CN113063602A - 一种直喷汽油发动机台架低温冷启动喷油试验评价方法 - Google Patents

一种直喷汽油发动机台架低温冷启动喷油试验评价方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种直喷汽油发动机台架低温冷启动喷油试验评价方法，包括试验台架的搭建，试验的前期准备，低温冷启动喷油试验以及试验后对比不同喷油参数下的缸筒湿壁情况，结合不同喷油参数所测得颗粒物数量，得到最优的喷油控制参数。本发明直喷汽油发动机台架低温冷启动喷油试验评价方法，能判断所开发的直喷汽油机采用的喷油控制参数在低温环境下冷启动及暖机阶段是否合理，有无燃油碰壁的风险，是否会造成机油稀释；通过该试验的考核能够及时反映出发动机喷油器设计及相关喷油参数控制是否合理；能有效判断低温环境下发动机冷启动后极限条件下的缸筒湿壁情况，部件的设计方案和控制参数，保证发动机产品开发质量，提高发动机可靠性能力。

Description

一种直喷汽油发动机台架低温冷启动喷油试验评价方法
技术领域
本发明属于汽车发动机试验技术领域，具体涉及一种发动机台架专项试验验证方法，特别涉及一种直喷汽油发动机台架低温冷启动喷油试验评价方法。
背景技术
自2020年7月1日起，所有销售和注册登记的轻型汽车都应符合国6a限值要求，测试循环也由国五阶段的NEDC循环改为WLTC循环。新的排放标准对HC、CO、NOx等排放污染物的限值要求更加严格，较国五阶段大约下降50％，尤其是国六阶段首次对颗粒物数量(PN)增加了要求，并且提高了低温试验要求。有研究表明，相对于热机稳态工况，CO、HC和PN污染物排放集中冷启动暖机阶段产生。
为满足新的排放法规要求，目前大部分新研发机型采用了高压直喷系统，且冷启动暖机工况发动机有喷油补偿，较正常情况下喷油量要多。如果，喷油参数不合理，所喷出的燃油会碰到缸壁，冲刷掉缸壁上的机油油膜，造成润滑不好，严重的会流入油底壳内，造成机油稀释，影响运动件的润滑效果，导致轴瓦拉伤故障。
目前，直喷汽油发动机新产品开发阶段，并无针对喷油器专项试验，无法评价发动机低温冷启动暖机工况喷油控制参数是否合理，无法先期通过试验来检验直喷汽油发动机相关喷油器设计及喷油控制参数是否满足要求。
发明内容
本发明的目的就在于提供一种直喷汽油发动机台架低温冷启动喷油试验评价方法，以解决验证发动机低温冷启动后暖机运转阶段是否存在喷油缸筒湿壁的问题。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
一种直喷汽油发动机台架低温冷启动喷油试验评价方法，包括以下步骤：
A、试验台架的搭建：
该试验在发动机环境仓台架试验室进行，发动机通过传动轴与测功机以及测试设备相连；
B、低温冷启动喷油器验证试验的前期准备：
B1、将发动机布置在低温环境仓试验室，试验前发动机处于-20℃以下环境；
B2、使用开发ECU，每次试验前可以调整不同喷油控制参数；
C、低温冷启动喷油试验：
C1、发动机置于-20℃环境仓中0.5-1.5小时，发动机气道和燃烧室壁面上的油膜挥发殆尽，且冷却液和机油温度与外部环境温度基本一致；
C2、预置1800转/分外特性工况喷油参数，发动机启动后直接运转至1800转/分外特性工况，运行90秒；
C3、停机30秒，等待冷却液降温；
C4、再次启动发动机运转至1800转/分外特性工况，运行90秒；
C5、停机，拆卸火花塞，使用内窥镜检查各缸缸内情况，是否有湿壁问题；
C6、恢复发动机，继续冷却发动机0.5-1.5小时，调整1800转/分外特性工况喷油参数，等待下次试验；
D、试验后的相关验证和评价：
试验结束后，检查缸内情况，对比不同喷油参数下的缸筒湿壁情况，结合不同喷油参数所测排放数据和得颗粒物数量，得到最优的喷油控制参数。
进一步地，所述测试设备包括油耗仪、水温控制系统、台架操作系统、排放分析仪以及颗粒计数器。
进一步地，步骤A，所述发动机需完成性能开发试验工作，优化完发动机的外特性相关控制参数。
进一步地，步骤C1，所述发动机置于-20℃环境仓中的时间为1小时。
进一步地，步骤C2，所述参数包括喷油压力、多次喷油模式以及喷油时刻。
进一步地，步骤C6，所述发动机冷却时间为1小时。
进一步地，步骤D，通过内窥镜检查缸内情况。
进一步地，进行5次循环试验后需将发动机更换新的机油和机油滤。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本发明直喷汽油发动机台架低温冷启动喷油试验评价方法，用于在发动机产品开发阶段，判断所开发的直喷汽油机采用的喷油控制参数在低温环境下冷启动及暖机阶段是否合理，有无燃油碰壁的风险，是否会造成机油稀释；
2、通过该试验的考核能够及时反映出发动机喷油器设计及相关喷油参数控制是否合理，为产品开发设计师和标定工程师提供数据支撑，完善产品开发流程，提前暴露发动机设计问题，有利于设计师完善和优化相关零部件，防止后续出现相关质量问题，节约产品开发时间；
3、能有效判断低温环境下发动机冷启动后极限条件下的缸筒湿壁情况，使得设计人员在发动机产品开发阶段能根据试验结果合理的优化发动机相关零部件的设计方案和控制参数，保证发动机产品开发质量，提高发动机可靠性能力。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1直喷汽油发动机台架低温冷启动喷油试验循环图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步说明：
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
如图1所示，本发明直喷汽油发动机台架低温冷启动喷油试验评价方法，包括以下步骤：
A、试验台架的搭建：
该试验在发动机环境仓台架试验室进行，发动机需正常连接测功机、油耗仪、水温控制系统、台架操作系统以及颗粒计数器等必要设备。
B、低温冷启动喷油器验证试验的前期准备：
B1、将发动机布置在低温环境仓试验室，试验前发动机处于-20℃以下环境；
B2、使用开发ECU，每次试验前可以调整不同喷油控制参数；
C、低温冷启动喷油试验：
C1、发动机置于-20℃环境仓中1小时，发动机气道和燃烧室壁面上的油膜挥发殆尽，且冷却液和机油温度与外部环境温度基本一致；
C2、预置1800转/分外特性工况喷油参数(包括喷油压力、多次喷油模式、喷油时刻等)，发动机启动后直接运转至1800转/分外特性工况，运行90秒；
C3、停机30秒，等待冷却液降温；
C4、再次启动发动机运转至1800转/分外特性工况，运行90秒；
C5、停机，拆卸火花塞，使用内窥镜检查各缸缸内情况，是否有湿壁问题；
C6、恢复发动机，继续冷却发动机1小时，调整1800转/分外特性工况喷油参数，等待下次试验；
D、试验后的相关验证和评价：
试验结束后，通过内窥镜检查缸内情况，对比不同喷油参数下的缸筒湿壁情况，结合不同喷油参数所测得排放数据和颗粒物数量，从而得到最优的喷油控制参数，为后续试验开发提供参考。
由于，碰壁的燃油会流入油底壳造成机油稀释，严重的会导致发动机拉缸问题。因此，进行5次循环试验后需将发动机更换新的机油和机油滤，保证发动机试验正常进行。
根据本发明试验方法相关要求，在进行直喷汽油发动机台架低温冷启动喷油试验之前，发动机需完成性能开发试验工作，优化完发动机的外特性相关控制参数。
注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (8)

1.一种直喷汽油发动机台架低温冷启动喷油试验评价方法，其特征在于，包括以下步骤：
A、试验台架的搭建：
该试验在发动机环境仓台架试验室进行，发动机通过传动轴与测功机以及测试设备相连；
B、低温冷启动喷油器验证试验的前期准备：
B1、将发动机布置在低温环境仓试验室，试验前发动机处于-20℃以下环境；
B2、使用开发ECU，每次试验前可以调整不同喷油控制参数；
C、低温冷启动喷油试验：
C1、发动机置于-20℃环境仓中0.5-1.5小时，发动机气道和燃烧室壁面上的油膜挥发殆尽，且冷却液和机油温度与外部环境温度基本一致；
C2、预置1800转/分外特性工况喷油参数，发动机启动后直接运转至1800转/分外特性工况，运行90秒；
C3、停机30秒，等待冷却液降温；
C4、再次启动发动机运转至1800转/分外特性工况，运行90秒；
C5、停机，拆卸火花塞，使用内窥镜检查各缸缸内情况，是否有湿壁问题；
C6、恢复发动机，继续冷却发动机0.5-1.5小时，调整1800转/分外特性工况喷油参数，等待下次试验；
D、试验后的相关验证和评价：
试验结束后，检查缸内情况，对比不同喷油参数下的缸筒湿壁情况，结合不同喷油参数所测排放数据和得颗粒物数量，得到最优的喷油控制参数。
2.根据权利要求1所述的一种直喷汽油发动机台架低温冷启动喷油试验评价方法，其特征在于：所述测试设备包括油耗仪、水温控制系统、台架操作系统、排放分析仪以及颗粒计数器。
3.步骤A，所述发动机需完成性能开发试验工作，优化完发动机的外特性相关控制参数。
4.根据权利要求1所述的一种直喷汽油发动机台架低温冷启动喷油试验评价方法，其特征在于：步骤C1，所述发动机置于-20℃环境仓中的时间为1小时。
5.根据权利要求1所述的一种直喷汽油发动机台架低温冷启动喷油试验评价方法，其特征在于：步骤C2，所述参数包括喷油压力、多次喷油模式以及喷油时刻。
6.根据权利要求1所述的一种直喷汽油发动机台架低温冷启动喷油试验评价方法，其特征在于：步骤C6，所述发动机冷却时间为1小时。
7.根据权利要求1所述的一种直喷汽油发动机台架低温冷启动喷油试验评价方法，其特征在于：步骤D，通过内窥镜检查缸内情况。
8.根据权利要求1所述的一种直喷汽油发动机台架低温冷启动喷油试验评价方法，其特征在于：进行5次循环试验后需将发动机更换新的机油和机油滤。
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