[發明專利]基于振動信號的柴油機噴油時刻動態優化方法和裝置

有效

• 申請號: 202210742133.0
• 申請日: 2022-06-27
• 公開（公告）號: CN115163323B
• 公開（公告）日: 2023-09-29
• 發明（設計）人: 吳晗;董欣藝;薄亞卿;王字滿;李向榮
• 申請（專利權）人: 北京理工大學
• 主分類號: F02D41/40
• 分類號: F02D41/40;F02D41/14
• 代理公司: 北京正陽理工知識產權代理事務所(普通合伙) 11639
• 代理人: 張利萍

1.一種基于振動信號監測的柴油機噴油時刻動態優化方法，其特征在于，包括以下步驟：

獲取柴油機氣缸的實測振動加速度信號，計算振動速度信號曲線；

如果振動速度信號曲線中的振動速度峰值超過粗暴工作閾值，則按照步長推遲噴油時刻，直到振動速度峰值低于設定閾值，即可停止調整；

其中，所述粗暴工作閾值的確定方式為：柴油機粗暴工作的最大壓升率限值與振動速度峰值限值的比值，與柴油機工作過程中產生的最大壓升率與振動速度峰值的比值相同；預先根據最大壓升率、振動速度峰值的實驗數據和已知的最大壓升率限值計算振動速度峰值限值，即所述粗暴工作閾值。

2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述粗暴工作閾值的確定方式為：

在柴油機出廠前控制柴油機工作于各種轉速下，在各轉速下獲取最大壓升率與振動速度峰值，根據最大壓升率、振動速度峰值和最大壓升率限值確定振動速度峰值限值，即粗暴工作閾值；建立轉速與粗暴工作閾值的轉換關系；

在柴油機實際工作時，根據發動機轉速和所述轉換關系，獲得粗暴工作閾值，用于判斷是否推遲噴油。

3.如權利要求1所述的方法，其特征在于，用于進行動態優化的所述步長為0.5°CA。

4.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述振動加速度傳感器通過膠粘方式安裝于缸蓋處，振動加速度傳感器的軸線方向與氣缸軸線方向平行，以采集氣缸軸線方向的振動加速度信號。

5.如權利要求1-4任意一項所述的方法，其特征在于，該方法進一步包括對采集的振動加速度信號進行帶通濾波處理，基于濾波后的振動加速度信號，獲得振動速度信號曲線；所述帶通濾波處理頻帶范圍的確定方式為：在柴油機出廠前，在不同轉速下同時采集缸內壓力信號與振動加速度信號，將獲得的信號數據進行頻域分析，通過信號的功率譜密度和互功率譜密度，計算缸內壓力信號與振動加速度信號之間的相干函數；捕捉相干性函數最高值點所在的頻率范圍，該頻率范圍即為對應轉速即工況下對振動加速度信號進行濾波處理時應采用的帶通濾波器頻帶范圍。

6.一種基于振動信號監測的柴油機噴油時刻動態優化裝置，其特征在于，包括振動加速度傳感器、振動速度信號曲線獲取模塊、優化模塊和粗暴工作閾值存儲模塊；

振動加速度傳感器，用于采集柴油機氣缸的實測振動加速度信號；

振動速度信號曲線獲取模塊，用于基于所述實測振動加速度信號計算振動速度信號曲線；

優化模塊，用于從所述振動速度信號曲線提取振動速度峰值，從粗暴工作閾值存儲模塊提取粗暴工作閾值，判斷所述振動速度峰值是否超過粗暴工作閾值，如果超過，則按照步長推遲噴油時刻，直到振動速度峰值低于設定閾值，即可停止調整；

其中，所述粗暴工作閾值的確定方式為：柴油機粗暴工作的最大壓升率限值與振動速度峰值限值的比值，與柴油機工作過程中產生的最大壓升率與振動速度峰值的比值相同；預先根據最大壓升率、振動速度峰值的實驗數據和已知的最大壓升率限值計算振動速度峰值限值，即所述粗暴工作閾值，保存在所述粗暴工作閾值存儲模塊中。

7.如權利要求6所述的裝置，其特征在于，該裝置進一步包括粗暴工作閾值確定模塊，用于在柴油機出廠前控制柴油機工作于各種轉速下，在每種轉速下獲取最大壓升率與振動速度峰值，根據獲取的最大壓升率、振動速度峰值，以及已知的最大壓升率限值，確定振動速度峰值限值，即粗暴工作閾值；

所述粗暴工作閾值存儲模塊中存儲各種轉速與粗暴工作閾值的轉換關系；

所述優化模塊，從粗暴工作閾值存儲模塊中提取粗暴工作閾值時，根據柴油機當前轉速，根據所述轉換關系，從粗暴工作閾值存儲模塊中提取對應的粗暴工作閾值。

8.如權利要求6所述的裝置，其特征在于，該裝置進一步包括濾波模塊，用于對振動加速度傳感器采集的振動加速度信號進行帶通濾波處理，然后發送給振動速度信號曲線獲取模塊。

9.如權利要求6-8一項所述的裝置，其特征在于，所述振動加速度傳感器通過膠粘方式安裝于缸蓋處，振動加速度傳感器的軸線方向與氣缸軸線方向平行，以采集氣缸軸線方向的振動加速度信號。