[發明專利]一種基于Doe的二沖程點燃式航空煤油發動機爆震抑制方法

有效

• 申請號: 202210125844.3
• 申請日: 2022-02-10
• 公開（公告）號: CN114608830B
• 公開（公告）日: 2023-03-17
• 發明（設計）人: 吳昊;魏民祥;姜玉維
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: G01M15/04
• 分類號: G01M15/04;G01M15/02;G06F30/20
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標事務所(普通合伙) 32249
• 代理人: 馬玉雯

1.一種基于Doe的二沖程點燃式航空煤油發動機爆震抑制方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1、根據所選的發動機設計圖紙，得到發動機的基本尺寸；

步驟2、根據發動機構造，搭建GT-Power模型，通過試驗結果校核發動機的準確性，并對爆震模型進行校核；

步驟3、根據臺架試驗得到所需優化工況下不爆震、輕微爆震和重度爆震時的缸壓數據各200組；

步驟4、根據發動機爆震特征頻率5kHz～25kHz，對步驟3中得到的不同爆震工況下的缸壓數據進行帶通濾波，得到濾波后缸壓的最大震蕩幅值MAPO；

步驟5、將步驟4中得到不同爆震工況下連續200個工作循環的MAPO的平均值作為爆震強度KI來反映發動機不同爆震工況下的爆震強度；

步驟6、利用步驟2中校核后的GT-Power模型，通過修改GT-Power中轉速、點火角度以及節氣門開度得到不同爆震工況下的爆震指數K_i；與步驟5中通過試驗得到的爆震強度KI相對應；

步驟7、根據GT-Power中的DoE模塊對發動機的噴油-點火進行優化計算；

步驟8、將步驟6中所得到輕微爆震下的爆震指數K_i作為限制因素，將步驟7中得到的最大功率點找出，記錄其噴油、點火參數；

步驟9、重復步驟7～步驟8，只需修改模型中發動機工況即得到發動機全工況下的噴油脈寬和點火提前角的MAP圖；

步驟10、將步驟9得到的噴油脈寬和點火提前角的MAP圖寫入ECU中進行臺架試驗，驗證此方法的可行性；

所述步驟7中DoE的設置中，將發動機轉速、節氣門開度定為所需工況，將點火提前角和過量空氣系數定為合理的優化區間；在設置的噴油、點火的優化區間中，利用拉丁超立方法在所設置噴油、點火的優化區間中各選取N個試驗樣本進行仿真計算。

2.根據權利要求1所述的一種基于Doe的二沖程點燃式航空煤油發動機爆震抑制方法，其特征在于：所述步驟1中，發動機的基本尺寸包括發動機的缸徑尺寸、掃氣道尺寸和位置、排氣道尺寸和位置、活塞尺寸和位置、掃氣口尺寸、排氣口尺寸。

3.根據權利要求1所述的一種基于Doe的二沖程點燃式航空煤油發動機爆震抑制方法，其特征在于：所述步驟2中，發動機的構造包括進氣系統、掃氣系統、曲柄連桿機構、氣缸以及排氣系統。

4.根據權利要求1所述的一種基于Doe的二沖程點燃式航空煤油發動機爆震抑制方法，其特征在于：所述步驟2中GT-Power模型所需校核的參數包括功率、進氣質量流量、燃油消耗率以及排氣溫度。

5.根據權利要求1所述的一種基于Doe的二沖程點燃式航空煤油發動機爆震抑制方法，其特征在于：所述步驟5中的爆震強度KI的計算公式如下：

式中，MAPOn為步驟5中第n個工作循環的MAPO值。

6.根據權利要求1所述的一種基于Doe的二沖程點燃式航空煤油發動機爆震抑制方法，其特征在于：所述步驟6中的爆震指數K_i的計算公式如下：

式中，K_i為爆震指數；M為爆震強度系數；φ為爆震時缸內未燃混合氣質量百分比；ε為發動機壓縮比；T_ug為缸內未燃氣體溫度；I_ave為末端氣體的誘導時間積分；為未燃區域等效比。

7.根據權利要求1所述的一種基于Doe的二沖程點燃式航空煤油發動機爆震抑制方法，其特征在于：所述步驟7中所仿真的工況點為N*N個，全面覆蓋設置的點火提前角和過量空氣系數優化區間內的工況點。

8.根據權利要求1所述的一種基于Doe的二沖程點燃式航空煤油發動機爆震抑制方法，其特征在于：所述步驟9中所需修改的發動機工況參數包括發動機轉速、節氣門開度和所需優化的過量空氣系數和點火提前角的優化區間。