。

4.本發(fā)明中采用缸壓傳感器和電子控制單元來識別超級爆震，通過預(yù)先設(shè)置爆震強度閾值來識別是否產(chǎn)生超級爆震，此方法有效識別了超級爆震。

5.本發(fā)明方法由發(fā)動機電子控制單元實現(xiàn)，無需任何額外裝置，避免成本增加。

附圖說明

圖1是本發(fā)明方法具體實施例的步驟流程圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步的描述，在本發(fā)明具體實施例中選取n＝2。

本發(fā)明提供一種基于多參數(shù)調(diào)控的超級爆震抑制方法，該方法包括：

步驟S1：通過爆震傳感器判斷發(fā)動機在工作循環(huán)中是否有氣缸發(fā)生超級爆震，是，則進行步驟S2；

步驟S2：在隨后的2個工作循環(huán)C₁和C₂中，將產(chǎn)生超級爆震的氣缸進行噴油時刻的推遲，同時判斷該氣缸在下一個工作循環(huán)C₃是否發(fā)生超級爆震，否，則在C₃中恢復(fù)該氣缸噴油時刻至標(biāo)定工況；是，則進行下一步。

其中，步驟S2中所述將發(fā)生超級爆震的氣缸推遲噴油時刻包括：進氣沖程噴油時刻由壓縮沖程上止點前320°曲軸轉(zhuǎn)角推遲到壓縮沖程上止點前240°曲軸轉(zhuǎn)角。

在本發(fā)明實例中，首先判斷發(fā)動機的工作循環(huán)中是否有氣缸發(fā)生了超級爆震，若識別到發(fā)動機某一氣缸發(fā)生了超級爆震，為了避免超級爆震在短時間內(nèi)再次發(fā)生導(dǎo)致發(fā)動機產(chǎn)生較為嚴(yán)重的破壞，在接下來的循環(huán)中才用了推遲噴油時刻的策略，保證噴油量不變的前提下，推遲進氣沖程燃油噴射時刻。隨著噴油時刻的推遲，噴射到活塞頂面的燃油量逐漸降低，煙度排放隨之降低，缸內(nèi)殘余廢氣導(dǎo)致的熱點減少，因熱點自燃導(dǎo)致的早燃幾率降低，從而有效抑制了超級爆震的產(chǎn)生。

并且，在一定程度上推遲噴油時刻能夠提高燃油霧化水平，在降低燃油消耗率、提高發(fā)動機扭矩的同時，避免了發(fā)動機排氣溫度較高的問題。

進一步的，步驟S3：

如果在C₁和C₂工作循環(huán)采用推遲噴油時刻，調(diào)整噴油時刻的氣缸在C₃循環(huán)仍然檢測到超級爆震，則在隨后的2工作循環(huán)C₄和C₅，在推遲噴油時刻的基礎(chǔ)上提高噴油量，使得過量空氣系數(shù)由1.0降低到0.8～0.9。

本實施例為在對發(fā)生超級爆震的氣缸進行2工作循的噴油時刻推遲后，在下一個工作循環(huán)仍然檢測到超級爆震，則在隨后2工作循環(huán)中增加噴油量，加大混合氣濃度，加濃的混合氣使得缸內(nèi)溫度降低，從而抑制超級爆震的發(fā)生。

進一步的，步驟S4：

提高噴油量保持2個工作循環(huán)C₄和C₅后，所述下一個工作循環(huán)C₆仍然檢測到超級爆震，則在隨后2個工作循環(huán)C₇和C₈中通過可變氣門正時技術(shù)(VVT)推遲排氣門關(guān)閉時刻，排氣門關(guān)閉時刻范圍為排氣沖程上止點后7°曲軸轉(zhuǎn)角至排氣沖程上止點后37°曲軸轉(zhuǎn)角。推遲排氣門關(guān)閉時刻可以降低缸內(nèi)殘余廢氣量，噴油量會隨之提高以達到目標(biāo)當(dāng)量比，同時判斷該氣缸在下一個工作循環(huán)C₉是否發(fā)生超級爆震，否，則在隨后的工作循環(huán)中恢復(fù)該氣缸到標(biāo)定工況；是，則在隨后繼續(xù)推遲排氣門關(guān)閉時刻并進行所述判斷。

該實施例中持續(xù)加濃混合氣2個工作循環(huán)C₄和C₅后，在下一個工作循環(huán)C₆仍然檢測到超級爆震，則在隨后的2個工作循環(huán)C₇和C₈，同時采用推遲排氣門關(guān)閉時刻策略，推遲排氣門關(guān)閉時刻的作用在于，一方面，降低了缸內(nèi)殘余廢氣系數(shù)，新鮮充量的提高降低了壓縮初始缸內(nèi)溫度，使得壓縮終了缸內(nèi)溫度較難達到熱點自燃溫度。另一方面，掃氣強度增加，進入到排氣管中的新鮮空氣增多，排氣溫度降低，同時經(jīng)后氧傳感器反饋導(dǎo)致循環(huán)噴油量增多，加濃了缸內(nèi)混合氣。兩方面共同作用有效抑制了超級爆震的產(chǎn)生。

進一步的，步驟S5：

推遲排氣門關(guān)閉時刻2個工作循環(huán)C₇和C₈后，若所述調(diào)整排氣門關(guān)閉時刻的氣缸在下一個工作循環(huán)C₉仍然檢測到超級爆震，則在隨后的2個工作循環(huán)中C₁₀和C₁₁對該氣缸進行斷油。本實施例中持續(xù)加濃混合氣2個工作循環(huán)，所述調(diào)整排氣門關(guān)閉時刻的氣缸繼續(xù)發(fā)生超級爆震，則在接下來的2個工作循環(huán)C₁₀和C₁₁對該氣缸進行斷油，并在下一個工作循環(huán)C₁₂恢復(fù)至原始標(biāo)定工況。

本發(fā)明另一實施例中，步驟S1進一步包括有：

判斷發(fā)動機是否處于低速大負(fù)荷工況；是，則根據(jù)爆震傳感器檢測到的發(fā)動機燃燒振動信號識別該工作循環(huán)是否發(fā)生是超級爆震。

優(yōu)選的，如何判斷是否發(fā)生是超級爆震包括：

發(fā)動機處于低速大負(fù)荷工況，缸內(nèi)壓力傳感器檢測到發(fā)動機燃燒時的壓力信號，并發(fā)送給電子控制單元，電子控制單元對信號進行處理并進行積分運算得到爆震強度值，若有氣缸的所述爆震強度值大于預(yù)設(shè)的爆震強度上限值，則認(rèn)為該氣缸發(fā)生超級爆震。

優(yōu)選的，判斷發(fā)動機是否處于低速大負(fù)荷工況包括：

根據(jù)發(fā)動機轉(zhuǎn)速、噴油量、進氣量判斷發(fā)動機是否處于低速大負(fù)荷工況。

通過本發(fā)明提供的一種基于多參數(shù)調(diào)控的超級爆震抑制方法，若識別到發(fā)動機某一氣缸發(fā)生了超級爆震，為了避免超級爆震在短時間內(nèi)再次發(fā)生導(dǎo)致發(fā)動機產(chǎn)生較為嚴(yán)重的破壞，在接下來的循環(huán)中才用了推遲噴油時刻的策略，保證噴油量不變的前提下，推遲進氣沖程燃油噴射時刻。隨著噴油時刻的推遲，噴射到活塞頂面的燃油量逐漸降低，煙度排放隨之降低，缸內(nèi)殘余廢氣導(dǎo)致的熱點減少，因熱點自燃導(dǎo)致的早燃幾率降低，從而有效抑制了超級爆震的產(chǎn)生。

本發(fā)明中采用的通過增加噴油脈寬加濃缸內(nèi)混合氣、推遲排氣門關(guān)閉時刻以及單缸斷油對抑制超級爆震有著明顯的作用。

上述方法由發(fā)動機和電子控制單元完成，無需添加額外的裝置，避免了成本的增加。

本發(fā)明并不限于上文描述的實施方式。以上對具體實施方式的描述旨在描述和說明本發(fā)明的技術(shù)方案，上述的具體實施方式僅僅是示意性的，并不是限制性的。在不脫離本發(fā)明宗旨和權(quán)利要求所保護的范圍情況下，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本發(fā)明的啟示下還可做出很多形式的具體變換，這些均屬于本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。