[发明专利]一种用于汽柴油掺混灵活燃料发动机的燃料在线检测方法

说明书

技术领域

本发明涉及发动机电控领域，特别是关于一种用于汽柴油掺混灵活燃料发动机的燃料在线检测方法。

背景技术

传统柴油机通常采用高压缩比压燃的方式，热效率较高，但是其氮氧化物和颗粒物的排放存在此消彼长的矛盾关系，且氮氧化物的排放和热效率正相关，后处理设备昂贵。均质压燃燃烧不但具有同时降低氮氧化物和颗粒物排放的潜力，而且不影响热效率，因此成为柴油机改善的重要方向。但是，无论是汽油还是柴油，在实现均质压燃燃烧的过程中都遇到了很多问题。这些问题中，很多都是由于燃料的性能限制所造成的。例如，汽油由于具有良好的挥发性，容易形成均质混合气，因而被认为是均质压燃燃烧模式的理想燃料。然而，大量的研究表明，汽油燃料虽然容易形成均质混合气，但是其燃烧过程控制面临着巨大的问题，无论是燃烧始点的控制，还是燃烧放热率的控制都没有简单易行的可控手段或方案。而柴油与汽油不同，其挥发性较差，自燃性好，很难形成均质混合气。此外，无论是汽油还是柴油，其炼制设备都是规模非常庞大的投资，期望炼油厂短时间内改变炼制工艺，制造某种符合需求的燃料是不切实际的。

因此，在原有汽油、柴油燃烧的基础上进行掺混，通过将两种燃料混合形成新的燃料并用于均质压燃燃烧成为一种可行的方法。研究表明，各种比例的汽柴油掺混燃料都可以用于传统柴油机中进行压燃燃烧。然而，汽柴油掺混燃料进行压燃燃烧所面临的问题是不同掺混比例燃料性质不同，最优的油气控制参数也不同。因此，需要在线检测燃料的掺混比例,从而根据掺混比例来调整油气控制参数，实现最优控制。然而，目前的发动机电控系统并不具备燃料检测和自适应控制能力。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种能够快速、准确检测掺混比例的用于汽柴油掺混灵活燃料发动机的燃料在线检测方法。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种用于汽柴油掺混灵活燃料发动机的燃料在线检测方法，其包括以下步骤：1)设置一汽柴油掺混灵活燃料发动机在线检测系统，其包括发动机电控单元、灵活燃料压燃发动机、压阻式缸压传感器和燃料识别电控单元；所述燃料识别电控单元包括滞燃期计算模块和燃料识别模块，所述发动机电控单元通过CAN总线分别与所述灵活燃料压燃发动机和燃料识别电控单元连接，所述灵活燃料压燃发动机的每一气缸内均设置一所述压阻式缸压传感器，各所述压阻式缸压传感器均通过线缆与所述燃料识别电控单元连接；2)发动机电控单元将实时采集到的灵活燃料压燃发动机的喷油时刻信号MainInjection通过CAN总线发送到滞燃期计算模块，压阻式缸压传感器实时采集灵活燃料压燃发动机的缸压信号并发送到滞燃期计算模块；滞燃期计算模块根据接收到的缸压信号和喷油时刻信号MainInjection计算得到滞燃期IgnitionDelay；3)发动机电控单元将实时采集到的灵活燃料压燃发动机的转速信号和油门踏板位置信号通过CAN总线发送到燃料识别模块，燃料识别模块根据接收到的转速信号和油门踏板位置信号建立燃料掺混比与滞燃期的对应关系表；滞燃期计算模块将计算得到的滞燃期IgnitionDelay发送到燃料识别模块；燃料识别模块根据接收到的滞燃期IgnitionDelay查询燃料掺混比与滞燃期的对应关系表并利用线性插值方法，得到燃料掺混比例BR；4)燃料识别模块将掺混燃料的掺混比BR通过CAN总线反馈到发动机电控单元，发动机电动单元根据掺混比例BR对喷油时刻和喷油量进行闭环控制。

所述步骤2)中，滞燃期计算模块根据接收到的缸压信号和喷油时刻信号MainInjection计算得到滞燃期IgnitionDelay，其具体过程为：①根据灵活燃料压燃发动机的几何参数和所处的曲轴转角位置，计算当前的气缸容积V：

式中，V_c为气缸剩余容积，D为气缸直径，r为曲轴半径，为当前曲轴转角，l为连杆长度；②基于热力学第一定律，计算当前气缸容积V内汽柴油掺混燃烧放热的瞬时放热率ROHR：

式中，γ为气缸内汽柴油混合气的绝热指数，p为缸压，Q_W为缸壁传热造成的热损失；

③对计算得到的瞬时放热率ROHR进行积分，将处于不同曲轴转角位置的放热量进行累加，得到循环累计放热量Q_AHR：

④将循环累计放热量Q_AHR达到循环累计放热量最大值10％的位置作为燃烧始点SOC；