[发明专利]一种自带倒拖功能的单缸发动机台架实验系统及其控制方法

说明书

本发明公开了一种自带倒拖功能的单缸发动机台架实验系统及其控制方法，包括测功机、信号采集系统、以及从多缸发动机隔离出来的实验缸和其它缸。实验缸具有实验缸进气系统、实验缸排气系统和实验缸进气道喷油系统，其它缸具有其它缸进气系统和其它缸排气系统。实验缸和其它缸同时具有缸内直喷喷油系统。通过采用其它缸倒拖实验缸达到预定转速的方法，简化了实验台架对测功机的要求；能够确保当实验缸采用不同喷油策略后，通过智能化控制，可以将实验缸的进气压力、进气温度以及转速维持在一个恒定值。相对于通过缸内瞬时压力计算实验缸指示功率的方法，本发明采用的实验缸指示功率的计算方法更加的准确。

技术领域

本发明涉及发动机的台架实验领域，具体涉及到一种自带倒拖功能的单缸发动机台架实验系统及其控制方法。

背景技术

台架实验是发动机开发过程中一个必不可少的环节。考虑到在台架实验的过程中，对发动机运行的影响因素较多，例如进气状态参数(进气压力和进气温度)和喷油策略(喷油量和喷油定时)，因此对发动机的输入参数进行精确地控制显得尤为重要。此外，近年来有研究者提出，在压燃式发动机负荷较大时，以进气道喷射低活性燃油和缸内直喷柴油相结合的方式，能够减少缸内柴油扩散燃烧的比例，使得缸内的燃烧模式更趋向于均质预混燃烧，从而提高发动机热效率并降低有害物的排放。然而这种燃烧模式仍然处于大量的实验验证阶段且对于台架实验平台基础设施的要求较高，特别是需要测功机具有倒拖功能。

目前针对进气道喷射的燃油(如：汽油、丁醇)在进气状态参数达到一定值的条件下，该燃油在缸内形成的均质预混合气是否能够发生高温放热反应的实验研究还比较少。因此，如果能够通过倒拖的方法，在不同的进气道喷射燃油量和进气状态参数条件下，获得不同转速的缸内预混合气的纯压缩缸内放热和排放数据，将对这一方向的研究提供重要的实验依据。

发明内容

本发明提供了一种自带倒拖功能的单缸发动机台架实验系统及其控制方法，能通过倒拖的方法，在不同的进气道喷射燃油量和进气状态参数条件下，获得不同转速的缸内预混合气的纯压缩缸内放热和排放数据。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案为：

一种自带倒拖功能的单缸发动机台架实验系统，包括测功机、以及从多缸发动机隔离出来的实验缸和其它缸；所述实验缸为多缸发动机内靠近正时齿轮端的气缸，除实验缸以外的气缸均为其它缸；

所述实验缸的进气系统设有带增压器旁通阀的废气涡轮增压器压气机、带中冷器旁通阀的进气中冷器、进气温度传感器和进气压力传感器，实验缸的排气系统设有排气温度传感器、排气压力传感器和尾气分析仪；

所述其它缸的排气通过废气涡轮增压器进入实验缸进气管内；

还包括实验缸进气道喷油系统，实验缸进气道喷油系统的进气道喷油器的喷油口设在实验缸进气管内；

所述实验缸内的第一缸内直喷喷油器和其它缸内的第二缸内直喷喷油器通过直喷燃油油轨连接到一起；

还包括与发动机的曲轴同步旋转的角位移信号发生器，以及安装于实验缸内的缸内压力传感器；缸内压力传感器连接到电荷放大器，电荷放大器连接到采集卡；角位移信号发生器直接连接到采集卡；

增压器旁通阀、中冷器旁通阀、直喷燃油油轨、进气道喷油器、进气温度传感器、进气压力传感器、排气温度传感器和排气压力传感器均与实验缸ECU电联；第二缸内直喷喷油器与其它缸ECU电联；采集卡、实验缸ECU、其它缸ECU和尾气分析仪最终均与电脑电联。

根据上述方案，所述实验缸的进气系统包括依次连接的第一空气滤清器、进气流量计、废气涡轮增压器压气机、进气中冷器和实验缸进气管，实验缸进气管的另一端与实验缸连通；进气温度传感器和进气压力传感器设于实验缸进气管上。