燃料燃烧特性分析制造技术

一种用于确定燃料在引擎中的可操作性的方法，所述方法包括：标识所测试燃料的选自由点火延迟、最大压力增量、最大温度增量、单位面积热释放率、燃烧周期、以及形成最大压力的时间所构成的组的至少三个燃烧特性的值；使用所标识的值来评估所测试燃料在一引擎配置中工作的适合程度。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】燃料燃烧特性分析
本文档涉及对各种燃料的燃烧特性的确定和分析。
技术介绍
燃料的一些燃烧特性能被测量以预测该燃料在特定引擎中的性能。例如，常常分析可用在包括一些柴油机的均质充量压燃(HCCI)引擎中的燃料以确定被称为十六烷值和辛烷值的特性。以前已利用这样的特性来尝试帮助引擎设计者确定用于特定HCCI引擎的正确燃料混合物。辛烷值可以指示燃料的抗爆燃性。例如，高辛烷值的燃料将比低辛烷值的另一燃料更能抗自燃。在引擎中燃料不受控制的自燃是不希望有的，因为它会导致一种被称为引擎爆震的现象。强烈的爆震通常伴随着压力和震动剧增，这会损坏引擎。十六烷值可以指示燃料的自燃倾向。因而，十六烷值会影响引擎冷启动的能力，会影响引擎的排放，还会影响引擎的燃烧效率。例如，在典型的柴油机中，燃料由热空气(例如通过压缩加热)点燃。通常在活塞到达上止点位置之前将燃料喷射至热空气中，而且在多数设计中，应当正当活塞到达该位置时开始点火。如果当活塞位于上止点位置时燃料没有点火，那么燃料的全部充量会变得与空气完全混合，从而在燃料最终点火时会导致更陡峭的压力上升。相应地，使用比推荐十六烷值低的燃料的柴油机会难以启动，一般噪声更大，会工作得艰难，且会有更高排放。由于特定燃料的辛烷值和十六烷值可指示相反的特性，所以通常情况下较高的十六烷值会导致较低的辛烷值，反之亦然。常规地，要求引擎设计者测试不同的燃料混合物以确定各自的十六烷值或辛烷值，以随后选择用于特定引擎的有十六烷值和辛烷值的期望折衷的燃料。在某些情况下，这些特性(十六烷值或辛烷值)自身不足以指示燃料在特定引擎中的性能，包括一些使用辛烷和十六烷燃料的混合物的HCCI引擎。概述用于确定燃烧特性的系统的一些实施例能够自动确定多个燃烧特性并在多轴曲线图上显示这些燃烧特性。在这样的实施例中，在系统的受控燃烧室中进行的单个燃烧测试可向用户提供对三个、四个、五个、六个、或更多燃烧特性的自动分析和显示。例如，该系统可能能够自动分析和显示许多燃烧特性，包括：点火延迟、最大燃烧压力、最高燃烧温度、热释放速率、燃烧周期、以及形成最大压力的时间。在这些情况下，用户可查看单个曲线或其它所显示的报告，以容易地收集有关特定燃料的燃烧特性的丰富信息。在一些实施例中，用于确定燃料在引擎中的可操作性的方法可包括标识所测试燃料的至少三个燃烧特性的值。该至少三个燃烧特性可选自由点火延迟、最大压力增量、最大温度增量、单位面积热释放率(rateofheatreleasearea)、燃烧周期、以及形成最大压力的时间构成的组。该方法还可包括使用所标识的值评估所测试的燃料在引擎构造中工作的合适程度。在特定实施例中，用于评估燃料的燃烧特性的方法可包括标识燃料的至少三个燃烧特性的值。该至少三个燃烧特性可选自由点火延迟、最大压力增量、最大温度增量、单位面积热释放率、燃烧周期、以及形成最大压力的时间所构成的组。该方法还可包括将所确定值与该燃料相关联。在一些实施例中，用于评估燃料的燃烧特性的方法可包括确定燃料的至少一个燃烧特性的值，该燃烧特性选自由单位面积热释放率和燃烧周期构成的组。该方法还可包括将所确定值与该燃料相关联。在特定实施例中，报告燃料的燃烧特性的计算机实现方法可包括在燃料在燃烧室中燃烧期间以预定采样速率接收指示燃烧室中压力和温度的数据。该方法还可包括确定与在燃烧室中燃烧的燃料相关联的多个燃烧特性的值。多个燃烧特性可以是选自以下组的至少三个特性，该组包括：点火延迟、最大压力增量、最大温度增量、单位面积热释放率、燃烧周期、以及形成最大压力的时间。该方法还可包括产生指示该至少三个燃烧特性的确定值或换算值的输出报告。该输出报告可包括显示在多轴曲线图上的该至少三个燃烧特性的确定值或换算值，且该多轴曲线图可具有针对所述至少三个燃烧特性的每一个的轴。在一些实施例中，标识燃料的燃烧特性的方法可包括：启动计算机系统以确定与在燃烧室中燃烧的第一燃料相关联的多个燃烧特性的值。多个燃烧特性可以是选自以下组的至少三个特性，该组包括：点火延迟、最大燃烧压力、最大燃烧温度、热释放速率、燃烧周期、以及形成最大压力的时间。该方法还可包括使第一燃料被喷入燃烧室以使第一燃料燃烧。燃烧室可包括电耦合到计算机系统的一个或多个传感器。该方法还可包括查看由计算机系统产生的指示该至少三个燃烧特性的确定值或换算值的输出报告。输出报告可包括多轴曲线图，其中该多轴曲线图具有针对所述至少三个燃烧特性的每一个的轴。这些和其它实施例可提供以下优点的一个或多个。首先，可从单个燃烧测试确定多个燃烧特性。例如，单个燃烧测试可产生五个或六个燃烧特性的值，这些值可与所测试的燃料相关联，以向引擎设计者或燃料开发者提供有用信息。其次，可将多个燃烧特性显示在多轴曲线图上，以使用户通过查看各个曲线容易地收集有关特定燃料的有用信息。例如，如果该系统分析六个燃烧特性(例如点火延迟、最大燃烧压力、最大燃烧温度、热释放速率、燃烧周期、以及形成最大压力的时间)，可显示一六轴曲线图以使每个轴表示针对相关联的燃烧特性的值标度。因此，查看该六轴曲线图的用户从查看与所测试燃料相关联的各个曲线可容易地收集关于所测试燃料的有用信息，从而节省通常由燃料特性测试和分析所消耗的时间。第三，可使用该多轴曲线图或其它所显示的用于传达所测试燃料的多个燃烧特性的报告作为燃料形状因数，以容易地分析和比较各种不同的燃料混合物。例如，如果新型引擎设计的测试揭示出第一燃料混合物在低温下提供令人满意的引擎性能，而第二燃料混合物在高温下提供令人满意的引擎性能，那么引擎设计者可有效地比较(例如并列地或重叠地)与第一和第二燃料混合物相关联的多轴曲线以标识或归类所需的燃烧特性的范围。在该示例中，引擎设计者可改变引擎设计(例如调节压缩比、活塞位置等等)以使第一和第二燃料混合物之一在低温和高温下都能令人满意地运转。另外或或者，用户可开发能令人满意地在低温和高温下运转的第三燃料混合物，而且这样的开发可基于(至少部分地基于)从对与第一和第二燃料混合物相关联的多轴曲线的定量的或定性的比较中获得的知识。在一些实施例中，燃料形状因数可至少部分地由多轴曲线的形状定义。在其它实施例中，燃料形状因数可至少部分地由多轴曲线形状的面积值定义，从而可根据在特定纵坐标的不同面积值区别不同的燃料。第四，可将来自多轴曲线图的数据输入到引擎模拟系统(例如在计算机系统上实现等等)中，以对燃料燃烧特性的特定标准提供反馈。相应地，通过允许设计者容易地在引擎模拟系统中模拟一种或多种燃料，来自多轴曲线图的数据可便于内燃机的设计或在已知引擎中定制燃料的设计。本专利技术的一个或多个实施例的细节将在以下的附图和说明中陈述。从说明和附图以及权利要求中，本专利技术的其它特征、目的和优点将会显而易见。附图说明图1是根据本专利技术一些实施例的分析测量系统的示意图。图2是图1的系统的计算机显示器的前视图。图3A是示出根据一些实施例的用于确定燃料的燃烧特性的方法的流程图。图3B是示出根据一些实施例的用于报告燃料的燃烧特性的方法的流程图。图4是根据一些实施例的所测量的点火延迟特性的报告表格的示例。图5是示出图4的点火延迟特性的值的多轴曲线图的示例。图6是根据一些实施例的所测量的最大压力增量特性的报告表格的示例。图7是示出图6本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于确定燃料在引擎中的可操作性的方法，所述方法包括：　标识所测试燃料的选自由点火延迟、最大压力增量、最大温度增量、单位面积热释放率、燃烧周期、以及形成最大压力的时间所构成的组的至少三个燃烧特性的值；　用所标识的值评估所测试的 燃料在一引擎配置中工作的适合程度。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2006-3-28 11/390,9421.一种用于开发用于引擎的燃料混合物的方法，所述方法包括：从单个燃烧测试，确定所测试燃料的选自由点火延迟、最大压力增量、最大温度增量、单位面积热释放率、燃烧周期、以及形成最大压力的时间所构成的组的至少三个燃烧特性的值；用所确定的值评估所测试的燃料在一引擎配置中工作的适合程度，其中用所确定的值评估所测试燃料的适合程度包括评估确定所述燃料并在多轴曲线图上指示所述至少三个燃烧特性值的确定值或换算值的输出报告，所述多轴曲线图提供取决于所述燃料和另一燃料的燃烧特性可对每种燃料各不相同的形状；使用所述输出报告作为燃料形状因数，以比较所述燃料和所述另一燃料，其中所述燃料使得引擎配置在第一温度下运转得更好，而所述另一燃料使得所述引擎配置在第二温度下运转得更好，以及提供所述燃料和所述另一燃料未能提供的燃烧特性的适当折衷以开发燃料混合物。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述燃烧特性的值的至少一个由计算机系统自动确定。3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述输出报告包括显示在多轴曲线图上的所述至少三个燃烧特性的确定值或换算值，且所述多轴曲线图具有针对所述至少三个燃烧特性的每一个的轴。4.一种用于评估燃料的燃烧特性的方法，所述方法包括：确定燃料的选自由点火延迟、最大压力增量、最大温度增量、单位面积热释放率、燃烧周期、以及形成最大压力的时间所构成的组的至少三个燃烧特性的值；将所确定的值与所述燃料关联，评估包括所确定的值与所述燃料的关联的输出报告，所述输出报告标识所述燃料并在单个多轴曲线图上指示所述至少三个燃烧特性值的确定值或换算值，所述单个多轴曲线图提供取决于所述燃料和另一燃料的燃烧特性可对每种燃料各不相同的形状；以及使用所述输出报告作为燃料形状因数，以容易地分析和比较各种不同的燃料混合物。5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述至少三个燃烧特性的值至少部分地基于指示在所述燃料在燃烧室中燃烧期间以预定采样速率0.2ms所测得的燃烧室中压力、温度、或两者的数据确定。6.如权利要求4所述的方法，其特征在于，至少一个所述燃烧特性的值由计算机系统自动确定。7.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述输出报告包括显示在多轴曲线图上的所述至少三个燃烧特性的确定值或换算值，所述多轴曲线图具有针对所述至少三个燃烧特性的每一个的轴。8.一种计算机实现的提供燃料混合物的方法，包括：从单个燃烧测试，确定与在燃烧室中燃烧的所述燃料关联的多个燃烧特性的值，所述多个燃烧特性为选自由点火延迟、最大压力增量、最大温度增量、单位面积热释放率、燃烧周期、以及形成最大压力的时间所构成的组的至少三个特性；在多轴曲线图上显示所...

【专利技术属性】
技术研发人员：JJ比祖伯，
申请(专利权)人：德雷瑟股份有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]