[發明專利]一種自由活塞動力機構掃氣系統外部供氣方法

有效

• 申請號: 202010913891.5
• 申請日: 2020-09-02
• 公開（公告）號: CN112096526B
• 公開（公告）日: 2022-09-13
• 發明（設計）人: 馬宗正;劉劍;劉忠寶;韓亞南
• 申請（專利權）人: 濟南天易迅達電氣科技有限公司
• 主分類號: F02D41/00
• 分類號: F02D41/00;F02B25/00
• 代理公司: 濟南誠智商標專利事務所有限公司 37105
• 代理人: 朱曉熹

本發明公開一種自由活塞動力機構掃氣系統外部供氣方法包括獲取自由活塞動力機構排量Vd、掃氣口開啟時壓縮室容積V和壓縮比ε；獲取轉速n，利用所述轉速n與充氣效率映射關系獲取充氣效率η；獲取壓縮室內溫度T；根據所述轉速n、自由活塞動力機構排量Vd、掃氣口開啟時壓縮室容積V、壓縮比ε、壓縮室內溫度T、充氣效率η以及氣體常數L計算目標輸出氣壓P的值；通過控制器根據目標輸出氣壓P控制供氣單元提供氣壓。本發明公開一種自由活塞動力機構掃氣系統外部供氣方法能夠有效的保證自由活塞動力機構中的活塞移動能夠達到預設的止點位置，避免掃氣不充分對自由活塞動力機構造成影響。

技術領域

本發明涉及動力設備領域，尤其涉及一種自由活塞動力機構掃氣系統外部供氣方法。

背景技術

自由活塞發動機和傳統的內燃機有很大的差別，即取消了曲柄連桿機構，活塞的一側燃燒燃料做功，活塞的另一側為氣墊缸，是利用活塞頭部的燃燒后膨脹產生的巨大壓力壓縮氣墊缸內的氣體，排氣時，壓氣腔內氣體膨脹帶動活塞移動將氣體頂出燃燒腔來實現其運動規律。目前，自由活塞發動機因其效率高、質量輕和結構簡單等優點被廣泛應用于新能源汽車領域，在發動機領域中具有良好的節能減排效應。

自由活塞發動機工作的過程中，由于取消了曲柄連桿機構，活塞的兩個止點的位置是不確定的，燃燒狀況較差或者出現失火時，將造成自由活塞的移動不能到達設定止點位置，會影響活塞掃氣過程，掃氣不干凈，下一循環參與燃燒的空氣質量會減少，因而影響發動機壓縮比和下一循環燃燒狀況，由此惡性循環可能導致停機，影響自由活塞發動機的效率，會影響發動機的動力性和經濟性。

發明內容

本發明提供自由活塞動力機構掃氣系統外部供氣方法，旨在解決現有自由活塞動力機構掃氣時，由于自由活塞行程不確定導致掃氣不充分，導致的下一循環參與燃燒的空氣質量會減少，降低自由活塞發動機的效率的問題。

為實現上述目的，本發明提供一種自由活塞動力機構掃氣系統外部供氣方法，包括，

獲取自由活塞動力機構排量Vd、掃氣口開啟時壓縮室容積V和壓縮比ε；

獲取轉速n，利用所述轉速n與充氣效率映射關系獲取充氣效率η；

獲取壓縮室內溫度T；

根據所述轉速n、自由活塞動力機構排量Vd、掃氣口開啟時壓縮室容積V、壓縮比ε、壓縮室內溫度T、充氣效率η以及氣體常數L計算目標輸出氣壓P的值，所述目標輸出氣壓P的計算公式如下：

控制器根據目標輸出氣壓P控制供氣單元提供氣壓。

更進一步地，獲得所述壓縮室內溫度T包括：

S101，由溫度傳感器測量所述壓縮室內的溫度數據，

S102，通過卡爾曼濾波器對所述溫度數據進行處理獲得所述壓縮室內溫度T。

更進一步地，按相同的時間間隔對溫度傳感器測量值取值；獲取當前測量的溫度數據；

計算第一卡爾曼增益k_k1，k_k1＝上一次溫度估計偏差/(上一次溫度估計偏差+所述溫度傳感器的測量偏差)，

當前估計的壓縮室內溫度＝上一次估計的壓縮室內溫度+k_k1×(當前測量的溫度數據-上一次估計的壓縮室內溫度)，

更新當前溫度估計偏差＝(1-k_k1)×上一次溫度估計偏差，并按照上述過程繼續遞歸，直至當前溫度估計偏差小于第一閾值。

更進一步地，所述控制器采用DMC算法控制所述供氣單元實現所述目標輸出氣壓的輸出。