CN112113768B - 一种发动机超级爆震差异性验证方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种发动机超级爆震差异性验证方法，其中，包括如下步骤：选取超级爆震频次符合要求的试验工况；对试验样机进行预处理；分别利用参比样品、测试样品进行循环测试并分别获取至少五组有效数据；其中，循环测试包括清除积碳循环、超级爆震预跑循环和超级爆震测试循环；根据所获取的有效数据评价参比样品和测试样品的超级爆震抑制性差异。本发明能够精确评价抑制超级爆震专用机油、燃油添加剂对于超级爆震的抑制作用。
Description
技术领域
本发明涉及发动机测试技术领域，特别是一种发动机超级爆震差异性验证方法。
背景技术
直喷增压发动机在低速大扭矩下易发生超级爆震，发生超级爆震时，缸内峰值压力甚至可以超过100bar，对发动机危害极大，极端条件下可瞬间损坏发动机。
超级爆震的影响因素包括发动机设计、燃烧室积碳、燃油、机油和缸内热点分布等因素。
根据超级爆震的影响因素，各润滑油、添加剂、主机厂均开发抑制超级爆震的产品，包括专用机油、燃油添加剂等。因此需要一种能够精确评价发动机搭载不同产品时超级爆震发生频次的差异性,评价开发产品对超级爆震抑制作用。
发明内容
本发明的目的是提供一种发动机超级爆震差异性验证方法，以解决现有技术中的不足，它能够精确评价抑制超级爆震专用机油、燃油添加剂对于超级爆震的抑制作用。
本发明提供了一种发动机超级爆震差异性验证方法，其中，
包括如下步骤：
选取超级爆震频次符合要求的试验工况；
对试验样机进行预处理；
分别利用参比样品、测试样品进行循环测试并分别获取至少五组有效数据；其中，循环测试包括清除积碳循环、超级爆震预跑循环和超级爆震测试循环；
根据所获取的有效数据评价参比样品和测试样品的超级爆震抑制性差异。
如上所述的发动机超级爆震差异性验证方法，其中，可选的是，选取超级爆震频次符合要求的试验工况具体包括：
判断超级爆震频次是否符合要求，如果不符合要求，则对试验样机进行调整直到符合要求；
其中，试验中，于对超级爆震频次的要求为10-20次每循环。
如上所述的发动机超级爆震差异性验证方法，其中，可选的是，如上所述的发动机超级爆震差异性验证方法，其中，可选的是，对于不符合超级爆震频次的试验样机的调整方法包括：
a.提高活塞漏气量；
b.调节水温及中冷后的温度；
c.降低发动机转速，提高出水温度；
通过以上调整方法，以使水温达到85-100℃，中冷后温度达到40-50℃，空燃比为14-15，漏气量不小于60L/min，窜油量为40-50g/h。
如上所述的发动机超级爆震差异性验证方法，其中，可选的是，对试验样机进行预处理包括清洗样机；
清洗样机包括如下步骤：
a.放掉原有机油，放油时间不低于15分钟，加入待试验的参比样品或测试样品；
b.启动发动机至怠速，怠速5分钟；
c.放掉清洗油，放油时间不低于15分钟；
d.更换机油滤清器，添加参比样品或试验样品。
如上所述的发动机超级爆震差异性验证方法，其中，可选的是，清除积碳循环包括顺次进行的第一除碳工况、第二除碳工况、第三除碳工况、第四除碳工况和第五除碳工况；
其中，第一除碳工况为试验时间为2min的怠速工况，第二除碳工况为15分钟的2000rpm@100Nm工况，第二除碳工况的条件为：出水温度要介于94-96℃之间；且第一除碳工况与第二除碳工况之间的过渡时间为1min；
第三除碳工况的为时长60分钟的全速全负荷工况，第三除碳工况的条件为：出水温度要介于94-96℃之间；第二除碳工况与第三除碳工况之间的过渡时间为1min；
第四除碳工况为试验时间为2min的怠速工况，第五除碳工况为试验时间为10min的停机工况；并在第五除碳工况结束后放机油至少15min；
如上所述的发动机超级爆震差异性验证方法，其中，可选的是，超级爆震预跑循环包括第一预跑工况、第二预跑工况、第三预跑工况、第四预跑工况、第五预跑工况和第六预跑工况；
其中，第一预跑工况为时长2min的怠速工况，第二预跑工况为时长15min的2000rpm@100Nm工况，且第二预跑工况的条件为:出水温度介于94-96℃之间；第一预跑工况与第二预跑工况的过渡时间为1min；
第三预跑工况为时长60min的1500rpm@100％load工况，且第三预跑工况的条件为:出水温度介于94-96℃之间，中冷后温度介于43到47℃之间；第二预跑工况与第三预跑工况的过渡时间为1min；
第四预跑工况为时长15min的2000rpm@50Nm工况，且第四预跑工况的条件为:出中冷后温度介于44-46℃之间；第三预跑工况与第四预跑工况的过渡时间为1min；
第五预跑工况为时长2min的怠速工况；
第六预跑工况为时长10min的停机工况。
如上所述的发动机超级爆震差异性验证方法，其中，可选的是，超级爆震测试循环包括第一测试工况、第二测试工况、第三测试工况、第四测试工况、第五测试工况和第六测试工况；
第一测试工况为时长2min的怠速工况；
第二测试工况为时长15min的2000rpm@100Nm工况，且第二测试工况的条件为出水温度要介于94-96℃之间；第二测试工况与第一测试工况之间的过渡时间为1min；
第三测试工况为时长120min的1500rpm@100％load工况，且第三测试工况的条件为：出水温度介于94到96℃，中冷后温度介于43到47℃，漏气量为60L/min；第三测试工况与第二测试工况之间的过渡时间为1min；
第四测试工况为时长15min的2000rpm@50Nm工况，第四测试工况的条件为：出水温度介于44到46℃；第四测试工况与第三测试工况之间的过渡时间为1min；
第五测试工况为时长2min的怠速工况；
第六测试工况为时长10min的停机工况。
与现有技术相比，本发明通过直喷发动机基本特征及超级爆震机理，选定一种超级爆震测试工况，提升发动机超级爆震发生的频次，以快速有效评价专用机油相比参比油超级爆震频次的下降的幅度。能够精确评价抑制超级爆震专用机油、燃油添加剂对于超级爆震的抑制作用，有利于降低产品的开发周期。
附图说明
图1是本发明的步骤流程图；
图2是本发明某一试验结果的对比图。
具体实施方式
下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。
请参照图1，本发明提出了一种发动机超级爆震差异性验证方法，其中，
包括如下步骤：
S1，选取超级爆震频次符合要求的试验工况；在具体实施时，选取超级爆震频次符合要求的试验工况具体包括：判断超级爆震频次是否符合要求，如果不符合要求，则对试验样机进行调整直到符合要求；其中，试验中，于对超级爆震频次的要求为10-20次每循环。如此，能够保证在测试能够有效发生超级爆震。并且能够通过一个循环选取出足够的有效数据。
对试验样机进行调整时，调整的手段包括但不限于：
a.提高活塞漏气量；
b.调节水温及中冷后的温度；
c.降低发动机转速，提高出水温度；
在调整时，可以是将上述手段择一而用，也可以是全部使用，在本实施方式中，全部使用为例。通过以上调整方法，以使水温达到85-100℃，中冷后温度达到40-50℃，空燃比为14-15,其中，优选14.5，漏气量不小于60L/min，窜油量为40-50g/h。
具体地，以1.5TGDI发动机产品为平台，最终确定工况如下表1所示：
表1
| 测量工况 | 循环时间 | 水温 | 中冷后温度 | 空燃比 | 漏气量 | 窜油量 |
| rpm@N.m | min | ℃ | ℃ | / | L/min | g/h |
| 1500@100％load | 120 | 95 | 45 | 14.6 | 60 | 40 |
S2，对试验样机进行预处理；
具体实施时，为了清除发动机内部残留的非测试样品、金属杂质等，需用测试样品对发动机进行清洗。具体地，清洗样机包括如下步骤：
a.放掉原有机油，放油时间不低于15分钟，加入待试验的参比样品或测试样品；
b.启动发动机至怠速，怠速5分钟；
c.放掉清洗油，放油时间不低于15分钟；
d.更换机油滤清器，添加参比样品或试验样品。
S3，分别利用参比样品、测试样品进行循环测试并分别获取至少五组有效数据；其中，循环测试包括清除积碳循环、超级爆震预跑循环和超级爆震测试循环。
具体实施时，为排除发动机积碳对超级爆震测试的影响，测试前需对样机进行清碳处理，必要时可以使用燃油宝等清积碳添加剂。
清除积碳循环包括顺次进行的第一除碳工况、第二除碳工况、第三除碳工况、第四除碳工况和第五除碳工况；
其中，第一除碳工况为试验时间为2min的怠速工况，第二除碳工况为15分钟的2000rpm@100Nm工况，第二除碳工况的条件为：出水温度要介于94-96℃之间；且第一除碳工况与第二除碳工况之间的过渡时间为1min；
第三除碳工况的为时长60分钟的全速全负荷工况，第三除碳工况的条件为：出水温度要介于94-96℃之间；第二除碳工况与第三除碳工况之间的过渡时间为1min；
第四除碳工况为试验时间为2min的怠速工况，第五除碳工况为试验时间为10min的停机工况；并在第五除碳工况结束后放机油至少15min。
清除积碳循环具体见表2。
表2
| 类别 | 发动机工况 | 过渡时间/min | 试验时间/min | 特定边界条件 |
| 第一除碳工况 | 怠速 | 2 | ||
| 第二除碳工况 | 2000rpm@100Nm | 1 | 15 | 出水温度95℃±1℃ |
| 第三除碳工况 | 全速全负荷工况 | 1 | 60 | 出水温度95℃±1℃ |
| 第四除碳工况 | 怠速 | 2 | ||
| 第五除碳工况 | 停机 | 10 | ||
| 结束 | 放机油 | 15 |
具体实施时，为确保超级爆震测试时边界条件满足要求，发动机与机油提前进入状态，添加测试样品后需对测试循环进行预跑。超级爆震预跑循环包括第一预跑工况、第二预跑工况、第三预跑工况、第四预跑工况、第五预跑工况和第六预跑工况；
其中，第一预跑工况为时长2min的怠速工况，第二预跑工况为时长15min的2000rpm@100Nm工况，且第二预跑工况的条件为:出水温度介于94-96℃之间；第一预跑工况与第二预跑工况的过渡时间为1min；第三预跑工况为时长60min的1500rpm@100％load工况，且第三预跑工况的条件为:出水温度介于94-96℃之间，中冷后温度介于43到47℃之间；第二预跑工况与第三预跑工况的过渡时间为1min；第四预跑工况为时长15min的2000rpm@50Nm工况，且第四预跑工况的条件为:出中冷后温度介于44-46℃之间；第三预跑工况与第四预跑工况的过渡时间为1min；第五预跑工况为时长2min的怠速工况；第六预跑工况为时长10min的停机工况。具体见表3。
表3
为确保超级爆震测试时发动机状态的一致性，超级爆震测试时需增加怠速、暖机、冷机等工况，具体地，超级爆震测试循环包括第一测试工况、第二测试工况、第三测试工况、第四测试工况、第五测试工况和第六测试工况；
第一测试工况为时长2min的怠速工况；第二测试工况为时长15min的2000rpm@100Nm工况，且第二测试工况的条件为出水温度要介于94-96℃之间；第二测试工况与第一测试工况之间的过渡时间为1min；第三测试工况为时长120min的1500rpm@100％load工况，且第三测试工况的条件为：出水温度介于94到96℃，中冷后温度介于43到47℃，漏气量为60L/min；第三测试工况与第二测试工况之间的过渡时间为1min；第四测试工况为时长15min的2000rpm@50Nm工况，第四测试工况的条件为：出水温度介于44到46℃；第四测试工况与第三测试工况之间的过渡时间为1min；第五测试工况为时长2min的怠速工况；第六测试工况为时长10min的停机工况。在本发明中，中冷后温度是指中冷后的机油温度，1500rpm@100％load是指发动机转速为1500rpm，且全负载的工况；2000rpm@100Nm是指发动机转速为2000rpm，输出扭矩为100Nm；2000rpm@50Nm是指发动机转速为2000rpm，输出扭矩为50Nm。
具体超级爆震测试循环工况见下表：
S4，根据所获取的有效数据评价参比样品和测试样品的超级爆震抑制性差异。
1)本发明通过进行设定专用超级爆震测试循环工况，包含工况初步选定、试验准备、清积碳循环、预跑循环和超级爆震测试循环，可以快速。有效的区分不同样品对超级爆震抑制差异性，缩短产品的开发周期。
2)可以为整机产品开发提供技术支持，明确开发抑制超级爆震专用产品的必要性；
3)有利于公司直喷发动机的应用推广，提升产品的价值。
为保证超级爆震试验的顺利进行，提升测试结果有效性和一致性，试验有如下要求各阶段测试循环运行过程不得发生停机故障，每种测试样品和参比样品至少有五组以上有效数据。以1.5TGDI发动机产品为平台，以某两种测试油(测试油1和测试油2)进行试验的的结果如图2所示，从图中可以看出，测试油1和测试油2对于超级爆震的抑制性要好于参比油，且测试油2对于超级爆震的抑制作用要好于测试油1。
以上依据图式所示的实施例详细说明了本发明的构造、特征及作用效果，以上所述仅为本发明的较佳实施例，但本发明不以图面所示限定实施范围，凡是依照本发明的构想所作的改变，或修改为等同变化的等效实施例，仍未超出说明书与图示所涵盖的精神时，均应在本发明的保护范围内。
Claims (4)
1.一种发动机超级爆震差异性验证方法，其特征在于：
包括如下步骤：
选取超级爆震频次符合要求的试验工况；
对试验样机进行预处理；
分别利用参比样品、测试样品进行循环测试并分别获取至少五组有效数据；其中，循环测试包括清除积碳循环、超级爆震预跑循环和超级爆震测试循环；
根据所获取的有效数据评价参比样品和测试样品的超级爆震抑制性差异；
选取超级爆震频次符合要求的试验工况具体包括：
判断超级爆震频次是否符合要求，如果不符合要求，则对试验样机进行调整直到符合要求；
其中，试验中，对于超级爆震频次的要求为10-20次每循环；
对于不符合超级爆震频次的试验样机的调整方法包括：
a.提高活塞漏气量；
b.调节水温及中冷后的温度；
c.降低发动机转速，提高出水温度；
通过以上调整方法，以使水温达到85-100℃，中冷后温度达到40-50℃，空燃比为14.6，漏气量不小于60L/min，窜油量为40-50g/h；
清除积碳循环包括顺次进行的第一除碳工况、第二除碳工况、第三除碳工况、第四除碳工况和第五除碳工况；
其中，第一除碳工况为试验时间为2min的怠速工况，第二除碳工况为15分钟的2000rpm@100Nm工况，第二除碳工况的条件为：出水温度要介于94-96℃之间；且第一除碳工况与第二除碳工况之间的过渡时间为1min；
第三除碳工况的为时长60分钟的全速全负荷工况，第三除碳工况的条件为：出水温度要介于94-96℃之间；第二除碳工况与第三除碳工况之间的过渡时间为1min；
第四除碳工况为试验时间为2min的怠速工况，第五除碳工况为试验时间为10min的停机工况；并在第五除碳工况结束后放机油至少15min。
2.根据权利要求1所述的发动机超级爆震差异性验证方法，其特征在于：对试验样机进行预处理包括清洗样机；
清洗样机包括如下步骤：
a.放掉原有机油，放油时间不低于15分钟，加入待试验的参比样品或测试样品；
b.启动发动机至怠速，怠速5分钟；
c.放掉清洗油，放油时间不低于15分钟；
d.更换机油滤清器，添加参比样品或试验样品。
3.根据权利要求1所述的发动机超级爆震差异性验证方法，其特征在于：超级爆震预跑循环包括第一预跑工况、第二预跑工况、第三预跑工况、第四预跑工况、第五预跑工况和第六预跑工况；
其中，第一预跑工况为时长2min的怠速工况，第二预跑工况为时长15min的2000rpm@100Nm工况，且第二预跑工况的条件为:出水温度介于94-96℃之间；第一预跑工况与第二预跑工况的过渡时间为1min；
第三预跑工况为时长60min的1500rpm@100％load工况，且第三预跑工况的条件为:出水温度介于94-96℃之间，中冷后温度介于43到47℃之间；第二预跑工况与第三预跑工况的过渡时间为1min；
第四预跑工况为时长15min的2000rpm@50Nm工况，且第四预跑工况的条件为:出中冷后温度介于44-46℃之间；第三预跑工况与第四预跑工况的过渡时间为1min；
第五预跑工况为时长2min的怠速工况；
第六预跑工况为时长10min的停机工况。
4.根据权利要求1所述的发动机超级爆震差异性验证方法，其特征在于：超级爆震测试循环包括第一测试工况、第二测试工况、第三测试工况、第四测试工况、第五测试工况和第六测试工况；
第一测试工况为时长2min的怠速工况；
第二测试工况为时长15min的2000rpm@100Nm工况，且第二测试工况的条件为出水温度要介于94-96℃之间；第二测试工况与第一测试工况之间的过渡时间为1min；
第三测试工况为时长120min的1500rpm@100％load工况，且第三测试工况的条件为：出水温度介于94到96℃，中冷后温度介于43到47℃，漏气量为60L/min；第三测试工况与第二测试工况之间的过渡时间为1min；
第四测试工况为时长15min的2000rpm@50Nm工况，第四测试工况的条件为：出水温度介于44到46℃；第四测试工况与第三测试工况之间的过渡时间为1min；
第五测试工况为时长2min的怠速工况；
第六测试工况为时长10min的停机工况。
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