[發明專利]四沖程航空活塞發動機冷起動方法

有效

• 申請號: 201611248908.X
• 申請日: 2016-12-29
• 公開（公告）號: CN106762319B
• 公開（公告）日: 2018-10-02
• 發明（設計）人: 呂凱雄;周明;卜建國;李雨寬;馮光爍;魯光光
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: F02N15/00
• 分類號: F02N15/00
• 代理公司: 北京清亦華知識產權代理事務所(普通合伙) 11201
• 代理人: 張潤

本發明公開了一種四沖程航空活塞發動機冷起動方法，包括：維持發動機氣缸的進氣門處于打開狀態，由起動機帶動所述發動機從零加速至預設轉速，以使所述發動機的旋轉部件存儲動能；周期性地打開和關閉所述發動機氣缸的氣門，利用存儲的動能和起動電機提供的力矩帶動發動機繼續轉動，直至所述發動機轉速達到點火轉速、所述發動機氣缸的壁溫達到預設氣缸溫度且所述缸內氣體溫度達到預設缸內氣體溫度；其中，所述預設轉速小于所述點火轉速。本發明具有如下優點：容易實現發動機暖機，更能適應寒冷的環境下起動。

技術領域

本發明涉及航空技術領域，具體涉及一種四沖程航空活塞發動機冷起動方法。

背景技術

在航空領域，由于航空活塞發動機具有效率高、燃油經濟性好等特點，因此廣泛應用在無人機以及各種通用航空器上。

現有的航空活塞發動機起動策略和汽車發動機類似，是利用起動機帶動發動機從靜止狀態開始轉動，發動機到點火轉速后由噴油嘴噴油進行點火起動或者壓燃起動，直到發動機能夠自行穩定在怠速狀態，起動過程結束。這種起動策略存在了一些固有弊端：發動機從靜止開始轉動，這導致起動機起動瞬間電流很大，遠超過發動機轉動起來后所需要的起動機電流。這是由于發動機機械部件繁多，起動瞬間需要克服靜摩擦力和缸內氣體壓力疊加后的阻力，而靜摩擦力遠大于動摩擦力，因此起動機起動瞬間電流超大，這種固有現象是電機控制算法所不能解決的，這就對起動系統的硬件設施，如逆變器、蓄電池、散熱裝置、保護裝置等提出了更苛刻的要求，導致整個發動機起動系統重量增加、可靠性下降，甚至由于高緯度地區冬天氣溫較低，蓄電池性能下降，會出現發動機起動失敗或無法起動的現象。

發明內容

本發明旨在至少解決上述技術問題之一。

為此，本發明的目的在于提出一種四沖程航空活塞發動機冷起動方法，該起動策略只適用于氣門開閉和活塞位置完全解耦的發動機，比如安裝了無凸輪軸電動氣門的發動機。

為了實現上述目的，本發明的實施例公開了一種四沖程航空活塞發動機冷起動方法，包括：維持發動機氣缸的進氣門處于打開狀態，由起動機帶動所述發動機從零加速至預設轉速，以使所述發動機的旋轉部件存儲動能；周期性地打開和關閉所述發動機氣缸的氣門，利用存儲的所述動能和起動電機提供的力矩帶動發動機繼續轉動，直至所述發動機轉速達到點火轉速、所述發動機氣缸的壁溫達到預設氣缸溫度且所述缸內氣體溫度達到預設缸內氣體溫度；其中，所述預設轉速小于所述點火轉速。

根據本發明實施例的四沖程航空活塞發動機冷起動方法，在起動機帶動發動機加速至預設轉速的階段，使得發動機的慣性飛輪、曲軸等旋轉部件存儲一定動能，并且由于打開發動機氣缸的進氣門，摩擦力和缸內氣體壓力就可以實現解耦，起動機的起動電流可以大幅減??；周期性地打開和關閉發動機氣缸的氣門，使得發動機既能相對平穩地達到點火轉速，也能實現很好的暖機。

另外，根據本發明上述實施例的四沖程航空活塞發動機冷起動方法，還可以具有如下附加的技術特征：

進一步地，在步驟S2中，所述發動機氣缸的排氣門保持關閉，周期性地打開和關閉所述發動機氣缸的進氣門。

進一步地，在步驟S2中，通過控制所述發動機氣缸進氣門的占空比，以實現步驟S1結束時發動機狀態到步驟S2中最終點火時的發動機狀態之間的平滑過渡。

進一步地，所述發動機氣缸的進氣門的一個周期包括順序設置的：第一周期單元，所述第一周期單元為氣門關閉響應時間；第二周期單元，所述第二周期單元為氣門處于關閉狀態的時間；第三周期單元，所述第三周期單元為氣門開啟響應時間；第四周期單元，所述第四周期單元為氣門處于開啟狀態的時間。

本發明的附加方面和優點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本發明的實踐了解到。

附圖說明