[发明专利]一种燃烧系统的控制方法、燃烧系统及柴油机

说明书

本发明涉及柴油机技术领域，具体公开了一种燃烧系统的控制方法、燃烧系统及柴油机，该燃烧系统的控制方法通过两次主燃料喷射能够使两次喷射的油束于缸内卷吸效应的空间强度叠加，实现油束对缸内流场的两次组织，强化缸内湍流，提高缸内油气混合的速率，有效提升燃烧中后期的燃烧速度和缸内空气利用率；且通过确定第一主燃料喷射的持续时长和第一喷射压力，保证气缸压力至少能达到缸压上限阈值，在第二主燃料喷射时，气缸压力从缸压上限阈值下降至设定缸压的时间段内，缸压变化曲线在各时间点的曲线斜率的变化率均处于设定斜率变化率范围内，且使曲轴转过的角度不小于第一预设转角，能够保证空间卷吸叠加效应最优，保证柴油机功率输出最优。

技术领域

本发明涉及柴油机技术领域，尤其涉及一种燃烧系统的控制方法及、燃烧系统及柴油机。

背景技术

现有柴油机的燃烧组织方式主要以扩散燃烧为主，燃烧速度很大程度上受限于油气混合速度。此外，现阶段高压共轨柴油机都采用一次主燃料喷射，单次高压喷射的卷吸效应主要发生在雾化区域，在油束中段卷吸作用减弱，油气混合效果较差，且由于柴油机转速较高，对于四冲程柴油机，用于组织油气混合的时间非常短，单次喷射产生的射流和液滴在经历破碎雾化之后，很难及时在燃烧室内扩散与空气形成均匀混合气，从而限制燃烧过程快速进行，进一步限制了柴油机功率输出。

发明内容

本发明的目的在于：提供一种燃烧系统的控制方法及、燃烧系统及柴油机，以提升燃油喷射后与空气混合的均匀性。

一方面，本发明提供一种燃烧系统的控制方法，所述燃烧系统包括活塞、喷油器和气缸，所述活塞能于所述气缸内往复地上下运动，所述喷油器在所述活塞的每个运动周期中至少依次执行第一主燃料喷射和第二主燃料喷射，且所述喷油器在所述第一主燃料喷射至所述第二主燃料喷射的过程中持续喷油；所述喷油器执行所述第一主燃料喷射过程中喷油速率最高时对应的喷射压力为第一喷射压力，所述喷油器执行所述第二主燃料喷射过程中喷油速率最高时对应的喷射压力为第二喷射压力；

所述燃烧系统的控制方法包括：

确定所述第一主燃料喷射的持续时长和第一喷射压力，以使所述第一主燃料喷射的过程中的至少部分时刻的气缸压力能够达到缸压上限阈值；

迭代调整所述第二主燃料喷射的持续时长和所述第二喷射压力中的至少一项，以使所述第二主燃料喷射的过程中，所述气缸压力从所述缸压上限阈值下降至设定缸压的时间段内，缸压变化曲线在各个时间点的曲线斜率的变化率均处于设定斜率变化率范围内，且使所述气缸压力从所述缸压上限阈值下降至所述设定缸压的时间段内对应的曲轴转过的角度不小于第一预设转角。

作为燃烧系统的控制方法的优选技术方案，所述确定所述第一主燃料喷射的持续时长和第一喷射压力，以使所述第一主燃料喷射的过程中的至少部分时刻的气缸压力能够达到缸压上限阈值包括：

若所述第一主燃料喷射的过程中的气缸压力始终未达到缸压上限阈值，则迭代调整所述第一主燃料喷射的开始时间、结束时间和当前第一喷射压力中的至少一项，直至所述第一主燃料喷射的过程中的气缸压力至少部分时刻达到所述缸压上限阈值，且当所述气缸压力首次达到所述缸压上限阈值时对应的曲轴转角不超过第一角度，且所述气缸压力从第一气缸压力上升到所述缸压上限阈值的时间段内曲轴转过的角度不小于第二预设转角；其中，所述气缸压力等于所述第一气缸压力时对应的气缸容积与所述气缸压力首次达到所述缸压上限阈值对应的气缸容积相同。

作为燃烧系统的控制方法的优选技术方案，在活塞的每个运动周期中，喷油器开始第一主燃料喷射的时间为第一时间t₁，喷油器在第一主燃料喷射和第二主燃料喷射之间喷射的燃油的速率最低的时间为第二时间t₂，第一喷射压力为P₁；