一种降低发动机燃烧噪声的燃烧系统及控制方法与流程

本发明涉及发动机燃烧噪声控制，具体涉及一种降低发动机燃烧噪声的燃烧系统及控制方法。

背景技术：

1、汽车产生的噪声中，发动机噪声是其最主要的噪声源。发动机在工作过程中气缸内会经历剧烈的压力变化，冲击燃烧室壁面使发动机结构产生振动并传递到发动机表面，最后辐射到空气中产生较大的燃烧噪声。如何有效地降低发动机的燃烧噪声，对提升整机nvh(noise、vibration、harshness，噪声、振动与声振粗糙度)性能至关重要。

2、传统发动机主要通过推迟喷油提前角，缩短滞燃期，减少滞燃期内形成的可燃混合气量而抑制初期的预混燃烧过程，降低压力升高率，达到降低燃烧噪声的目的。但是推迟喷油提前角会导致燃烧相位延后，燃烧等容度降低，压力升高率降低，循环热效率会恶化，发动机燃油经济性变差。

技术实现思路

1、针对现有技术存在的问题，本发明提供一种降低发动机燃烧噪声的燃烧系统及控制方法，能够在改善发动机nvh性能的同时，优化发动机燃油经济性和nox排放，同时解决低负荷容易出现烟度恶化的问题。

2、本发明的技术方案如下：

3、在本发明的第一方面，提供了一种降低发动机燃烧噪声的燃烧系统，包括：

4、燃烧分析仪，用于实时采集发动机缸内的压力曲线，并根据压力曲线计算压力升高率；

5、ecu，用于获取压力升高率，并将压力升高率与预设阀值进行比较，根据比较结果对主喷油器或副喷油器的喷射参数进行调节；

6、主喷油器，安装在发动机气缸盖的中心位置处，用于中后期扩散燃烧过程中喷油；

7、副喷油器，安装在发动机气缸盖上，距离主喷油器设定距离，用于前期预混燃烧过程中喷油。

8、在本发明的一些实施方式中，所述主喷射器的流量为1000-1450ml/30s，主喷油器流量为副喷油器流量的1.4-2.0倍。

9、在本发明的一些实施方式中，所述副喷油器距离主喷油器0.2-0.5倍缸径值，所述主喷油器轴线与气缸盖中心线重合，所述副喷油器倾斜安装，副喷油器轴线指向主喷油器轴线，主副喷油器轴线相交，副喷油器与缸盖底面的夹角为45°-60°。

10、在本发明的一些实施方式中，根据比较结果对主喷油器或副喷油器的喷射参数进行调节，具体包括：

11、当压力升高率大于预设阀值时，调节副喷油器的喷射参数，直至压力升高率小于或等于预设阀值；

12、当压力升高率小于或者等于预设阀值，则保持副喷油器喷射参数不变，然后根据发动机工况参数，调节主喷油器的喷射参数。

13、在本发明的一些实施方式中，所述主喷油器或副喷油器的喷射参数包括喷油提前角、轨压和加电时间，调节主喷油器的喷射参数时，优先调节副喷油器提前角，然后是轨压，最后是加电时间。

14、在本发明的一些实施方式中，所述发动机工况参数和主喷油器的喷射参数在发动机试验台架上进行标定。

15、在本发明的第二方面，提供了一种降低发动机燃烧噪声的控制方法，包括：

16、实时采集发动机缸内的压力曲线，根据压力曲线计算压力升高率；

17、将压力升高率与预设阀值进行比较，判断压力升高率是否大于预设阀值；

18、若压力升高率大于预设阀值，则调节副喷油器的喷射参数，直至压力升高率小于或等于预设阀值；

19、若压力升高率小于或者等于预设阀值，则保持副喷油器喷射参数不变，然后根据发动机工况参数，调节主喷油器的喷射参数。

20、在本发明的一些实施方式中，主喷油器和副喷油器的喷射参数包括喷油提前角、轨压和加电时间。

21、在本发明的一些实施方式中，调节主喷油器的喷射参数时，优先推迟副喷油器提前角，然后降低轨压，最后缩短加电时间。

22、在本发明的一些实施方式中，所述预设阀值根据台架噪声采集，确定每个工况噪声阀值所对应的缸压升高率的最大值，将对应的缸压升高率的最大值输入到ecu中作为预设阀值。

23、本发明一个或多个技术方案具有以下有益效果：

24、(1)本发明提供的降低发动机燃烧噪声的燃烧系统，可以根据不同工况点的工作循环情况实时调节主副喷油器的喷油规律，既能够缩短滞燃期，减少滞燃期内形成的可燃混合气量，降低燃烧噪声和nox的生成；又能够提升中后期燃烧速度，保持发动机燃油经济性。

25、(2)本发明提供的降低发动机燃烧噪声的燃烧系统，通过设置流量大的主喷油器在中后期扩散燃烧，通过设置流量小的副喷油器，在前期的预混燃烧过程，控制燃烧噪声和nox生成。压缩冲程末期小孔径的副喷油器先喷油，通过细化油滴半径，提升雾化质量，可以在滞燃期内快速形成可燃混合气，缩短滞燃期，从而降低燃烧噪声和nox排放；燃烧开始后由主喷油器进行喷油，提升中后期的燃烧速度，保持发动机燃油经济性。

26、(3)本发明提供的降低发动机燃烧噪声的燃烧系统，发动机在低负荷运转时，此时发动机工作循环比较柔和，发动机nvh性能不再需要考虑，但烟度一般会因为低负荷缸内气流运动弱出现恶化，因此在低负荷喷油量较少时可以主要使用小孔径的副喷油器喷油，细化油雾，降低低负荷烟度排放，解决了低负荷容易出现烟度恶化的问题。

27、(4)本发明提供的控制方法，根据燃烧分析仪实时采集的缸压曲线计算缸内压力升高率，实时调节主副喷油器的喷油提前角、轨压和加电时间等；对任何缸内直喷式柴油机燃烧室都适用，适用范围广泛。

技术特征：

1.一种降低发动机燃烧噪声的燃烧系统，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的降低发动机燃烧噪声的燃烧系统，其特征在于，所述主喷射器的流量为1000-1450ml/30s，主喷油器流量为副喷油器流量的1.4-2.0倍。

3.如权利要求1所述的降低发动机燃烧噪声的燃烧系统，其特征在于，所述副喷油器距离主喷油器0.2-0.5倍缸径值，所述主喷油器轴线与气缸盖中心线重合，所述副喷油器倾斜安装，副喷油器轴线指向主喷油器轴线，主副喷油器轴线相交，副喷油器与缸盖底面的夹角为45°-60°。

4.如权利要求1所述的降低发动机燃烧噪声的燃烧系统，其特征在于，根据比较结果对主喷油器或副喷油器的喷射参数进行调节，具体包括：

5.如权利要求4所述的降低发动机燃烧噪声的燃烧系统，其特征在于，所述主喷油器或副喷油器的喷射参数包括喷油提前角、轨压和加电时间，调节主喷油器的喷射参数时，优先调节副喷油器提前角，然后是轨压，最后是加电时间。

6.如权利要求4所述的降低发动机燃烧噪声的燃烧系统，其特征在于，所述发动机工况参数和主喷油器的喷射参数在发动机试验台架上进行标定。

7.一种降低发动机燃烧噪声的控制方法，其特征在于，包括：

8.如权利要求7所述的降低发动机燃烧噪声的控制方法，其特征在于，主喷油器和副喷油器的喷射参数包括喷油提前角、轨压和加电时间。

9.如权利要求8所述的降低发动机燃烧噪声的控制方法，其特征在于，调节主喷油器的喷射参数时，优先推迟副喷油器提前角，然后降低轨压，最后缩短加电时间。

10.如权利要求7所述的降低发动机燃烧噪声的控制方法，其特征在于，所述预设阀值根据台架噪声采集，确定每个工况噪声阀值所对应的缸压升高率的最大值，将对应的缸压升高率的最大值输入到ecu中作为预设阀值。

技术总结本发明公开了一种降低发动机燃烧噪声的燃烧系统及控制方法，燃烧系统包括：燃烧分析仪，用于实时采集发动机缸内的压力曲线，并根据压力曲线计算压力升高率；ECU，用于获取压力升高率，并将压力升高率与预设阀值进行比较，根据比较结果对主喷油器或副喷油器的喷射参数进行调节；主喷油器，设置在发动机气缸盖上，用于中后期扩散燃烧过程中喷油；副喷油器，设置在发动机气缸盖上，用于前期预混燃烧过程中喷油；本发明可以根据不同工况点的工作循环情况实时调节主副喷油器的喷油规律，既能够缩短滞燃期，减少滞燃期内形成的可燃混合气量，降低燃烧噪声和NOx的生成；又能够提升中后期燃烧速度，保持发动机燃油经济性。技术研发人员：刘俊龙,陈荣祥,张荣胜受保护的技术使用者：潍柴动力股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/11/14