一种发动机早燃的试验方法与流程

1.本技术涉及发动机技术领域，具体而言，涉及一种发动机早燃的试验方法。


背景技术：

2.直喷汽油机是目前的主流乘用车发动机，广泛应用的原因在于其可以在更高压缩比下通过燃油在缸内直接喷射，降低燃烧初始温度，不易爆震因而动力性更强，从而提高经济性。但是同时存在早燃现象，开发阶段如何有效评估早燃发生的风险和强度，是评估发动机设计安全性的重要需求。
3.基于此，本领域技术人员急需一种发动机早燃的试验方法，能够对发动机的抗早燃性能进行试验。


技术实现要素：

4.本技术的实施例提供了一种发动机早燃的试验方法，进而至少在一定程度能够对发动机的抗早燃性能进行试验。
5.本技术的其他特性和优点将通过下面的详细描述变得显然，或部分地通过本技术的实践而习得。
6.根据本技术实施例的一个方面，提供了一种发动机早燃的试验方法，所述方法包括：将整车处于第一车速时对应的发动机工况作为清碳工况，按照所述清碳工况以及第一时间长度持续运行待测发动机，以清除所述待测发动机的缸内积碳；将整车处于第二车速时对应的发动机工况作为积碳工况，按照所述积碳工况以及第二时间长度持续运行所述待测发动机；将所述待测发动机输出额定扭矩时对应的工况作为早燃验证工况，按照所述早燃验证工况以及第三时间长度持续运行所述待测发动机；根据所述待测发动机中的缸压变化判断所述待测发动机的早燃情况，以完成所述待测发动机的早燃试验。
7.在本技术的一些实施例中，所述将整车处于第一车速时对应的发动机工况作为清碳工况，包括：按照整车处于第一车速时非空燃比加浓工况的发动机运行转速、负荷以及冷却水温制定清碳工况。
8.在本技术的一些实施例中，所述将整车处于第二车速时对应的发动机工况作为积碳工况，包括：按照整车处于第二车速时的发动机运行转速、负荷以及冷却水温制定积碳工况。
9.在本技术的一些实施例中，所述将所述待测发动机输出额定扭矩时对应的工况作为早燃验证工况，包括：按照所述待测发动机输出额定扭矩时的转速制定早燃验证工况。
10.在本技术的一些实施例中，按照所述早燃验证工况以及第三时间长度持续运行所述待测发动机，包括：按照所述早燃验证工况，将所述待测发动机的负荷在第四时间长度内提升至所述额定扭矩，并持续稳定运行第三时间长度。
11.在本技术的一些实施例中，所述根据所述待测发动机中的缸压变化判断所述待测发动机的早燃情况，以完成所述待测发动机的早燃试验，包括：如果根据所述待测发动机中
的缸压变化判断所述待测发动机出现早燃情况，则根据所述缸压变化以及所述第二时间长度评价所述待测发动机的抗早燃性能。
12.在本技术的一些实施例中，基于前述方案，所述根据所述缸压变化以及所述第二时间长度评价所述待测发动机的抗早燃性能，包括：根据所述缸压变化判断早燃程度，基于所述早燃程度评价所述待测发动机的瞬态耐受强度；基于所述第二时间长度以及所述第二车速估计整车发生早燃的累积里程；根据所述瞬态耐受强度以及所述累积里程评价所述待测发动机的抗早燃性能。
13.在本技术的一些实施例中，所述根据所述待测发动机中的缸压变化判断所述待测发动机的早燃情况，以完成所述待测发动机的早燃试验，包括：如果通过所述待测发动机中的缸压变化判断所述待测发动机尚未出现早燃情况，则重新执行按照所述清碳工况以及第一时间长度持续运行待测发动机的步骤，并增大所述第二时间长度。
14.在本技术的一些实施例中，在按照所述清碳工况以及第一时间长度持续运行待测发动机之前，所述方法还包括：在所述待测发动机的每个缸内设置缸压传感器，以采集缸压数据。
15.在本技术的一些实施例中，在按照所述清碳工况以及第一时间长度持续运行待测发动机之前，所述方法还包括：为所述待测发动机更换机油。
16.基于上述方案，本技术提供的技术方案至少有以下优点和进步之处：
17.在本技术中，按照清碳工况、积碳工况、早燃验证工况对待测发动机进行早燃试验，可以有效模拟整车经常长时间处于低速小负荷运行，喷油器出现积碳后，再进行急加速的工况，此时更容易发生早燃。因此本技术提供的具体试验过程具备与道路实际运行更接近的工况，能够有效模拟整车早燃的发生并监控其强度，为设计评价发动机零部件可靠性提供依据。
18.应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本技术。
附图说明
19.此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本技术的实施例，并与说明书一起用于解释本技术的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，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的附图。在附图中：
20.图1示出了根据本技术一个实施例的发动机早燃的试验方法的流程简图；
21.图2示出了根据本技术的一个实施例中的早燃试验流程图。
具体实施方式
22.现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的范例；相反，提供这些实施方式使得本技术将更加全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。
23.请参阅图1。
24.图1示出了根据本技术一个实施例的发动机早燃的试验方法的流程简图，如图1所
示，所述方法可以包括步骤s101-s104：
25.步骤s101，将整车处于第一车速时对应的发动机工况作为清碳工况，按照所述清碳工况以及第一时间长度持续运行待测发动机，以清除所述待测发动机的缸内积碳。
26.步骤s102，将整车处于第二车速时对应的发动机工况作为积碳工况，按照所述积碳工况以及第二时间长度持续运行所述待测发动机。
27.步骤s103，将所述待测发动机输出额定扭矩时对应的工况作为早燃验证工况，按照所述早燃验证工况以及第三时间长度持续运行所述待测发动机。
28.步骤s104，根据所述待测发动机中的缸压变化判断所述待测发动机的早燃情况，以完成所述待测发动机的早燃试验。
29.在本技术中，按照清碳工况、积碳工况、早燃验证工况对待测发动机进行早燃试验，可以有效模拟整车经常长时间处于低速小负荷运行，喷油器出现积碳后，再进行急加速的工况，此时更容易发生早燃。因此本技术提供的具体试验过程具备与道路实际运行更接近的工况，能够有效模拟整车早燃的发生并监控其强度，为设计评价发动机零部件可靠性提供依据。
30.在步骤s101中，所述将整车处于第一车速时对应的发动机工况作为清碳工况，的方法可以包括：按照整车处于第一车速时非空燃比加浓工况的发动机运行转速、负荷以及冷却水温制定清碳工况。
31.在步骤s101中，在按照所述清碳工况以及第一时间长度持续运行待测发动机时，可以测量待测发动机的发动机转速、负荷、水温、进气温度、以及空燃比参数。
32.在步骤s101中，所述第一车速可以为100-120km/h，所述第一时间长度可以为1-3h，对应的清碳工况可以模拟待测发动机在整车高速行驶过程时的运行工况，此时由于车速较高，待测发动机对应的转速较高，对燃料的燃烧要求较高，此时燃料燃烧较为充分，可以清除待测发动机缸内的积碳，为后续的试验减少误差。
33.在步骤s102中，所述将整车处于第二车速时对应的发动机工况作为积碳工况的方法可以包括：按照整车处于第二车速时的发动机运行转速、负荷以及冷却水温制定积碳工况。
34.在步骤s102中，所述积碳工况可以选择待测发动机喷射次数多，油轨压力低对应的工况，此时积碳的速率更高，后续发生早燃的风险更大。
35.在步骤s102中，所述第二车速可以为20-30km/h，所述第二时间长度可以为4h，可以作为模拟20-30km/h时速100km运行时间。还可以将4h的积碳工况理解为一个积碳周期基准值，第二时间长度可以取积碳周期基准值的整数倍，作为总积碳周期，总积碳周期越长说明早燃风险越低。
36.例如，有待测发动机a和b，针对待测发动机a的早燃试验的第二时间长度取4h，待测发动机b的早燃试验的第二时间长度取8h，在进行试验后，两台发动机均出现早燃，则说明待测发动机b的早燃风险低于待测发动机a，待测发动机b的抗早燃性能优于待测发动机a。
37.在步骤s103中，所述将所述待测发动机输出额定扭矩时对应的工况作为早燃验证工况的方法可以包括：按照所述待测发动机输出额定扭矩时的转速制定早燃验证工况。
38.在步骤s103中，所述按照所述早燃验证工况以及第三时间长度持续运行所述待测
发动机的方法可以包括：按照所述早燃验证工况，将所述待测发动机的负荷在第四时间长度内提升至所述额定扭矩，并持续稳定运行第三时间长度。
39.在步骤s103中，所述第三时间长度可以为1h，所述第四时间长度可以为3s。
40.在步骤s103中，可以按照待测发动机首个达到额定扭矩对应转速控制发动机转速，在3s内通过油门将负荷从bmep＝2bar负荷提升至额定扭矩，持续稳定运行1h，基于积碳脱落产生早燃的原理通常会在达到额定扭矩后立即发生早燃。
41.在步骤s104中，所述根据所述待测发动机中的缸压变化判断所述待测发动机的早燃情况，以完成所述待测发动机的早燃试验的方法可以包括：如果根据所述待测发动机中的缸压变化判断所述待测发动机出现早燃情况，则根据所述缸压变化以及所述第二时间长度评价所述待测发动机的抗早燃性能。
42.在本技术中，所述根据所述缸压变化以及所述第二时间长度评价所述待测发动机的抗早燃性能，包括：根据所述缸压变化判断早燃程度，基于所述早燃程度评价所述待测发动机的瞬态耐受强度；基于所述第二时间长度以及所述第二车速估计整车发生早燃的累积里程；根据所述瞬态耐受强度以及所述累积里程评价所述待测发动机的抗早燃性能。
43.在步骤s104中，所述根据所述待测发动机中的缸压变化判断所述待测发动机的早燃情况，以完成所述待测发动机的早燃试验还可以包括：如果通过所述待测发动机中的缸压变化判断所述待测发动机尚未出现早燃情况，则重新执行按照所述清碳工况以及第一时间长度持续运行待测发动机的步骤，并增大所述第二时间长度。
44.在本技术中，可以在按照早燃验证工况运行待测发动机，持续稳定运行第三时间长度，如果在第三时间长度内根据缸压变化判断发生早燃现象，则可以根据监测到的早燃强度，评价零部件瞬态耐受强度和频次，以及累积发生早燃所需的积碳时间，即该次试验中的第二时间长度，以及对应车速，可估计整车发生早燃的累积里程，用于制定保养策略。
45.在本技术中，可以根据缸压变化的大小判断早燃强度，缸压变化越大早燃强度越强。
46.例如，在一次试验中，第二时间长度为8h，对应的积碳工况的车速为25km/h，则可以估算出发生早燃的怠速累计里程至少为200km，再根据汽车的行车路况估计行车累计里程，用于指定保养策略，及时前往人工清碳，或者提醒车主拉高车速自行清碳。
47.在本技术中，如果在第三时间长度内根据缸压变化判断并没有发生早燃现象，则可以重新按照清碳工况-积碳工况-早燃验证工况运行待测发动机，不过需要调整积碳工况中的第二时间长度，追加至少一个单位的积碳周期基准值，进行试验。按照判断条件(是否发生早燃现象)，循环进行早燃试验，直至在某一次试验的早燃验证工况时发生早燃现象，则根据所述缸压变化以及所述第二时间长度评价所述待测发动机的抗早燃性能。
48.例如，在一次试验中，针对待测发动机进行清碳工况后，进行了4h的积碳工况运行，发现在早燃验证工况时待测发动机各个缸体内无早燃现象发生，则重新进行清碳工况，然后进行8h积碳工况，再进行早燃验证工况时发生早燃现象，则根据所述缸压变化以及所述第二时间长度评价所述待测发动机的抗早燃性能。
49.在本技术中，在按照所述清碳工况以及第一时间长度持续运行待测发动机之前，所述方法还可以包括：在所述待测发动机的每个缸内设置缸压传感器，以采集缸压数据。
50.在本技术中，在按照所述清碳工况以及第一时间长度持续运行待测发动机之前，
所述方法还包括：为所述待测发动机更换机油。
51.在本技术中，可以通过更换不同的机油用于验证不同机油的品质。
52.为了使本领域技术人员可以更深入理解本技术，接下来将结合完整实施例进行说明。
53.请参阅图2。图2示出了根据本技术的一个实施例中的早燃试验流程图，如图2所示，各个待测发动机均需要按照清碳工况-积碳工况-早燃验证工况进行循环试验，直至发生早燃现象。
54.现有待测发动机a、待测发动机b、待测发动机c、待测发动机d、以及待测发动机e，五台发动机均使用相同的机油a，并在试验开始前安装有缸压传感器。
55.针对待测发动机a，按照图2所示的清碳工况-积碳工况-早燃验证工况进行循环试验，直至第二时间长度取16h时，待测发动机a在早燃验证工况发生早燃，对应的积碳工况的车速为25km，因此可以估计出待测发动机a发生早燃的怠速累计里程至少为400km。
56.针对待测发动机b，按照图2所示的清碳工况-积碳工况-早燃验证工况进行循环试验，直至第二时间长度取4h时，待测发动机b在早燃验证工况发生早燃，对应的积碳工况的车速为25km，因此可以估计出待测发动机b发生早燃的怠速累计里程至少为100km。
57.针对待测发动机c，按照图2所示的清碳工况-积碳工况-早燃验证工况进行循环试验，直至第二时间长度取16h时，待测发动机c在早燃验证工况发生早燃，对应的积碳工况的车速为30km，因此可以估计出待测发动机c发生早燃的怠速累计里程至少为480km。
58.针对待测发动机d，按照图2所示的清碳工况-积碳工况-早燃验证工况进行循环试验，直至第二时间长度取32h时，在早燃验证工况发生早燃，对应的积碳工况的车速为30km，因此可以估计出待测发动机d发生早燃的怠速累计里程至少为960km。
59.针对待测发动机e，按照图2所示的清碳工况-积碳工况-早燃验证工况进行循环试验，直至第二时间长度取32h时，待测发动机e在早燃验证工况发生早燃，对应的积碳工况的车速为25km，因此可以估计出待测发动机e发生早燃的怠速累计里程至少为800km。
60.因此，可以推断五台待测发动机的抗早燃性能从优到劣的顺序可以为：待测发动机d，待测发动机e，待测发动机c，待测发动机a，待测发动机b。
61.此外，还可以进行针对机油品质的早燃试验。
62.现有机油a、机油b、机油c、机油d、以及机油e，可以采用待测发动机b进行机油试验：
63.针对机油b，按照图2所示的清碳工况-积碳工况-早燃验证工况进行循环试验，直至第二时间长度取8h时，待测发动机b在早燃验证工况发生早燃，对应的积碳工况的车速为25km，因此可以估计出待测发动机b发生早燃的怠速累计里程至少为200km。
64.针对机油c，按照图2所示的清碳工况-积碳工况-早燃验证工况进行循环试验，直至第二时间长度取4h时，待测发动机b在早燃验证工况发生早燃，对应的积碳工况的车速为20km，因此可以估计出待测发动机b发生早燃的怠速累计里程至少为80km。
65.针对机油d，按照图2所示的清碳工况-积碳工况-早燃验证工况进行循环试验，直至第二时间长度取16h时，待测发动机b在早燃验证工况发生早燃，对应的积碳工况的车速为20km，因此可以估计出待测发动机b发生早燃的怠速累计里程至少为320km。
66.针对机油e，按照图2所示的清碳工况-积碳工况-早燃验证工况进行循环试验，直
至第二时间长度取16h时，待测发动机b在早燃验证工况发生早燃，对应的积碳工况的车速为25km，因此可以估计出待测发动机b发生早燃的怠速累计里程至少为400km。
67.因此，可以推断机油的品质确实可以影响发动机的早燃现象，而五款机油仅针对抗早燃性能的优劣顺序可以为：机油e，机油d，机油b，机油a，机油c。
68.综上所述，本技术提供的技术方案可以按照清碳工况、积碳工况、早燃验证工况对待测发动机进行早燃试验，可以有效模拟整车经常长时间处于低速小负荷运行，喷油器出现积碳后，再进行急加速的工况，此时更容易发生早燃。因此本技术提供的具体试验过程具备与道路实际运行更接近的工况，能够有效模拟整车早燃的发生并监控其强度，为设计评价发动机零部件可靠性提供依据。
69.本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的实施方式后，将容易想到本技术的其它实施方案。本技术旨在涵盖本技术的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本技术的一般性原理并包括本技术未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。
70.应当理解的是，本技术并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本技术的范围仅由所附的权利要求来限制。