[发明专利]一种喷孔磨损工况下喷油速率的控制方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及发动机技术领域，尤其涉及一种喷孔磨损工况下喷油速率的控制方法和装置。

背景技术

发动机是将燃油的热能转化成机械能的一种装置，燃油燃烧需要与空气按照一定的比例进行混合，所以需对发动机的电控高压共轨系统进行喷油量和喷油时间等参数的精确控制。在发动机运行过程中，电控高压共轨系统中从高压油泵到喷油器均处于高压工作环境，再加上燃油品质、滤清器效果等因素的影响，作为系统中主要节流出口的喷孔极易受到磨损。喷油器发生磨损后，在相同共轨管内压和加电时间下，喷油量将大大提高，发动机若在标定点长时间运行，将导致汽缸内燃烧压力超过最大允许压力，不但汽缸垫存在漏气危险，而且还可能危及缸盖密封螺栓的强度，大大影响了整机运行的安全性和稳定性。

现有喷油器喷孔磨损的解决方案中，通过采集发动机曲轴的瞬时转速，对该瞬时转速进行离散傅里叶DFT处理，并提取出处理后的瞬时转速倍频处特征量，利用喷孔磨损前后的特征量变动值确定喷孔磨损前后的油量变动值，利用该油量变动值修正预定程序中设定的喷孔磨损前的喷油油量，以使喷油器磨损前后的喷油量保持一致。

由于喷油器磨损后喷孔处流量已经增大，导致最大喷油速率大幅提高，而采用上述方法控制喷油油量保持不变，将导致实际加电时间相应地缩短，参见图1所示的喷油器磨损前后喷油速率变化图，可见，对于相同喷油量而言，喷油器将会在更短的时间内喷入到气缸，这将会导致缸内燃烧压力P_cyl大大提高，压力升高率陡然增加，造成发动机噪声加剧；同时，由于缸内燃烧压力增加致使缸内温度陡增，氮氧化物排放效果恶化；且当发动机长期工作于外特性尤其是标定点时，对整个发动机的机械负荷和热负荷将提出更高要求，存在一定的安全隐患。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种喷孔磨损工况下喷油速率的控制方法和装置，用以实现喷孔磨损前后保持喷油速率一致的目的。

为实现上述目的，本发明提供了一种喷孔磨损工况下喷油速率的控制方法，包括：

获取设定时刻喷油器喷孔磨损前后的油量变动值；

利用所述油量变动值确定喷孔磨损前后的喷孔总面积变动值；

根据所述喷孔总面积变动值计算所述喷油器的燃油喷射压力变动值；

利用所述燃油喷射压力变动值修正所述喷油器的喷嘴针阀处压力设定值；

控制所述喷油器在修正后的喷嘴针阀处压力设定值下工作，用以保持喷孔磨损后的喷油速率与喷孔磨损前的喷油速率一致。

优选的，在上述方法中，所述获取设定时刻喷油器喷孔磨损前后的油量变动值包括：

采集设定时刻喷孔磨损后的发动机曲轴的瞬时转速；

对所述瞬时转速进行离散傅里叶变化的处理；

提取所述处理后的瞬时转速倍频处特征量；

获取所述设定时刻喷孔磨损前的发动机曲轴的瞬时转速倍频处特征量；

根据喷孔磨损前后的倍频处特征量的变动值确定喷孔磨损前后的喷油量变动值。

优选的，在上述方法中，所述利用所述油量变动值确定喷孔磨损前后的喷孔总面积变动值具体包括：

查询预先标定的喷孔磨损前后的油量变动值与喷孔总面积变动值的对应关系，用以获取所述设定时刻油量变动值对应的喷孔总面积变动值。

优选的，在上述方法中，所述根据所述喷孔总面积变动值计算所述喷油器的燃油喷射压力变动值包括：

根据公式计算燃油喷射压力变动值ΔP₁，其中，v为喷油速率，ΔA为喷孔总面积变动值，C_q为喷嘴处的流量系数，ρ为燃油密度，Δt为所述设定时刻，v、C_q和ρ在喷孔磨损前后保持不变。

优选的，上述方法还包括：

根据预先设定的喷油油量和所述喷油速率计算喷油持续时间；

控制所述喷油器以所述喷油速率在所述喷油持续时间内喷油。

本发明还提供了一种喷孔磨损工况下喷油速率的控制装置，包括：

获取单元，用于获取设定时刻喷油器喷孔磨损前后的油量变动值；

确定单元，用于利用所述油量变动值确定喷孔磨损前后的喷孔总面积变动值；

第一计算单元，用于根据所述喷孔总面积变动值计算所述喷油器的燃油喷射压力变动值；

修正单元，用于利用所述燃油喷射压力变动值修正所述喷油器的喷嘴针阀处压力设定值；

第一控制单元，用于控制所述喷油器在修正后的喷嘴针阀处压力设定值下工作，用以保持喷孔磨损后的喷油速率与喷孔磨损前的喷油速率一致。