[发明专利]一种确定涡轮增压汽油机扫气率的方法

说明书

技术领域

本发明涉及发动机扫气技术，尤其涉及一种确定涡轮增压汽油机扫气率的方法。

背景技术

在涡轮增压汽油机中运用扫气技术，可以起到减少缸内残余废气量，降低燃烧室温度，提高新鲜充量，对提升汽油机机低速扭矩、改善发动机配备涡轮增压器引起的动力迟滞现象具有明显效果；但在另一方面，扫气技术使用条件较为苛刻，若运用不善，将会导致严重不良后果：如果扫气率控制不佳，则会导致尾气中的氧化反应难以顺利进行，造成NOx排放增加，排气温度过高，加速三效催化器的老化等不良后果。

增压发动机的扫气技术是在一定转速和负荷下对可变气门的配气相位进行精确控制的技术；在燃烧开发过程中，一般是基于排气温度或排气空燃比对发动机扫气进行被动控制，即当排气温度或者空燃比超过某一限值时，调整气门重叠角度，以确定扫气率处在控制范围之内；截止目前，国内外学者关于扫气进行了广泛的研究，其中瑞士发明专利“用于监测扫气过程中过程参数的扫气监测系统和方法”，专利号：(ZL200910134799.2)，公开了一种通过在气缸壁安装两个氧传感器的对两冲程柴油机扫气性能监测系统和方法，但该方法无法应用于四冲程汽油机；美国发明专利“用于确定和补偿发动机扫气的方法”,专利号：(ZL201210428273.7)，公开了一种通过发动机容积效率确定气缸扫气的方法，该方法测试仅能对稳定工况进行测试，不能准确反应瞬态工况下扫气率的变动情况因此；而在几乎所有论文中都是以排气温度、排放中NOx和CO的含量对扫气性能进行被动评估。因此现有技术存在目前对扫气率的确定存在着被动控制、准确度低等缺点。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对背景技术中所涉及到的缺陷，提供一种确定涡轮增压汽油机扫气率的方法，以快速准确确定涡轮增压汽油机扫气率。

本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案：

一种确定涡轮增压汽油机扫气率的方法，包括如下步骤：

步骤1)，采集涡轮增压汽油机在转速1500rpm～3000rpm、负荷率在80％～100％非扫气工况下的CO、CO2值x_i、y_i和值z_i，i＝1,2,…n，n为工况点数，为非扫气工况下发动机排气中过量空气系数；

步骤2)，将作为自变量，z_i作为因变量，进行三次多项式拟合得到非扫气工况下与CO/CO2之间函数关系式：

式中，z表示缸内过量空气系数值；表示排气中CO、CO2的比值；a₀、a₁、a₂、a₃分别表示拟合函数变量系数；

步骤3)，采集扫气工况下CO、CO2值X、Y与值Z，为扫气工况下发动机排气中过量空气系数；

步骤4)，将步骤3)中采集的扫气工况下CO、CO2值X、Y代入步骤2)中拟合多项式得出目标工况

步骤5)，将步骤3)中采集的扫气工况下测试值与步骤4)中得出的目标工况代入以下公式，计算出到扫气工况下的扫气率SR：

作为本发明一种确定涡轮增压汽油机扫气率的方法进一步的优化方案，所述步骤1)中转速间隔大于等于200rpm，工况点数n≥5。

扫气工况下参数是基于将扫气工况CO、CO2比值在代入非扫气工况下和CO、CO2比值所拟合多次函数的。

当发动机转速低于3000rpm、过量空气系数λ在0.85～0.95之间时，CO、CO2的比值与λ呈线性关系，将扫气工况下CO、CO2比值代入非扫气工况下CO、CO2比值与所拟合公式可以计算出发动机转速低于3000rpm、过量空气系数λ在0.85～1.05之间时扫气工况下缸内最后将计算值与测试排气测试代入扫气率计算公式从而得到扫气工况下的扫气率。

本发明采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：

1.能够快速确定涡轮增压汽油机的扫气率，为快速准确的提供给发动机研发人员提供数据；

2.改变目前依据排气温度、排气过量空气系数等参数被动控制扫气的局面，从而缩短发动机燃烧开发周期，提高工作效率。

附图说明

图1为本发明的CO、CO2测试仪和λ测试仪安装位置示意图；

图2为本发明工作步骤流程图。