一種高溫環境下提高柴油機性能穩定性的方法及系統與流程
1.本發明涉及柴油機技術領域，尤其涉及一種高溫環境下提高柴油機性能穩定性的方法及系統。
背景技術：
2.現有柴油機的控制都是基于標準環境進行開發與設計的，比如柴油機預先設定的噴油提前角map圖都是基于標準環境進行設置的，因此柴油機在標準環境下才能得到最佳性能狀態。當環境溫度升高時，空氣密度減小，導致柴油機進氣量減少，壓比降低。柴油機的燃燒滯燃期過程中形成的可燃混合氣減少，爆壓降低，油耗升高，排溫升高，性能劣化，嚴重影響了柴油機性能的穩定性。
3.針對上述技術問題，本領域技術人員急需設計一種方法，以提高柴油機在高溫環境下性能的穩定性。
技術實現要素：
4.針對上述不足，本發明所要解決的技術問題是：提供一種高溫環境下提高柴油機性能穩定性的方法及系統，在高溫環境下，進氣量減小，中冷后壓力降低時，通過修正噴油提前角，來優化柴油機的燃燒過程，降低環境溫度對柴油機性能的影響，提高柴油機性能的穩定性。
5.為解決上述技術問題，本發明的技術方案是：
6.一種高溫環境下提高柴油機性能穩定性的方法，包括以下步驟：
7.s1、獲取當前中冷后壓力p1、當前轉速n1和當前有效輸出扭矩t1；
8.s2、根據當前轉速n1和當前有效輸出扭矩t1，得到標準環境下對應的中冷后壓力p2和噴油提前角α2；
9.s3、利用公式δp＝p1-p2，計算出中冷后壓力偏差δp；
10.s4、根據中冷后壓力偏差δp和當前轉速n1，得到對應的噴油提前角變化值δα；
11.s5、利用公式α＝α2+δα，計算出修正后的噴油提前角α；
12.s6、根據噴油提前角α，調整噴油泵的噴油時刻。
13.優選方式為，所述s2具體包括：根據當前轉速n1和當前有效輸出扭矩t1，查預設定map1圖得到對應的中冷后壓力p2，查預設定map2圖得到對應的噴油提前角α2。
14.優選方式為，所述預設定map1圖和所述預設定map2圖通過以下步驟得到：
15.在標準環境下，通過萬有特性試驗，測量轉速、中冷后壓力、有效輸出扭矩和噴油提前角；
16.根據轉速、中冷后壓力和有效輸出扭矩，得到中冷后壓力基于轉速和有效輸出扭矩的預設定map1圖；
17.根據轉速、有效輸出扭矩和噴油提前角，得到噴油提前角基于轉速和有效輸出扭矩的預設定map2圖。
18.優選方式為，所述s4具體包括：根據中冷后壓力偏差δp和當前轉速n1，查預設定map3圖得到對應的噴油提前角變化值δα。
19.優選方式為，所述預設定map3圖通過以下步驟得到：
20.利用萬有特性試驗數據，搭建仿真計算模型；
21.再利用所述仿真計算模型計算模擬出中冷后壓力與爆壓之間的線性關系，確定中冷后壓力每變化1kpa,爆壓變化δp0；及計算模擬出爆壓與噴油提前角之間的線性關系，確定爆壓每變化0.1mpa，噴油提前角變化值δα0；
22.根據中冷后壓力偏差、轉速和噴油提前角變化值δα0，得到噴油提前角變化值基于中冷后壓力偏差和轉速的預設定map3圖。
23.優選方式為，所述s4還包括以下步驟：
24.在臺架試驗階段，柴油機穩定運行在某一轉速下；
25.改變中冷后壓力，基于柴油機最佳性能，得到對應的最佳噴油提前角變化值δα1和中冷后壓力偏差δp2；
26.根據轉速和中冷后壓力偏差δp2，查預設定map3圖中對應的噴油提前角變化值δα2；
27.將噴油提前角變化值δα2替換為最佳噴油提前角變化值δα1，以修正預設定map3圖。
28.一種高溫環境下提高柴油機性能穩定性的系統，包括電子控制單元及與所述電子控制單元電連接的噴油泵，還包括分別與所述電子控制單元電連接的：測量單元，所述測量單元用于獲取當前中冷后壓力p1、當前轉速n1和當前有效輸出扭矩t1；計算單元，所述計算單元用于根據當前轉速n1和當前有效輸出扭矩t1，得到標準環境下對應的中冷后壓力p2和噴油提前角α2，再利用公式δp＝p1-p2，計算出中冷后壓力偏差δp；修正單元，所述修正單元用于根據中冷后壓力偏差δp和當前轉速n1，得到對應的噴油提前角變化值δα，再利用公式α＝α2+δα，計算出修正后的噴油提前角α；所述修正單元傳輸噴油提前角α對應的電信號至所述電子控制單元，所述電子控制單元根據接收的電信號調整噴油泵的噴油時刻。
29.優選方式為，所述系統還包括與所述電子控制單元電連接的預設定單元；所述預設定單元用于在標準環境下，通過萬有特性試驗，測量轉速、中冷后壓力、有效輸出扭矩和噴油提前角；根據轉速、中冷后壓力和有效輸出扭矩，得到中冷后壓力基于轉速和有效輸出扭矩的預設定map1圖；根據轉速、有效輸出扭矩和噴油提前角，得到噴油提前角基于轉速和有效輸出扭矩的預設定map2圖；使所述計算單元從預設定map1圖得到對應的中冷后壓力p2，從預設定map2圖得到對應的噴油提前角α2。
30.優選方式為，所述預設定單元用于利用萬有特性試驗數據，搭建仿真計算模型；再利用仿真計算模型計算模擬出中冷后壓力與爆壓之間的線性關系，確定中冷后壓力每變化1kpa,爆壓變化δp0；及計算模擬出爆壓與噴油提前角之間的線性關系，確定爆壓每變化0.1mpa，噴油提前角變化值δα0；再根據中冷后壓力偏差、轉速和噴油提前角變化值δα0，得到噴油提前角變化值基于中冷后壓力偏差和轉速的預設定map3圖，使所述修正單元從預設定map3圖得到對應的噴油提前角變化值δα。
31.優選方式為，所述修正單元用于在臺架試驗階段，柴油機穩定運行在某一轉速下；改變中冷后壓力，基于柴油機最佳性能，得到對應的最佳噴油提前角變化值δα1和中冷后
壓力偏差δp2；根據轉速和中冷后壓力偏差δp2，查預設定map3圖中對應的噴油提前角變化值δα2；將噴油提前角變化值δα2替換為最佳噴油提前角變化值δα1，以修正預設定map3圖。
32.采用上述技術方案后，本發明的有益效果是：
33.由于本發明的高溫環境下提高柴油機性能穩定性的方法及系統，包括以下步驟：先獲取當前中冷后壓力p1、當前轉速n1和當前有效輸出扭矩t1；再根據當前轉速n1和當前有效輸出扭矩t1，得到標準環境下對應的中冷后壓力p2和噴油提前角α2；利用公式δp＝p1-p2，計算出中冷后壓力偏差δp；然后根據中冷后壓力偏差δp和當前轉速n1，得到對應的噴油提前角變化值δα；接著利用公式α＝α2+δα，計算出修正后的噴油提前角α；最后根據噴油提前角α，調整噴油泵的噴油時刻。可見，本發明在高溫環境下，進氣量減小，中冷后壓力降低，通過提前角的修正，優化柴油機的燃燒過程，降低了環境溫度對柴油機性能的影響，提高了柴油機性能的穩定性。
附圖說明
34.圖1是本發明中高溫環境下提高柴油機性能穩定性的方法的流程圖；
35.圖2是實施例一中的流程示意圖；
36.圖3是本發明中高溫環境下提高柴油機性能穩定性的系統的原理框圖。
具體實施方式
37.為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，并不用于限定本發明。
38.實施例一：
39.如圖1和圖2所示，一種高溫環境下提高柴油機性能穩定性的方法，應用于實施例二所述的系統，方法包括以下步驟：
40.步驟s1、獲取當前中冷后壓力p1、當前轉速n1和當前有效輸出扭矩t1，可利用設在中冷后的壓力傳感器來檢測中冷后壓力，利用轉速傳感器檢測轉速，利用油門傳感器來檢測油門開度，電子控制單元再利用油門開度等來計算出有效輸出扭矩；
41.步驟s2、根據當前轉速n1和當前有效輸出扭矩t1，得到標準環境下對應的中冷后壓力p2和噴油提前角α2；具體地，根據當前轉速n1和當前有效輸出扭矩t1，查預設定map1圖，得到對應的中冷后壓力p2，查預設定map2圖得到對應的噴油提前角α2，其中預設定map1圖和預設定map2圖均為預先設定。
42.步驟s3、利用公式δp＝p1-p2，計算出中冷后壓力偏差δp；
43.步驟s4、根據中冷后壓力偏差δp和當前轉速n1，得到對應的噴油提前角變化值δα；具體地，根據中冷后壓力偏差δp和當前轉速n1，查預設定map3圖，得到對應的噴油提前角變化值δα，其中預設定map3圖為預先設定。
44.步驟s5、利用公式α＝α2+δα，計算出修正后的噴油提前角α；
45.步驟s6、根據噴油提前角α，調整噴油泵的噴油時刻，使柴油機在高溫度環境下，進氣量減小，中冷后壓力降低時，優化噴油提前角，控制保壓，改善燃燒，提高柴油機性能的穩
定性。
46.如圖2所示，本實施例中預設定map1圖和預設定map2圖，通過以下步驟得到：
47.在標準環境下，通過萬有特性試驗，測量轉速、中冷后壓力、有效輸出扭矩和噴油提前角；其中萬有特性：即柴油機主要性能參數之間相互關系的綜合特性，再有特性曲線上，可以表示3個活3個以上的性能參數z間的關系，又稱多參數特性曲線。
48.根據轉速、中冷后壓力和有效輸出扭矩，得到中冷后壓力基于轉速和有效輸出扭矩的預設定map1圖；
49.根據轉速、有效輸出扭矩和噴油提前角，得到噴油提前角基于轉速和有效輸出扭矩的預設定map2圖。
50.采用上述方式得到預設定map1圖，預設定map1圖用來做參考值，實際運行參數偏離這個值得到偏離差，用這個偏離差來進行后續計算?？稍诓裼蜋C實際運行時，根據實際運行參數，在預設定map2圖的基礎之上進行修正，以進一步提高運行的可靠性。
51.如圖2所示，本實施例中預設定map3圖通過以下步驟得到：
52.利用萬有特性試驗數據，搭建仿真計算模型；
53.再利用仿真計算模型計算模擬出中冷后壓力與爆壓之間的線性關系，確定中冷后壓力每變化1kpa,爆壓變化δp0；計算模擬出爆壓與噴油提前角之間的線性關系，確定爆壓每變化0.1mpa，噴油提前角變化值δα0；
54.根據中冷后壓力偏差、轉速和噴油提前角變化值δα0，得到噴油提前角變化值基于中冷后壓力偏差和轉速的預設定map3圖。
55.采用仿真計算模型進行預設定，減少了臺架修正預設定map3圖的時間，提高了效率。
56.本實施例中在臺架階段，對預設定map3圖進行了修正，具體如下：
57.在臺架試驗階段，柴油機穩定運行在某一轉速下；
58.改變中冷后壓力，基于柴油機最佳性能，得到對應的最佳噴油提前角變化值δα1和中冷后壓力偏差δp2；
59.根據轉速和中冷后壓力偏差δp2，查預設定map3圖中對應的噴油提前角變化值δα2；
60.將噴油提前角變化值δα2替換為最佳噴油提前角變化值δα1，以修正預設定map3圖，經過修正的預設定map3圖，更好的修正噴油提前角，進一步改善燃燒。
61.綜上，本發明的高溫環境下提高柴油機性能穩定性的方法，利用萬有特性的試驗數據、搭建仿真計算模型和臺架驗證標定，選取中冷后壓力和柴油機轉速參數，較為精準地修正噴油提前角，從而控制柴油機的燃燒過程；使柴油機在高溫環境下，進氣量減小，中冷后壓力降低，通過提前角的修正，優化柴油機的燃燒過程，降低了環境溫度對柴油機性能的影響，且本發明的方法具有簡單易實現，成本低的優勢。
62.實施例二：
63.如圖3所示，一種高溫環境下提高柴油機性能穩定性的系統，應用實施例一所述的高溫環境下提高柴油機性能穩定性的方法，系統包括電子控制單元，及分別與電子控制單元電連接的噴油泵、測量單元，計算單元，修正單元和預設定單元，電子控制單元可為但不限于stm32系列單片機。
64.其中，測量單元用于獲取當前中冷后壓力p1、當前轉速n1和當前有效輸出扭矩t1；測量單元可包括設在中冷后的壓力傳感器，用于采集轉速的轉速傳感器，以及用于采集油門開度的油門傳感器等。測量單元將當前中冷后壓力p1、當前轉速n1和當前有效輸出扭矩t1轉換成對應的電信號，傳輸至電子控制單元，電子控制單元再將當前轉速n1和當前有效輸出扭矩t1對應的電信號傳輸至計算單元。
65.其中，計算單元用于根據當前轉速n1和當前有效輸出扭矩t1，得到標準環境下對應的中冷后壓力p2和噴油提前角α2，再利用公式δp＝p1-p2，計算出中冷后壓力偏差δp，將中冷后壓力偏差δp轉換成對應的電信號傳輸至電子控制單元，電子控制單元再傳輸至修正單元；
66.其中，修正單元用于根據中冷后壓力偏差δp和當前轉速n1，得到噴油提前角變化值δα，再利用公式α＝α2+δα，計算出修正后的噴油提前角α；修正單元傳輸噴油提前角α對應的電信號至電子控制單元，電子控制單元根據接收的電信號，調整噴油泵的噴油時刻，以改善燃燒。
67.其中，預設定單元用于在標準環境下，通過萬有特性試驗，測量轉速、中冷后壓力、有效輸出扭矩和噴油提前角；根據轉速、中冷后壓力和有效輸出扭矩，得到中冷后壓力基于轉速和有效輸出扭矩的預設定map1圖；根據轉速、有效輸出扭矩和噴油提前角，得到噴油提前角基于轉速和有效輸出扭矩的預設定map2圖；使計算單元從預設定map1圖得到對應的中冷后壓力p2，從預設定map2圖得到對應的噴油提前角α2。本實施例中預設定單元用于利用萬有特性試驗數據，搭建仿真計算模型；再利用仿真計算模型計算模擬出中冷后壓力與爆壓之間的線性關系，確定中冷后壓力每變化1kpa,爆壓變化δp0；及計算模擬出爆壓與噴油提前角之間的線性關系，確定爆壓每變化0.1mpa，噴油提前角變化值δα0；根據中冷后壓力偏差、轉速和噴油提前角變化值δα0，得到噴油提前角變化值基于中冷后壓力偏差和轉速的預設定map3圖。
68.本實施例中修正單元還用于在臺架試驗階段，柴油機穩定運行在某一轉速下；改變中冷后壓力，基于柴油機最佳性能，得到對應的最佳噴油提前角變化值δα1和中冷后壓力偏差δp2；根據轉速和中冷后壓力偏差δp2，查預設定map3圖中對應的噴油提前角變化值δα2；將噴油提前角變化值δα2替換為最佳噴油提前角變化值δα1，以修正預設定map3圖。
69.本發明的高溫環境下提高柴油機性能穩定性的系統，利用萬有特性的試驗數據、搭建仿真計算模型和臺架驗證標定，選取中冷后壓力和柴油機轉速參數，較為精準地修正噴油提前角，從而控制柴油機的燃燒過程；使柴油機在高溫環境下，進氣量減小，中冷后壓力降低，通過提前角的修正，優化柴油機的燃燒過程，降低了環境溫度對柴油機性能的影響，且本發明的方法具有簡單易實現，成本低的優勢。
70.以上所述本發明的較佳實施例而已，并不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內所作的任何修改、等同一種高溫環境下提高柴油機性能穩定性的方法及系統的改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。
