[發(fā)明專利]一種二沖程航空煤油發(fā)動(dòng)機(jī)的爆震抑制方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110726448.1
• 申請(qǐng)日: 2021-06-29
• 公開（公告）號(hào): CN113309626B
• 公開（公告）日: 2022-11-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 胡曉生;魏民祥;沙朝;楊佳偉;盛奕博;姜玉維;王志浩;吳昊
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南京航空航天大學(xué)
• 主分類號(hào): F02D43/00
• 分類號(hào): F02D43/00;F02D41/30;F02P5/152
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32249
• 代理人: 馬玉雯

本發(fā)明公開了一種二沖程航空煤油發(fā)動(dòng)機(jī)的爆震抑制方法，該方法包括以下步驟：通過轉(zhuǎn)速和節(jié)氣門位置傳感器判斷當(dāng)前發(fā)動(dòng)機(jī)工況；通過爆震傳感器采集n個(gè)循環(huán)的缸內(nèi)壓力波動(dòng)判斷當(dāng)前工況下發(fā)動(dòng)機(jī)是否發(fā)生爆震，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)生爆震，且爆震指數(shù)KI超過閾值時(shí)，進(jìn)入下一步，如果發(fā)動(dòng)機(jī)此時(shí)沒有發(fā)生爆震，就逐漸增大點(diǎn)火提前角，直至爆震；根據(jù)氧傳感器的反饋值，增大噴油脈寬使得混合氣逐漸變濃，直至過量空氣系數(shù)在0.8～0.9之間；通過上位機(jī)控制電子控制單元調(diào)節(jié)點(diǎn)火相位，并判斷爆震指數(shù)KI是否不超過閾值。本發(fā)明可有效抑制煤油發(fā)動(dòng)機(jī)的爆震，能很好的恢復(fù)發(fā)動(dòng)機(jī)的功率，彌補(bǔ)了汽油在燃料運(yùn)輸和存儲(chǔ)上的缺點(diǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及二沖程航空煤油發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，具體來說，是涉及一種二沖程航空煤油發(fā)動(dòng)機(jī)的爆震抑制方法。

背景技術(shù)

二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)具備高功重比、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造成本低，易于維護(hù)等優(yōu)點(diǎn)，結(jié)合航空煤油在使用、存儲(chǔ)、價(jià)格等方面的優(yōu)勢(shì)，在輕型航空飛行器上有著較好的應(yīng)用價(jià)值。然而航空煤油揮發(fā)性差，辛烷值和自燃溫度都遠(yuǎn)低于汽油，因此，在將其作為點(diǎn)燃式發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料時(shí)，通常會(huì)導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)在工作中更容易發(fā)生爆震，發(fā)動(dòng)機(jī)功率將受到嚴(yán)重限制。

爆震是活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)的一種非正常燃燒現(xiàn)象。目前，普遍認(rèn)為是燃燒室內(nèi)火焰?zhèn)鞑サ饺紵疫吘壷埃徊糠帜┒嘶旌蠚庾匀肌＿@部分自燃的混合氣雖然不多，但是由于發(fā)動(dòng)機(jī)的壓縮沖程導(dǎo)致局部溫度過高，當(dāng)末端混合氣發(fā)生自燃時(shí)，燃燒速度比正常火焰?zhèn)鞑ニ俣瓤臁ｋS著發(fā)動(dòng)機(jī)末端混合氣劇烈燃燒會(huì)產(chǎn)生高頻率的爆震波并且增加發(fā)動(dòng)機(jī)零件的熱負(fù)荷，這將導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)循環(huán)熱效率下降和功率降低，甚至導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)損壞。

根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果顯示：首先，發(fā)動(dòng)機(jī)爆震強(qiáng)度隨混合氣中煤油濃度的增大，先增大再減小，即在混合氣濃度接近或等于理論空燃比時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)爆震劇烈，而過稀和過濃的噴油可以抑制爆震的強(qiáng)度，但是過稀的混合氣不利于發(fā)動(dòng)機(jī)的功率恢復(fù)。其次，爆震強(qiáng)度隨著點(diǎn)火正時(shí)的推遲而減小，但是較小的點(diǎn)火提前角會(huì)降低發(fā)動(dòng)機(jī)的熱效率，減小發(fā)動(dòng)機(jī)的功率。

目前對(duì)航空煤油發(fā)動(dòng)機(jī)爆震控制的研究還比較少，解決爆震帶來的問題，進(jìn)一步提高航空煤油發(fā)動(dòng)機(jī)的功率恢復(fù)，采用有效的抑制爆震方法尤為重要。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明是為了克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種基于關(guān)鍵參數(shù)協(xié)調(diào)控制的爆震抑制方法，該方法適用于二沖程航空煤油發(fā)動(dòng)機(jī)的標(biāo)定，解決了航空煤油二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)爆震造成的功率下降以及發(fā)動(dòng)機(jī)損壞的問題。

本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

一種二沖程航空煤油發(fā)動(dòng)機(jī)的爆震抑制方法，包括以下步驟：

步驟1、通過轉(zhuǎn)速傳感器和節(jié)氣門位置傳感器將轉(zhuǎn)速信號(hào)和節(jié)氣門轉(zhuǎn)角信號(hào)傳至電子控制單元判斷當(dāng)前發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和節(jié)氣門開度是否發(fā)生變化，即工況是否發(fā)生變化，工況發(fā)生變化則進(jìn)入步驟2；未發(fā)生變化則保持點(diǎn)火提前角和噴油量不變，等待轉(zhuǎn)速和節(jié)氣門變化；

步驟2、通過缸壓傳感器采集n個(gè)循環(huán)的缸內(nèi)壓力波動(dòng)信號(hào)傳至上位機(jī)，通過上位機(jī)內(nèi)部的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)可以得到當(dāng)前發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸內(nèi)的壓力變化，根據(jù)爆震指數(shù)KI是否超過閾值來判斷當(dāng)前工況下發(fā)動(dòng)機(jī)是否發(fā)生爆震，當(dāng)爆震指數(shù)KI超過閾值時(shí)，即發(fā)生爆震，進(jìn)入步驟3；如果發(fā)動(dòng)機(jī)此時(shí)沒有發(fā)生爆震，就逐漸增大點(diǎn)火提前角，直至發(fā)生爆震；

步驟3、根據(jù)氧傳感器的反饋值，增大噴油脈寬，使得混合氣逐漸變濃，直至過量空氣系數(shù)在0.8～0.9之間；

步驟4、判斷調(diào)節(jié)過混合氣濃度后的發(fā)動(dòng)機(jī)是否還在爆震，如果發(fā)動(dòng)機(jī)爆震指數(shù)仍然大于閾值，由于減小點(diǎn)火提前角可有效抑制爆震，可通過上位機(jī)控制電子控制單元直接輸入?yún)?shù)調(diào)節(jié)點(diǎn)火相位，逐漸減小點(diǎn)火提前角，直至發(fā)動(dòng)機(jī)爆震指數(shù)低于閾值。

步驟5、當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)爆震指數(shù)低于閾值時(shí)，保持當(dāng)前工況下的噴油和點(diǎn)火參數(shù)不變，直到工況發(fā)生變化再次進(jìn)入步驟1。

進(jìn)一步的，步驟1所述判斷發(fā)動(dòng)機(jī)工況變化的參數(shù)包括當(dāng)前發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，節(jié)氣門開度。