[發明專利]用于高強化柴油機的雙ECU高壓共軌燃油控制系統及方法

在審

• 申請號: 202110493130.3
• 申請日: 2021-05-07
• 公開（公告）號: CN113123890A
• 公開（公告）日: 2021-07-16
• 發明（設計）人: 張捷;成曉北;張笑楊;王勝棟
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: F02D41/38
• 分類號: F02D41/38
• 代理公司: 華中科技大學專利中心 42201
• 代理人: 夏倩

本發明公開了一種用于高強化柴油機的雙ECU高壓共軌燃油控制系統及方法，屬于發動機技術領域。本發明分別采用主、副ECU控制兩個噴油器向同一個氣缸噴射高壓燃油，相比使用單個ECU，更靈活可靠控制兩套高壓共軌內燃油壓力，提高高強化柴油機的燃燒及排放質量。本發明采用兩個噴油器提供燃油，能在較短噴油持續期內完成高負荷時所需燃油供給，滿足高強化柴油機對于燃油供給的時效需求；同時，通過主副噴油器安裝角度配合與調整，利用高壓燃油噴射射流能量組織氣流，促進缸內燃油氣混合，實現高強度柴油機良好燃燒。

技術領域

本發明屬于發動機技術領域，更具體地，涉及一種用于高強化柴油機的雙ECU高壓共軌燃油控制系統及方法。

背景技術

隨著科學技術的更新變革，柴油機一直向著性能更高效、動力更強勁、結構更緊湊的方向發展，面對當今世界的變化格局，各國對軍事力量的提高也越來越重視，因此高強化柴油機應運而生。高強化柴油機相比普通柴油機，在功率密度方面取得了很大提升，其中最高升功率接近100kW/L，因此被廣泛應用于軍用發動機領域，尤其在坦克裝甲車輛方面，目前世界各國都在為研制高功率、小體積的輕量化高強化柴油機做努力。另外，在民用發動機領域，柴油機也不斷向著排量更小、升功率更高的方向快速發展。

柴油機的強化可以通過增加發動機循環進氣量、提高發動機轉速和燃油噴射壓力等多個關鍵技術手段得到實現。然而在柴油機強化程度提高的同時自然會有一些新的問題出現，比如：

高強化柴油機在燃油噴射系統方面普遍使用發動機電控高壓共軌噴油，其燃油最高噴射壓力可以達到200MPa～300MPa，雖然高速噴油可以顯著提高缸內燃油霧化程度，從而增加油氣混合速率，但大概率情況下會造成燃油碰壁，從而影響到發動機的燃燒及排放過程。

相對于普通柴油機，高強化柴油機由于轉速高、循環噴油量大，活塞運動速度加快，缸內累計進氣量急劇增加，在大大縮短高壓噴射燃油與空氣混合時間的同時，又要求高強化柴油機在更短(約一半)的燃燒持續期內，完全燃燒比普通柴油機多40％的燃油，使得缸內可燃混合氣形成及燃燒放熱過程更難組織。

因此，針對高強化柴油機特點，如何控制燃油實現快速燃燒，對進一步提升柴油機強化程度具有重要意義。

發明內容

針對現有技術的以上缺陷或改進需求，本發明提供了一種用于高強化柴油機的雙ECU高壓共軌燃油控制系統及方法，其目的在于針對高強化柴油機的需求，在保障燃油供給量的同時，提高燃油燃燒質量。

為實現上述目的，本發明提供了一種用于高強化柴油機的雙ECU高壓共軌燃油控制系統，包括主ECU、副ECU、主噴油器、副噴油器、主高壓共軌模塊和副高壓共軌模塊；

主ECU與主噴油器和主高壓共軌模塊電氣連接；副ECU與副噴油器和副高壓共軌模塊電氣連接；主ECU通過CAN總線與副ECU連接；

在柴油機啟動及低中負荷工況下，主ECU用于控制主噴油器和主高壓共軌模塊按照常規高壓共軌柴油機工作模式進行燃油供給控制；

在柴油機高負荷工況下，主ECU向副ECU發出指令啟動副ECU，副ECU控制副噴油器和副高壓共軌模塊，配合主ECU進行額外燃料供給。

進一步地，主噴油器和副噴油器的安裝角度根據需求配合與調整。

進一步地，主噴油器垂直安裝于缸蓋氣缸中心位置區域，副噴油器安裝傾斜角為30～60°。

進一步地，所述高負荷工況指大于最高負荷70％。

進一步地，副ECU啟動時控制副噴油器根據MAP圖向缸內噴入額外燃油。

進一步地，MAP圖根據不同高負荷工況下標定的副噴油系統噴油量繪制得到。

進一步地，主噴油器開啟時刻為上止點前20～25°，副噴油器開啟時刻為上止點前10～15°。