[发明专利]发动机的爆震标定方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种发动机械的爆震标定方法，特别是涉及一种发动机的爆震标定方法。 

背景技术

在例如发动机的发动机械中，当空气与燃油充分混合的混合气体在进气行程进入燃烧室后，活塞在压缩行程时便将其压缩，火花塞将高压混合气点燃后，其燃烧所产生的压力则转换成发动机运转的动力。 

在发动机中，有时会发生爆震的现象。所谓爆震，就是当混合气尚处在压缩过程中，火花塞还没有跳火时，高压混合气就达到了自燃温度，并开始猛烈燃烧的不正常燃烧现象。爆震是不正常燃烧所导致的燃烧室内压力失常。通常，所述混合气体在燃烧室内燃烧，其火焰是从点火点以“波”的方式向四周扩散，所以从点火到混合气体完全燃烧需要一段短暂的时间。这意味着，虽然混合气体需要靠火花塞点燃，但是当燃烧室中存在过于高温、高压的环境时，所述混合气体也会发生自燃。 

即，所谓爆震是因为燃烧室内混合气体点火后，火焰尚未完全扩散，远程未燃的混合气体即因为高温或高压而自燃，其火焰与正常燃烧的火焰撞击而产生极大压力，使得发动机产生不正常的敲击。 

造成爆震最主要有以下几点原因：一、点火角过于提前：为了使活塞在压缩上止点结束后，一进入动力冲程能立即获得动力，通常都会在活塞达到上止点前提前点火，因为从点火到完全燃烧需要一段时间。但是，过于提早的点火会使得活塞还在压缩行程时，大部分油气已经燃烧，此时未燃烧的油气会承受极大的压力自燃，而造成爆震。二、发动机过度积碳：发动机于燃烧室内过度积碳，除了会使压缩比增大从而产生高压，也会在积碳表面产生高温热点，使发动机爆震。三、发动机温度过高：发动机在太热的环境使得进气温度过高，  或是发动机冷却水循环不良，都会造成发动机高温而爆震。四、空燃比不正确：过于稀的燃料空气混合比，会使得燃烧温度提升，而燃烧温度提高会造成发动机温度提升，当然容易爆震。五、燃油辛烷值过低：辛烷值是燃油抗爆震的指标，辛烷值越高，抗爆震性越强。对于压缩比高的发动机而言，燃烧室的压力较高，若是使用抗爆震性低的燃油，则容易发生爆震。 

随着石油资源的日益减少以及由此引发的燃油价格大幅提高，越来越多的汽车制造商开始采用更高的压缩比来达到提高燃油经济性的目的。但是，如上引起爆震的原因中所述，提高压缩比很容易导致发动机爆震现象。此外，随着排放法规的日趋严格及要求使用无铅汽油等，这也极大地增加了导致爆震发生的可能性。人们在对发动机的动力性、燃油经济性和排放性能做出不断优化的同时，却不可避免受到发动机爆震的制约。 

因此对发动机爆震监测和控制策略进行研究具有重要的意义。但是，传统的爆震判定主要依据发动机爆震发生时产生的敲缸声来判定发动机是否处于爆震状态。这样的基于主观经验判断法来判断是否发生爆震存在以下不足： 

1、监听爆震时、易受振动造成的机械噪音干扰； 

2、外围设备的噪音干扰； 

3、监测爆震时需在同一位置安装两个爆震传感器，容易造成振动信号的失真； 

4、无法实现爆震芯片开窗时间的准确设置； 

5、不能对发动机爆震发生时的爆震强度进行准确判定； 

6、定义爆震芯片中心频率时需对爆震传感器初始信号进行采集和进行傅立叶(FFT)分析，而传感器初始信号采集时容易受到发动机电子控制单元(以下简称ECU，Electronic Control Unit)和爆震传感器的干扰，从而导致所定义的中心频率可能存在偏差。 

发明内容

为克服现有技术中的上述缺点，本发明需要提供一种用于发动机的爆震标定方法，所述爆震标定方法能够利用发动机的缸内压力信号来实现对发动机爆震状态的准确判断，并为爆震的进一步控制提供基础。

此外，本发明进一步需要提供一种用于发动机的爆震标定方法，通过所述方法可以精确设定发动机的爆震控制芯片的控制参数，例如爆震开窗时间及其持续周期、爆震控制芯片的中心频率设定等。 

为实现上述发明目的，本发明提供了一种用于发动机的爆震标定方法，包括下述步骤：启动发动机；变化发动机的点火提前角，并同步测量发动机的缸压和发动机的曲轴旋转角；基于测量的缸压和曲轴旋转角，计算发动机的平均指示压力；获得所述点火提前角与所述平均指示压力之间的函数关系；以及基于所述函数关系，获得发动机的发生爆震的临界状态所对应的点火提前角，由此标定发动机发生爆震的点火提前角。