[發明專利]降低缸內直噴汽油機機油稀釋水平的控制方法

在審

• 申請號: 201810917793.1
• 申請日: 2018-08-13
• 公開（公告）號: CN109083713A
• 公開（公告）日: 2018-12-25
• 發明（設計）人: 劉斌;蒲運平;唐宇航;馬為;鄧偉;余小草
• 申請（專利權）人: 重慶長安汽車股份有限公司
• 主分類號: F01M11/00
• 分類號: F01M11/00;F01M11/10
• 代理公司: 重慶華科專利事務所 50123
• 代理人: 譚小琴

本發明公開了一種降低缸內直噴汽油機機油稀釋水平的控制方法，包括以下步驟：（1）液態汽油來源控制：優化缸內直噴汽油機的燃燒系統的結構和噴油控制策略；（2）氣態汽油來源控制：優化活塞氣環和氣缸孔的配合結構；（3）氣態汽油強化析出控制：優化機油冷卻器的冷卻強度；（4）氣態汽油強化回收控制：優化曲軸箱通風系統和加強油氣分離器的分離效果。本發明能夠在發動機工作的所有轉速和負荷工況點對機油稀釋水平進行有效控制，消除了發動機潤滑不良甚至損壞的風險。

技術領域

本發明屬于汽車部件，具體涉及一種降低缸內直噴汽油機機油稀釋水平的控制方法。

背景技術

汽油缸內直噴技術及其與廢氣渦輪增壓技術的組合已經成為當前國內外汽車行業廣泛應用，并大幅提升發動機動力性，降低油耗和排放的主流技術。但應用缸內直噴技術后，直接噴入汽油機氣缸內的液態汽油容易在與氣缸壁面發生碰撞后，粘附在氣缸壁面上，在汽油機工作過程中，與氣缸壁面起潤滑作用的機油一起，隨活塞油環的刮油作用進入油底殼，造成汽油對機油的稀釋。機油被汽油稀釋后，使粘度下降，對發動機各運動副的潤滑作用降低，嚴重時可導致運動副失效，發動機損壞。

當前對缸內直噴汽油機機油稀釋水平的控制主要通過缸內直噴汽油機燃燒系統機械結構設計優化和噴油策略電子控制優化兩個方面對液態汽油的來源進行控制。在燃燒系統機械結構設計時，對缸內直噴噴油器的安裝布置和關鍵噴霧參數與氣道結構、活塞頂面燃燒室結構進行匹配優化，從結構設計上盡量減少發動機工作時撞到氣缸壁面上的液態汽油的質量。在缸內直噴汽油機工作時，通過噴油策略電子控制的方法，對噴射汽油的噴油壓力、噴射次數和噴油質量進行優化控制，從噴霧運動動態控制角度盡量減少撞到氣缸壁面的液態汽油的質量。現有的機油稀釋控制方法存在明顯的缺點。首先，通過結構優化確定的燃燒系統機械結構，由于汽油機運行的轉速和負荷范圍非常寬廣，導致不同工況點每個工作循環的噴油質量變化范圍也非常大，不能同時使汽油機每個運行工況點都具有最低的撞壁燃油量，中高轉速和中高負荷工況點的機油稀釋水平仍然較高；其次，對于噴油策略電子控制優化方法，隨著汽油機運行時轉速和負荷的增加(發動機每個工作循環的絕對時間縮短，噴油量大幅增加,缸內氣流運動方向和強度發生大幅變化)，其對噴霧運動的動態優化潛力會大幅降低，汽油機在這些工況點仍存在較高的機油稀釋水平，需要進一步優化。

因此，有必要開發一種新的降低缸內直噴汽油機機油稀釋水平的控制方法。

發明內容

本發明的目的是提供一種降低缸內直噴汽油機機油稀釋水平的控制方法，能在發動機工作的所有轉速和負荷工況點對機油稀釋水平進行有效控制，以消除發動機潤滑不良甚至損壞的風險。

本發明所述的降低缸內直噴汽油機機油稀釋水平的控制方法，包括以下步驟：

(1)液態汽油來源控制：優化缸內直噴汽油機的燃燒系統的結構和噴油控制策略；

(2)氣態汽油來源控制：優化活塞氣環和氣缸孔的配合結構；

(3)氣態汽油強化析出控制：優化機油冷卻器的冷卻強度；

(4)氣態汽油強化回收控制：優化曲軸箱通風系統和加強油氣分離器的分離效果。

進一步，優化缸內直噴汽油機的燃燒系統的結構，包括：

通過可視化光學發動機試驗測試和三維流體運動仿真計算分析方法，對發動機燃燒系統中缸內直噴噴油器在缸蓋上的安裝位置，噴油器油束的噴霧貫穿距和噴霧夾角，進氣歧管結構，燃燒室結構及活塞頂面形狀進行匹配優化，減少設計的燃燒系統在發動機運行MAP區域中液態油束撞擊到發動機缸壁上，降低機油稀釋。

進一步，優化噴油控制策略，具體為：

在發動機穩態運行的轉速和負荷工況點內，通過發動機控制單元提高缸內直噴噴油器的噴油壓力，優化噴射次數，每次噴射的噴油時刻和噴油質量比例的噴油策略，實現對液態汽油的來源進行控制。