基于对气缸压力梯度最大值的位置不稳定性的识别使得内燃机的燃烧噪声最小化的制作方法_3

文档序号:8287539阅读:来源:国知局
40] 本发明的其它优点和特征由以下对此时优选的实施方式的示范性说明得到。
[0041] 图1示出了用于调节内燃机的燃烧噪声的装置;
[0042] 图2为曲线图,它在一个工作循环内作为曲轴角度的函数示出了对压电-喷射器 的控制、气缸内部压力的变化曲线、热释放率的变化曲线和热释放的变化曲线;
[0043]图3为曲线图,它作为时间的函数示出了燃料喷射位置相对于曲轴角度如何向后 延迟,并且自一定程度的延迟起出现最大压力梯度的位置不稳定性。
[0044] 图4a示出用于降低燃烧噪声的优化方案,其目的是,在一个工作循环内实现最大 压力梯度的位置不稳定性。
[0045] 图4b示出了用于保持较低的燃烧噪声的另一优化方案,其中,之前通过在图4a中 所示的优化方案得出的最大压力梯度给定值和在一个工作循环内最大压力梯度的相应给 定位置用于对与燃烧相关的参数进行主动参数化。
[0046] 需要指出,以下所述的实施方式仅仅是对本发明可能的实施变型的有限选择。特 别是可以采用合适的方式将各实施方式的特征彼此组合,从而对于本领域技术人员而言可 以利用在此明确介绍的实施变型将各种不同的多个实施方式都视为显然公开。
[0047] 图1示出了用于调节内燃机的燃烧噪声的装置100。装置100或该装置100的某 些组件可以在机动车的发动机控制机构内实施。装置100具有:(a)用于使内燃机工作的控 制单元102 ; (b)用于检测内燃机气缸内的压力随时间变化的曲线的检测单元104 ; (c)用 于求取压力梯度随时间变化的曲线的求取单元106,所述压力梯度是所检测到的压力随时 间变化的曲线的时间导数;(d)确定单元108,用于在求取的时间变化曲线上确定压力梯度 最大值的时间位置。此外,该装置1〇〇还具有修改单元110,借助于该修改单元可以修改至 少一个与内燃机中的燃料燃烧相关的参数。适当设计所述装置100尤其是控制单元102,从 而在对至少一个与燃烧相关的参数进行修改或改变期间,还(i)借助于检测单元104来检 测压力随时间的变化曲线,(ii)借助于求取单元106来求取压力梯度随时间的变化曲线, (iii)借助于确定单元108来确定压力梯度最大值的时间位置。修改单元110持续对至少 一个与燃烧相关的参数进行修改或改变,直到在内燃机的多个相继的工作循环内压力梯度 最大值的时间位置开始波动。这意味着,用于表征燃烧噪声强度的最大压力梯度不再唯一 地与内燃机的工作循环的一定阶段相对应。由此保证,特别是在多级喷射的情况下没有阶 段特别是没有预喷射会导致相比于主喷射更高的压力梯度进而导致产生更大的燃烧噪声。 由此能够可靠地避免存在不必要地严重的燃烧噪声。内燃机在其燃烧噪声方面处于至少近 乎最佳的状态。
[0048]图2为曲线图220,其在一个工作循环内作为曲轴角度的函数示出了与燃料燃烧 相关的不同参数。电流变化曲线标以附图标记222,通过电流变化曲线来激发压电式的喷射 器,以便以已知的方式将燃料喷射到内燃机的气缸内。所示出的电流变化曲线222具有三 个典型的阶段。第一阶段222a导致第一预喷射。第二阶段222b导致第二预喷射。第三阶 段222c导致主喷射。
[0049] 用附图标记224来表示描述热释放率的变化情况的曲线。曲线224示出了三个显 著的极大值。第一极大值224a对应于第一预喷射222a。第二极大值224b对应于第二预喷 射222b。第三极大值224c对应于主喷射224c。采用已知的方式通过一定的时间延迟绘出 在喷射和热释放率中各相应极大值之间的对应关系。
[0050] 用附图标记226来表示描述热释放的变化情况的曲线。通过对热释放率变化曲 线224进行积分得到热释放变化曲线226。在曲轴角度约为16°时,所谓的燃烧重心为 HR50(热释放50% )。这意味着,在燃烧重心为HR50的相关时间点,每个工作循环释放的总 热量已经有一半被释放掉。在图2中,燃烧重心HR50的位置在曲线226上标明,并且在横 坐标上分别用标有附图标记226a的圆标出。
[0051]用附图标记230来表示一条曲线,其作为曲轴角度的函数示出了气缸内部压力的 变化情况。在曲轴角度约为18°时,气缸内部压力的变化曲线230具有极大值。在图2中 用标有附图标记230a的圆来表示曲线230的最大值的位置。在曲轴角度约为-2°时,气缸 内部压力变化曲线230具有最大的斜率。最大的斜率在图2中用标有附图标记230b的圆 来表示。
[0052]图2直观地示出了示范性的燃烧变化情况和由此引起的在内燃机的气缸或燃烧 室内的压力变化情况。最大压力梯度的大小和最大压力梯度的(角度)位置230b对于内 燃机的声响十分重要。当利用在内燃机上进行的气缸压力检测时,可对这些值进行分析并 且在发动机控制设备内可供使用。
[0053] 根据在此示出的实施例,借助于两个通过内燃机的曲轴角度来分析的主要参数即 (a)最大压力梯度的大小和(b)最大压力梯度的位置来对燃烧的声响进行评价。在所示出 的情况下,最大的压力梯度在第一预喷射224a的燃烧期间被识别出。这意味着,在该实施 例中,第一预喷射224a引起主要的燃烧噪声。
[0054] 根据在此示出的实施例,采用接下来借助于图3所述的方案,以便减小主要的燃 烧噪声。
[0055] 在图3中作为时间的函数示出了在内燃机的多个工作循环内由于发动机的原因 如何朝延迟方向改变燃烧重心位置HR50。在图3的曲线图中,在横坐标上绘出以秒为单位 的时间。对于上面的四条曲线,在纵坐标上绘出以度(° )为单位的曲轴角度,而对于下面 的两条曲线,在纵坐标上绘出以巴为单位的压力或以巴/角度为单位的压力梯度。
[0056] 近乎阶梯形的曲线描述了燃烧重心HR50的位置或更确切地为其(曲轴)角度位 置的给定值。根据在此示出的实施例,燃烧重心HR50的角度位置将在约24秒时向后延迟。 在实际中,这可以通过至少一个与燃烧相关的参数例如燃料喷射的时间点漂移的各种不同 的变型来进行。用附图标记352来表示有关测量曲线,撇开阶跃处的平整性不看,该测量曲 线与给定值曲线350很相似。
[0057] 标有附图标记354的曲线描述了在相应的工作循环内气缸内部压力最大值的角 度位置。用附图标记356表示描述在相应的工作循环内压力梯度最大值的角度位置的曲 线。可明显看出,从大约30秒的时间起,压力梯度最大值的角度位置不稳定,并开始波动。 当燃烧重心的漂移在大约48秒时再次部分逆转(riickgangig)之后,波动停止,并且压力 梯度最大值的角度位置再次稳定。
[0058] 为了完整起见还要提及,标有附图标记360的曲线表示在相应的工作循环内产生 的最大的压力。曲线362表示在相应的工作循环内产生的最大的压力梯度的大小。可以清 楚地看到,决定燃烧噪声的压力梯度已经在压力梯度最大值的角度位置开始不稳定之前不 久就降低了,因而使得燃烧噪声更小。
[0059] 需要指出,在压力梯度进一步减少时不再探测燃烧的压力梯度,而是探测压缩的 压力梯度。根据在此示出的实施例,将该突变的过渡部考虑用为用于分析最佳的燃烧噪声 的边界,以便根据工作点自动地优化影响燃烧的参数如喷
当前第3页1 2 3 4 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1