[发明专利]内燃机运转参数的优化方法

说明书

技术领域

本发明涉及对由电子或数字管理系统驱动的热力发动机的运转进行优化的方法。

背景技术

电子或数字系统是一种协调发动机的全部运转的强大的微处理器。该电子或数字电子系统设置、分析并调整发动机的全部主要功能。

电子或数字系统与一系列按电流工作次序持续给出信息的传感器和检测器相连，根据一组参数诸如发动机的温度、油、冷却液体、发动机速度和外部参数如大气压和周围空气的温度。

电子或数字系统将这些即时数值与记录在图谱(mapping)中的设定值进行比较，并使用设定模型和预定义的特性曲线，计算下一循环的新的设定点。更具体地是可以改变注入发动机的燃料的数量、设定点火、设定燃料入口的压力、排气的再循环或者喷射时间。

实际上，图谱由多维数据库组成，存储并记录在一种特定的存储器里。

然而，迄今已知的电子或数字系统，从未将可以提高发动机运转的基本参数考虑进去，例如发动机所使用的燃料的固有品质。

现在众所周知，燃料的固有品质直接影响性能、消耗和污染物的排放以及废气中的温室效应气体。

从1983年起，A.DOUAUD强调在强制点火发动机中气体品质、发动机设置和粉红现象(pinking phenomenon)的产生之间的联系。1987年J.C.GUIBET在参考书Carburants et Moteurs(燃料和发动机)中强调燃料品质和发动机之间的相互作用，及他们对发动机燃烧参数和设定模型的影响。最近，1997年A.GERINI在一份出版物中分析了直接喷射柴油发动机车辆对于汽油参数的敏感性。最后，2003年N.HOCHART通过修改混合物中所用的精制基础油改变燃料的品质提供了目前用于轻型轿车或重型卡车的汽油发动机和柴油发动机排放污染物的模型。

实际上，尽管燃料的品质和组成按标准、特别是欧洲标准EN590和EN 228来定义，但是它们会随着时间和加油站而变化。品质随发货、经销、季节和现行法律规章而波动。因此可以估计燃料的物理-化学特性可以在标准定义的平均数值左右变动15％到40％，或者更多。

发动机在测试试验台上的定时运转(喷射、燃烧和后处理图谱和规则)在一系列标准化的燃料中进行。为此，发动机制造商使用可获得的代表燃料的标准化物理-化学特性，诸如：

-用于汽油发动机的研究法辛烷值和发动机辛烷值

-用于柴油发动机的十六烷值

-蒸馏曲线

-用于汽油发动机的蒸汽压力或张力

-用于柴油发动机的闪点

-用于柴油发动机的耐寒强度(浊点、倾点和过滤性限制温度)

-密度

-含氧化合物含量

发动机制造商均一致认为这种数值不足以在发动机上进行精确的设定，因为这种数值代表的是燃料的品质，但不能将“燃料-发动机”适当性考虑在内。可以提及的是，例如研究法辛烷值和发动机辛烷值对于解决“粉红”问题是不相关的。实际上，这些值在50多年前开发的标准发动机上测定，已经不能再很好地适用于21世纪发动机所要求的信息了。

除此之外，已经证明燃料的行车辛烷值取决于：

-所使用的燃料

-车辆的发动机

-实验条件例如发动机速度。

从1971年起，已经证明(Williams G R.，LAGARDE F.，etHORNBECK D.D..″Etude des paramètres carburant affectant lecliquetisàhaute vitesse des moteurs à combustion interne″(影响内燃机高速粉红的燃料参数的研究)Ingénieurs de 1′Automobile，August-September 1971)在各种车辆上测试过的同样燃料的行车辛烷值变化多于12个点。

类似的，1975年，各种燃料在同样发动机上的行为的研究(Duval A.，Guibet J.C.，“Etude expérimentale du cliquetis a hautrégime“  (高速粉红的实验研究)，Revue de 1＇Institut Francais duPétrole，May-June 1975)表明燃料对该发动机的效果对行车辛烷值的影响多于6个点。

因此，由于物理-化学特性和品质不相关并且因为加油站的燃料变化非常大，目前燃料发动机匹配不能被完全优化。