(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210818747.2 (22)申请日 2022.07.13 (71)申请人 厦门大学 地址 361000 福建省厦门市思明南路42 2号 (72)发明人 姜晨醒　倪世威　曹海峰　赵国锋　 陈宇璇　刘少峰　卢世逸　徐思萌　 宋正凯　 (74)专利代理 机构 厦门市精诚新创知识产权代 理有限公司 3 5218 专利代理师 何家富 (51)Int.Cl. G06F 30/20(2020.01) G06F 119/14(2020.01) (54)发明名称 一种考虑喷油提前角耦合作用的内燃机轴 系扭振计算方法 (57)摘要 本发明涉及一种考虑喷油提前角耦合作用 的内燃机轴系扭振计算方法， 将内燃机轴系扭转 振动模型与喷油提前角调控进行耦合， 并用轴系 瞬时扭转振动信号对每周期喷油提前角 进行实 时修正。 本发 明将轴系瞬时扭转振动信号作为耦 合系统的反馈信号实现了闭环控制， 能够得到喷 油提前角和内燃机轴系扭振的动态平衡， 实现轴 系系统的平稳运转， 并可以作为轴系扭转振动抑 制的有效优化手段。 权利要求书1页 说明书4页 附图3页 CN 115270435 A 2022.11.01 CN 115270435 A 1.一种考虑 喷油提前角耦合作用的内燃机轴系扭振计算方法， 其特征在于： 包括如下 步骤： S1， 建立内燃机扭转振动计算模型， 并将所述内燃机扭转振动计算模型与内燃机喷油 提前角调控进行耦合， 得到考虑喷油提前角耦合影响的轴 系扭转振动耦合系统模型； S2， 将耦合系统模型中内燃机轴系瞬时波动转速信号进行积分， 得到轴系瞬时扭转振 动信号， 并将其反馈 至所述轴 系扭转振动耦合系统模型内； S3， 根据反馈的所述轴系瞬时扭转振动信号， 对每周期喷油提前角进行实时修正， 进而 使引起轴系 扭转振动的激励发生改变， 轴系扭转振动随之实现实时变化， 实现轴系扭转振 动与喷油提前角之间的相互耦合。 2.根据权利要求1所述的考虑喷油提前角耦合作用的内燃机轴系扭振计算方法， 其特 征在于： 在步骤S2中， 所述轴 系瞬时波动转速信号从飞轮处取 得。 3.根据权利要求1所述的考虑喷油提前角耦合作用的内燃机轴系扭振计算方法， 其特 征在于： 对内燃机轴系进行柔性化处理， 将其简化为具有多个只有转动惯量而无弹性变形 的集中惯量和多个只有弹性变形而无转动惯量的弹性轴段， 共同构成多惯量扭振系统。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 115270435 A 2一种考虑喷油提前角耦合作用的内燃机轴系扭 振计算方 法 技术领域 [0001]本发明涉及振动工程领域， 具体涉及一种往复式内燃机轴系扭转振动与内燃机喷 油提前角耦合的扭转振动计算方法。 背景技术 [0002]关于动力装置轴系振动与内燃机喷油调控系统耦合问题， 在实际的应用中已经开 始引起广泛的重视， 喷油提前角作为研究柴油机燃烧过程中不可缺失的一环， 在燃烧研究 领域均有比较成熟 的研究， 例如， 张冰、 戴建营、 师春燕等人利用三维有限元软件在结合柴 油机燃烧理论的基础上分析了柴油机在不同喷油提前角和 转速下缸内压力随曲轴转角的 变化( 【1】 张冰,戴建营,师春燕.喷油提前角对船舶柴油机缸内情况的影响[J].统计与管 理， 2013.02.070)； 张永洋,李京等人通过采用AVL631燃烧分析仪和AVL  I60排放测试系统 对某型船用柴油机不同喷油提前角下的缸内燃烧压力进行采集分析， 得出不同喷油提前角 会对柴油机燃烧性能产生的一定的影响规律( 【2】 张永洋,李京.某型柴油机喷油提前角对 缸内燃烧影 响的研究[J].性能与排放,2015(6)： 8 ‑10.)； 哈尔滨工程大学的陆瑶， 王银燕等 人采用三维流体数值分析软件AVL  FIRE建立了某型柴油机燃烧计算模型得出 随着喷油提 前角的增大， 滞 燃期延长， 着火时刻形成的可燃混合气增多， 缸内最高燃烧压力和最高温度 也随之升高同时放热规律相对更加集中， 燃烧初期的放热速率和压力升高比较高的结论 ( 【3】 陆瑶,王银燕.喷油提前角对柴油机燃烧 特性的影 响[J].柴油机设计与制造,2011(2)： 4‑9)； 上海交通大学的谭丕强等人同样采用试验和仿 真软件联合试验的方式分析了喷油提 前角对缸内燃烧情况以及排放的影响规律( 【4】 谭丕强,陆家祥， 邓康耀， 于 建清， 宋遵法， 刘 志华.喷油提前角对柴油机排 放影响的研究[J].内燃 机工程,2004(2)9‑11)。 [0003]在内燃机喷油提前角调控领域， 在调节策略以及仿真手段方面也做了大量的研 究， 例如， 韩小平 等人研究了6160型柴油机喷油提前角动态调节装置， 通过在不同工况下的 喷油提前角的调整， 使得柴油机燃油消耗达到最小， 功率输出达到最大， 同时， 改变了柴油 机的冷车启动高性能以及运行过程中的综合性能( 【5】 韩小平.6160型柴油机喷油提前角动 态调节装置[J].装配调整,1999(01)27 ‑31)； 北京交通大学的李晶晶基于神经网络模糊PID 控制算法 的结构及在高压共轨系统中的应用， 利用Simulink软件建立了轨压仿真模型， 实 现了转速动态变化仿真， 完成了喷油提前角控制策略的验证( 【6】 李晶晶.柴油机电控高压 共轨燃油喷射系统控制策略及仿真研 究[D],北京： 北京交通大学， 2011)； 哈尔滨工程大学 的李金华为研究柴油机高压共轨燃油喷射系统的控制策略利用Simulink、 Stateflow软件， 建立了控制器仿真模型， 结果系统轨压控制稳定， 喷油量及喷油定时控制精确， 柴油机起 动、 怠速、 负荷突变等工况控制满足要求( 【7】 李金华.柴油机高压共轨燃油喷射系统控制策 略仿真研究[D],哈尔滨： 哈尔滨工程大学， 2011)。 在采用Simulink振动计算领域， 匡伟春， 张柏清， 张传 才等人针对多自由度机械振动问题， 以弹簧质量系统、 轴上带有若干圆盘的扭 转振动系统和梁 上有集中质量的横向振动系统为例， 详细介绍了Simulink上利用状态空间 法的仿真方法( 【8】 匡伟春,张柏清,张传才.基于Simulink的多自由度机械振动系统仿真说　明　书 1/4 页 3 CN 115270435 A 3