[发明专利]一种基于有效热效率的质调节式发动机的压缩比控制方法

权利要求书

1.一种基于有效热效率的质调节式发动机的压缩比控制方法，其特征在于，具体步骤如下：

步骤一、不改变发动机其他参数，仅增大发动机活塞冲程以增大发动机几何压缩比，通过模型仿真获取不同几何压缩比发动机的有效热效率；根据活塞最大平均速度c_m和最大转速n_max，计算确定发动机几何压缩比ε_g，具体过程为：

a.利用GT-POWER软件建立发动机模型，发动机模型中的对象包括环境压力、进排气门长度、进排气门管径、进排气门开闭时刻、进排气门升程曲线、喷油系统模型、燃烧模型、发动机缸数、冲程、缸径、几何压缩比；

b.通过发动机模型仿真，获取不同几何压缩比的发动机在1000转每分钟且25％负荷工况下的有效热效率，将最高有效热效率对应的几何压缩比记为ε_{i max}；

c.根据活塞最大平均速度c_m和最大转速n_max可以确定发动机冲程S，利用公式计算最大几何压缩比ε_{g max}；其中V_a为燃烧室容积，π为圆周率，D为气缸直径；

d.如果最大几何压缩比ε_{g max}≤ε_{i max}，则几何压缩比ε_g＝ε_{g max}；如果最大几何压缩比ε_{g max}＞ε_{i max}，则几何压缩比ε_g＝ε_{i max}；

步骤二、通过发动机模型仿真获取几何压缩比为ε_g的发动机在所有工况下的最大爆发压力P_max，确定最低有效压缩比ε_{e min}，进而确定所有工况的有效压缩比ε_e的调节范围；有效压缩比的定义为：指进气门关闭瞬间的气缸容积与活塞处于上止点时的气缸容积之比；具体过程为：

a.通过发动机模型仿真获取几何压缩比为ε_g的发动机所有工况下的最高气缸压力P_max；

b.根据气缸最大承受压力P_lim，如果P_max≤P_lim，则最低有效压缩比ε_{e min}＝ε_g，气缸有效压缩比ε_e＝ε_g；如果P_max＞P_lim，则增大进气门最大升程的持续期，延迟进气门关闭时间，使P_max＝P_lim，将延迟进气门关闭后的有效压缩比记作ε_el，则最低有效压缩比ε_{e min}＝ε_el，有效压缩比ε_e的调节范围为ε_e＝[ε_el,ε_g]；

步骤三、确定各个工况下，有效压缩比的控制方法，具体过程为：

a.通过发动机模型仿真获得发动机各个工况下的最高气缸压力P_{z max}(n,l)，其中，n为各个工况的转速，l为各个工况的负荷百分比；

b.如果P_{z max}(n,l)≤P_lim，则该工况下有效压缩比ε_e＝ε_g；如果P_{z max}(n,l)＞P_lim，则增大进气门最大升程的持续期，延迟进气门关闭时间，使P_{z max}(n,l)＝P_lim，将此时的有效压缩比记为ε_e(n,l)，其中，n为各个工况的转速，l为各个工况的负荷百分比，则该工况下的有效压缩比ε_e＝ε_e(n,l)。