[发明专利]降低缸内直喷汽油机机油稀释水平的控制方法

说明书

本发明公开了一种降低缸内直喷汽油机机油稀释水平的控制方法，包括以下步骤：（1）液态汽油来源控制：优化缸内直喷汽油机的燃烧系统的结构和喷油控制策略；（2）气态汽油来源控制：优化活塞气环和气缸孔的配合结构；（3）气态汽油强化析出控制：优化机油冷却器的冷却强度；（4）气态汽油强化回收控制：优化曲轴箱通风系统和加强油气分离器的分离效果。本发明能够在发动机工作的所有转速和负荷工况点对机油稀释水平进行有效控制，消除了发动机润滑不良甚至损坏的风险。

技术领域

本发明属于汽车部件，具体涉及一种降低缸内直喷汽油机机油稀释水平的控制方法。

背景技术

汽油缸内直喷技术及其与废气涡轮增压技术的组合已经成为当前国内外汽车行业广泛应用，并大幅提升发动机动力性，降低油耗和排放的主流技术。但应用缸内直喷技术后，直接喷入汽油机气缸内的液态汽油容易在与气缸壁面发生碰撞后，粘附在气缸壁面上，在汽油机工作过程中，与气缸壁面起润滑作用的机油一起，随活塞油环的刮油作用进入油底壳，造成汽油对机油的稀释。机油被汽油稀释后，使粘度下降，对发动机各运动副的润滑作用降低，严重时可导致运动副失效，发动机损坏。

当前对缸内直喷汽油机机油稀释水平的控制主要通过缸内直喷汽油机燃烧系统机械结构设计优化和喷油策略电子控制优化两个方面对液态汽油的来源进行控制。在燃烧系统机械结构设计时，对缸内直喷喷油器的安装布置和关键喷雾参数与气道结构、活塞顶面燃烧室结构进行匹配优化，从结构设计上尽量减少发动机工作时撞到气缸壁面上的液态汽油的质量。在缸内直喷汽油机工作时，通过喷油策略电子控制的方法，对喷射汽油的喷油压力、喷射次数和喷油质量进行优化控制，从喷雾运动动态控制角度尽量减少撞到气缸壁面的液态汽油的质量。现有的机油稀释控制方法存在明显的缺点。首先，通过结构优化确定的燃烧系统机械结构，由于汽油机运行的转速和负荷范围非常宽广，导致不同工况点每个工作循环的喷油质量变化范围也非常大，不能同时使汽油机每个运行工况点都具有最低的撞壁燃油量，中高转速和中高负荷工况点的机油稀释水平仍然较高；其次，对于喷油策略电子控制优化方法，随着汽油机运行时转速和负荷的增加(发动机每个工作循环的绝对时间缩短，喷油量大幅增加,缸内气流运动方向和强度发生大幅变化)，其对喷雾运动的动态优化潜力会大幅降低，汽油机在这些工况点仍存在较高的机油稀释水平，需要进一步优化。

因此，有必要开发一种新的降低缸内直喷汽油机机油稀释水平的控制方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种降低缸内直喷汽油机机油稀释水平的控制方法，能在发动机工作的所有转速和负荷工况点对机油稀释水平进行有效控制，以消除发动机润滑不良甚至损坏的风险。

本发明所述的降低缸内直喷汽油机机油稀释水平的控制方法，包括以下步骤：

(1)液态汽油来源控制：优化缸内直喷汽油机的燃烧系统的结构和喷油控制策略；

(2)气态汽油来源控制：优化活塞气环和气缸孔的配合结构；

(3)气态汽油强化析出控制：优化机油冷却器的冷却强度；

(4)气态汽油强化回收控制：优化曲轴箱通风系统和加强油气分离器的分离效果。

进一步，优化缸内直喷汽油机的燃烧系统的结构，包括：

通过可视化光学发动机试验测试和三维流体运动仿真计算分析方法，对发动机燃烧系统中缸内直喷喷油器在缸盖上的安装位置，喷油器油束的喷雾贯穿距和喷雾夹角，进气歧管结构，燃烧室结构及活塞顶面形状进行匹配优化，减少设计的燃烧系统在发动机运行MAP区域中液态油束撞击到发动机缸壁上，降低机油稀释。

进一步，优化喷油控制策略，具体为：

在发动机稳态运行的转速和负荷工况点内，通过发动机控制单元提高缸内直喷喷油器的喷油压力，优化喷射次数，每次喷射的喷油时刻和喷油质量比例的喷油策略，实现对液态汽油的来源进行控制。