[發明專利]一種多工作點柴油發動機及其控制方法

有效

• 申請號: 201310547845.8
• 申請日: 2013-11-06
• 公開（公告）號: CN103603736B
• 公開（公告）日: 2017-05-24
• 發明（設計）人: 劉廣軍;卞永明;蔣佳;李安虎
• 申請（專利權）人: 同濟大學
• 主分類號: F02D41/38
• 分類號: F02D41/38;F02D17/02;F02M37/00
• 代理公司: 上海智信專利代理有限公司31002
• 代理人: 吳林松

技術領域

本發明屬于發動機技術領域，特別涉及一種多工作點柴油發動機及其控制方法。

背景技術

日趨嚴重的能源危機，成為全世界內燃機行業關注的焦點，也使柴油機越來越受到用戶青睞。與汽油機相比，柴油機有很多優勢：能減少20%～25%的CO₂廢氣排放，車速較低時的加速性能更有優勢，平均燃油消耗低25%～30%。但是，與汽油機相比，柴油機的排放控制又是一個難點。

為滿足排放標準，柴油機先進的燃油噴射系統——高壓共軌技術成為業內人士關注的焦點。共軌技術是指高壓油泵、壓力傳感器和ECU（Electronic Control Unit電子控制單元）組成的閉環系統中，將噴射壓力的產生和噴射過程彼此完全分開的一種供油方式，由高壓油泵把高壓燃油輸送到公共供油管，通過對公共供油管內的油壓實現精確控制，使高壓油管壓力大小與發動機的轉速無關，可以大幅度減小柴油機供油壓力隨發動機轉速的變化，因此也就減少了傳統柴油機的缺陷。由ECU控制噴油器的噴油量，噴油量大小取決于燃油軌（公共供油管）壓力和電磁閥開啟時間的長短。該方法雖然能夠有效地控制噴油量，但對噴油量的控制精度有待進一步的提高。

為了提高柴油發動機節能減排的效果，授權公告號為CN102032053B，名稱為《新型結構發動機及其工作方法》的發明專利中，提出了一種使發動機各氣缸均處于前四個沖程對外做功，后四個沖程只進氣和排氣且不對外做功的工作循環的控制機構。該控制機構包括進排氣門補排氣控制裝置，以及發動機的噴油器在各氣缸前四個沖程對外做功過程噴油一次，后四個沖程不對外做功過程不噴油的燃油實時控制系統。該發明通過減少發動機的噴油次數，實現發動機的節能減排。但是仍存在以下不足：只是控制了發動機噴油器的噴油次數，并不能實現對于噴油量的精確控制。

發明內容

本發明的目的在于提供一種多工作點柴油發動機及控制方法，對噴油量進行精確控制，能夠有效地減少柴油的消耗量，實現柴油發動機的多工作點輸出，節能減排，具有良好的經濟效益。

為達到上述目的，本發明的解決方案是：

一種多工作點柴油發動機，包括實時監控柴油發動機的功率輸出以及負載功率需求變化信號的功率檢測單元、多個燃油供給單元、分別與所述功率控制單元以及多個燃油供給單元進行通信的功率控制單元，所述燃油供給單元包括依次連接的柴油箱、輸油泵、濾清器、噴油泵以及噴油器，所述各燃油供給單元還分別包括一電液比例流量控制閥，所述電液比例流量控制閥位于所述噴油泵與噴油器之間，所述噴油泵與噴油器經由一組所述電液比例流量控制閥連接，且所述電液比例流量控制閥經由車輛CAN總線與所述功率控制單元通信，以根據所述功率控制單元的指令調整所述燃油供給單元的燃油噴射量。

所述功率控制單元為ECU處理器。

所述功率檢測單元為iCAN4017模塊，所述iCAN4017模塊通過CAN總線與外界進行通信。

一種多工作點柴油發動機的控制方法，包括以下步驟：

（1）所述功率檢測單元實時監控柴油發動機的功率輸出、負載的功率需求變化的信號并傳送至所述功率控制單元處理單元處理；

（2）所述功率控制單元接受、處理所述功率檢測單元傳來的信號后確定負載功率需求量，并根據所述負載功率需求量確定燃油供給單元工作數量N以及每個工作的燃油供給單元工作效率M，以中斷或恢復所述多個燃油供給單元的工作。

所述步驟（2）中，負載功率的最大需求量=燃油供給單元的工作數量N*單個氣缸所能提供的最大功率；

負載功率需求量=燃油供給單元的工作數量N*燃油供給單元的工作效率M*單個氣缸所能提供的最大功率。

所述步驟（2）中，所述功率控制單元發送指令至所述多個燃油供給單元處，所述每個燃油供給單元接受指令后，所述電液比例流量控制閥通過調整節流口的開度以確定燃油供給單元的工作數量N和燃油供給單元的工作效率M（0≤M≤1）。

所述步驟（2）中，所述負載功率需求量與燃油供給單元的工作數量N成正比，車輛功率需求量越高，燃油供給單元的工作數量N越多。

由于采用上述方案，本發明的有益效果是：