專利名稱：燃料燃燒特性分析的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本文檔涉及對(duì)各種燃料的燃燒特性的確定和分析。
背景技術(shù)：
燃料的一些燃燒特性能被測(cè)量以預(yù)測(cè)該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機(jī)的均質(zhì)充量壓燃(HCCI)引擎中的燃料以確定 被稱為十六垸值和辛烷值的特性。以前已利用這樣的特性來(lái)嘗試幫助引擎設(shè)計(jì) 者確定用于特定HCCI引擎的正確燃料混合物。
辛烷值可以指示燃料的抗爆燃性。例如，高辛垸值的燃料將比低辛垸值的 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?yàn)樗鼤?huì) 導(dǎo)致一種被稱為引擎爆震的現(xiàn)象。強(qiáng)烈的爆震通常伴隨著壓力和震動(dòng)劇增，這 會(huì)損壞引擎。
十六垸值可以指示燃料的自燃傾向。因而，十六垸值會(huì)影響引擎冷啟動(dòng)的 能力，會(huì)影響引擎的排放，還會(huì)影響引擎的燃燒效率。例如，在典型的柴油機(jī) 中，燃料由熱空氣(例如通過(guò)壓縮加熱)點(diǎn)燃。通常在活塞到達(dá)上止點(diǎn)位置之 前將燃料噴射至熱空氣中，而且在多數(shù)設(shè)計(jì)中，應(yīng)當(dāng)正當(dāng)活塞到達(dá)該位置時(shí)開 始點(diǎn)火。如果當(dāng)活塞位于上止點(diǎn)位置時(shí)燃料沒(méi)有點(diǎn)火，那么燃料的全部充量會(huì) 變得與空氣完全混合，從而在燃料最終點(diǎn)火時(shí)會(huì)導(dǎo)致更陡峭的壓力上升。相應(yīng) 地，使用比推薦十六烷值低的燃料的柴油機(jī)會(huì)難以啟動(dòng)， 一般噪聲更大，會(huì)工 作得艱難，且會(huì)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，所以通常情況下較 高的十六烷值會(huì)導(dǎo)致較低的辛烷值，反之亦然。常規(guī)地，要求引擎設(shè)計(jì)者測(cè)試 不同的燃料混合物以確定各自的十六垸值或辛垸值，以隨后選擇用于特定引擎 的有十六烷值和辛烷值的期望折衷的燃料。在某些情況下，這些特性(十六烷 值或辛垸值)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
用于確定燃燒特性的系統(tǒng)的一些實(shí)施例能夠自動(dòng)確定多個(gè)燃燒特性并在 多軸曲線圖上顯示這些燃燒特性。在這樣的實(shí)施例中，在系統(tǒng)的受控燃燒室中 進(jìn)行的單個(gè)燃燒測(cè)試可向用戶提供對(duì)三個(gè)、四個(gè)、五個(gè)、六個(gè)、或更多燃燒特 性的自動(dòng)分析和顯示。例如，該系統(tǒng)可能能夠自動(dòng)分析和顯示許多燃燒特性， 包括點(diǎn)火延遲、最大燃燒壓力、最高燃燒溫度、熱釋放速率、燃燒周期、以 及形成最大壓力的時(shí)間。在這些情況下，用戶可查看單個(gè)曲線或其它所顯示的 報(bào)告，以容易地收集有關(guān)特定燃料的燃燒特性的豐富信息。
在一些實(shí)施例中，用于確定燃料在引擎中的可操作性的方法可包括標(biāo)識(shí)所 測(cè)試燃料的至少三個(gè)燃燒特性的值。該至少三個(gè)燃燒特性可選自由點(diǎn)火延遲、
最大壓力增量、最大溫度增量、單位面積熱釋放率(rate ofheat release area)、 燃燒周期、以及形成最大壓力的時(shí)間構(gòu)成的組。該方法還可包括使用所標(biāo)識(shí)的 值評(píng)估所測(cè)試的燃料在引擎構(gòu)造中工作的合適程度。
在特定實(shí)施例中，用于評(píng)估燃料的燃燒特性的方法可包括標(biāo)識(shí)燃料的至少 三個(gè)燃燒特性的值。該至少三個(gè)燃燒特性可選自由點(diǎn)火延遲、最大壓力增量、 最大溫度增量、單位面積熱釋放率、燃燒周期、以及形成最大壓力的時(shí)間所構(gòu) 成的組。該方法還可包括將所確定值與該燃料相關(guān)聯(lián)。
在一些實(shí)施例中，用于評(píng)估燃料的燃燒特性的方法可包括確定燃料的至少 一個(gè)燃燒特性的值，該燃燒特性選自由單位面積熱釋放率和燃燒周期構(gòu)成的 組。該方法還可包括將所確定值與該燃料相關(guān)聯(lián)。
在特定實(shí)施例中，報(bào)告燃料的燃燒特性的計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)方法可包括在燃料在 燃燒室中燃燒期間以預(yù)定采樣速率接收指示燃燒室中壓力和溫度的數(shù)據(jù)。該方 法還可包括確定與在燃燒室中燃燒的燃料相關(guān)聯(lián)的多個(gè)燃燒特性的值。多個(gè)燃 燒特性可以是選自以下組的至少三個(gè)特性，該組包括點(diǎn)火延遲、最大壓力增 量、最大溫度增量、單位面積熱釋放率、燃燒周期、以及形成最大壓力的時(shí)間。 該方法還可包括產(chǎn)生指示該至少三個(gè)燃燒特性的確定值或換算值的輸出報(bào)告。 該輸出報(bào)告可包括顯示在多軸曲線圖上的該至少三個(gè)燃燒特性的確定值或換 算值，且該多軸曲線圖可具有針對(duì)所述至少三個(gè)燃燒特性的每一個(gè)的軸。
在一些實(shí)施例中，標(biāo)識(shí)燃料的燃燒特性的方法可包括啟動(dòng)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)以 確定與在燃燒室中燃燒的第一燃料相關(guān)聯(lián)的多個(gè)燃燒特性的值。多個(gè)燃燒特性可以是選自以下組的至少三個(gè)特性，該組包括點(diǎn)火延遲、最大燃燒壓力、最 大燃燒溫度、熱釋放速率、燃燒周期、以及形成最大壓力的時(shí)間。該方法還可 包括使第一燃料被噴入燃燒室以使第一燃料燃燒。燃燒室可包括電耦合到計(jì)算 機(jī)系統(tǒng)的一個(gè)或多個(gè)傳感器。該方法還可包括查看由計(jì)算機(jī)系統(tǒng)產(chǎn)生的指示該 至少三個(gè)燃燒特性的確定值或換算值的輸出報(bào)告。輸出報(bào)告可包括多軸曲線 圖，其中該多軸曲線圖具有針對(duì)所述至少三個(gè)燃燒特性的每一個(gè)的軸。
這些和其它實(shí)施例可提供以下優(yōu)點(diǎn)的一個(gè)或多個(gè)。首先，可從單個(gè)燃燒測(cè) 試確定多個(gè)燃燒特性。例如，單個(gè)燃燒測(cè)試可產(chǎn)生五個(gè)或六個(gè)燃燒特性的值， 這些值可與所測(cè)試的燃料相關(guān)聯(lián)，以向引擎設(shè)計(jì)者或燃料開發(fā)者提供有用信 息。其次，可將多個(gè)燃燒特性顯示在多軸曲線圖上，以使用戶通過(guò)查看各個(gè)曲 線容易地收集有關(guān)特定燃料的有用信息。例如，如果該系統(tǒng)分析六個(gè)燃燒特性 (例如點(diǎn)火延遲、最大燃燒壓力、最大燃燒溫度、熱釋放速率、燃燒周期、以 及形成最大壓力的時(shí)間)，可顯示一六軸曲線圖以使每個(gè)軸表示針對(duì)相關(guān)聯(lián)的 燃燒特性的值標(biāo)度。因此，査看該六軸曲線圖的用戶從查看與所測(cè)試燃料相關(guān) 聯(lián)的各個(gè)曲線可容易地收集關(guān)于所測(cè)試燃料的有用信息，從而節(jié)省通常由燃料 特性測(cè)試和分析所消耗的時(shí)間。
第三，可使用該多軸曲線圖或其它所顯示的用于傳達(dá)所測(cè)試燃料的多個(gè)燃 燒特性的報(bào)告作為燃料形狀因數(shù)，以容易地分析和比較各種不同的燃料混合 物。例如，如果新型引擎設(shè)計(jì)的測(cè)試揭示出第一燃料混合物在低溫下提供令人 滿意的引擎性能，而第二燃料混合物在高溫下提供令人滿意的引擎性能，那么 引擎設(shè)計(jì)者可有效地比較(例如并列地或重疊地)與第一和第二燃料混合物相 關(guān)聯(lián)的多軸曲線以標(biāo)識(shí)或歸類所需的燃燒特性的范圍。在該示例中，引擎設(shè)計(jì) 者可改變引擎設(shè)計(jì)(例如調(diào)節(jié)壓縮比、活塞位置等等)以使第一和第二燃料混 合物之一在低溫和高溫下都能令人滿意地運(yùn)轉(zhuǎn)。另外或或者，用戶可開發(fā)能令 人滿意地在低溫和高溫下運(yùn)轉(zhuǎn)的第三燃料混合物，而且這樣的開發(fā)可基于(至 少部分地基于)從對(duì)與第一和第二燃料混合物相關(guān)聯(lián)的多軸曲線的定量的或定 性的比較中獲得的知識(shí)。在一些實(shí)施例中，燃料形狀因數(shù)可至少部分地由多軸 曲線的形狀定義。在其它實(shí)施例中，燃料形狀因數(shù)可至少部分地由多軸曲線形 狀的面積值定義，從而可根據(jù)在特定縱坐標(biāo)的不同面積值區(qū)別不同的燃料。
第四，可將來(lái)自多軸曲線圖的數(shù)據(jù)輸入到引擎模擬系統(tǒng)(例如在計(jì)算機(jī)系 統(tǒng)上實(shí)現(xiàn)等等)中，以對(duì)燃料燃燒特性的特定標(biāo)準(zhǔn)提供反饋。相應(yīng)地，通過(guò)允許設(shè)計(jì)者容易地在引擎模擬系統(tǒng)中模擬一種或多種燃料，來(lái)自多軸曲線圖的數(shù) 據(jù)可便于內(nèi)燃機(jī)的設(shè)計(jì)或在已知引擎中定制燃料的設(shè)計(jì)。
本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例的細(xì)節(jié)將在以下的附圖和說(shuō)明中陳述。從說(shuō)明 和附圖以及權(quán)利要求中，本發(fā)明的其它特征、目的和優(yōu)點(diǎn)將會(huì)顯而易見(jiàn)。


圖1是根據(jù)本發(fā)明一些實(shí)施例的分析測(cè)量系統(tǒng)的示意圖。
圖2是圖1的系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)顯示器的前視圖。
圖3A是示出根據(jù)一些實(shí)施例的用于確定燃料的燃燒特性的方法的流程圖。
圖3B是示出根據(jù)一些實(shí)施例的用于報(bào)告燃料的燃燒特性的方法的流程圖。
圖4是根據(jù)一些實(shí)施例的所測(cè)量的點(diǎn)火延遲特性的報(bào)告表格的示例。
圖5是示出圖4的點(diǎn)火延遲特性的值的多軸曲線圖的示例。
圖6是根據(jù)一些實(shí)施例的所測(cè)量的最大壓力增量特性的報(bào)告表格的示例。
圖7是示出圖6的最大壓力增量特性的值的多軸曲線圖的示例。
圖8是根據(jù)一些實(shí)施例的所測(cè)量的最大溫度增量特性的報(bào)告表格的示例。
圖9是示出圖8的最大溫度增量特性的值的多軸曲線圖的示例。
圖10是根據(jù)一些實(shí)施例的所測(cè)量的單位面積熱釋放率特性的報(bào)告表格的示例。
圖11是示出圖10的單位面積熱釋放率特性的值的多軸曲線圖的示例。
圖12是根據(jù)一些實(shí)施例的所測(cè)量的燃燒周期特性的報(bào)告表格的示例。
圖13是示出圖12的燃燒周期特性的值的多軸曲線圖的示例。
圖14是根據(jù)一些實(shí)施例的所測(cè)量的最大壓力形成時(shí)間特性的報(bào)告表格的示例。
圖15是示出圖14的最大壓力形成時(shí)間特性的值的多軸曲線圖的示例。 圖16是根據(jù)一些實(shí)施例的可用作燃料形狀因數(shù)的多軸曲線圖的示例。 在各個(gè)附圖中相同的參考記號(hào)表示相同的元件。
說(shuō)明性實(shí)施例的詳細(xì)描述
參考圖1，分析測(cè)量系統(tǒng)100可包括燃燒室102和燃料噴射系統(tǒng)104。在該實(shí) 施例中，燃燒室102可包括從噴射系統(tǒng)104中接收燃料樣品的定容燃燒室。其它實(shí) 施例可包括變?nèi)萑紵摇Ｔ撓到y(tǒng)還可包括配置成與控制系統(tǒng)124通信的多個(gè)設(shè)備傳感器雨、110、 112、 114、 116、 117、 118、 120和122。此外，該系統(tǒng)可包括冷 卻系統(tǒng)106和一個(gè)或多個(gè)壓縮氣體壓力源126和128。
分析測(cè)量系統(tǒng)100可用來(lái)確定所測(cè)試燃料的多個(gè)燃燒特性，諸如點(diǎn)火延遲 (ID)、最大壓力增量(MDP)、最大溫度增量(MDT)、單位面積熱釋放率(ROHRA)、 燃燒周期(CP)、最大壓力形成時(shí)間(TAMPD)等等。在該實(shí)施例中，當(dāng)燃料樣 品在燃燒室102中燃燒時(shí)，其燃燒特性可由分析測(cè)量系統(tǒng)100利用來(lái)自一個(gè)或多個(gè) 測(cè)量壓力、溫度、或其它參數(shù)的傳感器108、 110、 112、 114、 116、 117、 118、 120 和122的數(shù)據(jù)確定。在一些實(shí)施例中，燃燒室102可用來(lái)模擬HCCI引擎(諸如真 實(shí)的或原型的柴油機(jī))燃燒過(guò)程的情況?？捎煽刂葡到y(tǒng)124接收來(lái)自傳感器108、 110、 112、 114、 116、 117、 118、 120和122的數(shù)據(jù)輸出，以供確定(例如傳感器 直接測(cè)量、計(jì)算算法、統(tǒng)計(jì)計(jì)算、數(shù)學(xué)轉(zhuǎn)換或推導(dǎo)、其它確定技術(shù)、或其組合)燃 燒特性。
燃燒室102可包括有基本上定容的圓柱氣缸體130。在該實(shí)施例中，例如，圓 柱氣缸體的基本定容可為0.60±0.03L。此外，燃燒室102可包括多個(gè)外部加熱元件 132、隔熱罩134、進(jìn)氣閥136、和排氣閥138。在燃燒室102的第一端處的開口 140 可容納燃料噴嘴組件142的插入部分，而在燃燒室102的第二端處的多個(gè)開口 144 可容納進(jìn)氣管146、排氣管148、以及多個(gè)傳感器110、 114、和116的插入部分。
在該實(shí)施例中，進(jìn)氣管146的一端可與在燃燒室102底部的開口 144之一流體 連通，而進(jìn)氣管146的另一端可與充氣氣源128流體連通。進(jìn)氣管146可在燃燒過(guò) 程(以下更詳細(xì)說(shuō)明)之前向燃燒室102供應(yīng)充氣氣源?？捎蛇M(jìn)氣閥136控制對(duì)燃 燒室102的進(jìn)氣輸入，而在一些實(shí)施例中該進(jìn)氣輸入可電子操縱，可計(jì)量進(jìn)入空氣， 或兩者均可。此外，進(jìn)氣管146可包括安全閥150，在進(jìn)氣閥136失效的情況下該 安全閥擔(dān)當(dāng)備用閥?？捎烧{(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)來(lái)自充氣氣源128的壓縮氣體供給。在一個(gè)實(shí) 例中，該調(diào)節(jié)器是兩級(jí)調(diào)節(jié)器，能夠?qū)⑦M(jìn)氣壓力控制到例如約2.40MPa的最小壓 力。不過(guò)，其它單級(jí)或多級(jí)調(diào)節(jié)器，以及最小壓力更小或更大的調(diào)節(jié)器，都在本發(fā) 明的范圍內(nèi)。
仍參考圖1，排氣管148的一端可與在燃燒室102底部的開口 144之一流體連 通，而排氣管148的另一端可與排氣通風(fēng)系統(tǒng)152流體連通。排氣管148可從燃燒 室102中排出燃燒過(guò)程的副產(chǎn)物。從燃燒室102中排出燃燒過(guò)程的副產(chǎn)物可由排氣 閥138控制，而在一些實(shí)施例中該排出過(guò)程可電子操縱。排氣管148可包括串聯(lián)式 過(guò)濾器154，該過(guò)濾器部分過(guò)濾地燃燒過(guò)程的副產(chǎn)物。燃料噴射系統(tǒng)104可包括燃料噴射泵156、噴射泵致動(dòng)器158、前述的燃料噴 嘴組件142、以及燃料樣品油箱160。在這種情況下，可控制燃料噴射系統(tǒng)104從 油箱160輸送燃料樣品至燃燒室(例如，通過(guò)噴嘴組件142)。
燃料噴嘴組件142可包括燃料噴嘴162，諸如標(biāo)準(zhǔn)單孔噴嘴或標(biāo)準(zhǔn)多孔噴嘴。 燃料噴嘴162可包括裝有彈簧的針狀物延伸部164，其包括螺桿和緊固螺母166， 用于調(diào)節(jié)燃料噴嘴162開啟壓力設(shè)置。另外，燃料噴嘴組件142可包括放油通道 168，用于與一個(gè)或多個(gè)外部放油閥170流體連通(用于從燃料噴嘴組件142放油)。 外部放油閥170可通過(guò)放油管174與樣品廢料排放設(shè)備172流體連通。燃料噴嘴組 件142可包括安裝在裝有彈簧的針狀物延伸部164的頂部附近的噴嘴運(yùn)動(dòng)傳感器 122。噴嘴運(yùn)動(dòng)傳感器122可用來(lái)確定何時(shí)裝有彈簧的針狀物延伸部164上升，從 而允許控制系統(tǒng)124確定燃料噴射周期的開始、結(jié)束、以及持續(xù)時(shí)間。
燃料噴嘴組件142可耦合到燃料噴射泵156。燃料噴射泵156可通過(guò)內(nèi)部燃料 供給通道175將燃料供應(yīng)給燃料噴嘴組件142。在一些實(shí)施例中，分析測(cè)量系統(tǒng)100 的燃料噴射系統(tǒng)104可氣動(dòng)。為此目的，燃料噴射泵156可耦合到噴射泵致動(dòng)器 158，該致動(dòng)器通過(guò)氣動(dòng)氣體供給管176與氣動(dòng)氣源126流體連通。可由調(diào)節(jié)器開 關(guān)表112調(diào)節(jié)從氣動(dòng)氣源126到噴射泵致動(dòng)器158的壓縮氣體供給。在該實(shí)施例中， 調(diào)節(jié)器開關(guān)表112可為兩級(jí)調(diào)節(jié)器，能夠?qū)⑾滦袎毫刂浦晾缂s0.75MPa的最 小壓力。使用單級(jí)或多級(jí)調(diào)節(jié)器，以及最小壓力更小或更大的調(diào)節(jié)器，都在本發(fā)明 的范圍內(nèi)。因而，從氣動(dòng)氣源126到噴射泵致動(dòng)器158的壓縮氣體供給(由致動(dòng)器 閥178控制)引起噴射泵致動(dòng)器158對(duì)燃料噴射泵的機(jī)械作用。在其它實(shí)施例中， 可全部地或部分地利用液壓或電子系統(tǒng)致動(dòng)燃料噴射系統(tǒng)。
仍參考圖1，燃料樣品油箱160可有基本固定的容積，例如約100mL。油箱 160可包括油箱體180和油箱蓋182，該油箱蓋通過(guò)螺紋連接、卡合連接、或螺栓 連接可除去地附連。油箱160可通過(guò)氣動(dòng)氣體供給管184與氣動(dòng)氣源126流體連通。 可由油箱閥186調(diào)節(jié)從氣動(dòng)氣源126到油箱160的壓縮氣體供給。油箱160可通過(guò) 燃料供給管187與燃料噴射泵156流體連通。
冷卻系統(tǒng)106可包括閉環(huán)冷卻系統(tǒng)以控制燃料噴嘴162的溫度。冷卻系統(tǒng)106 可包括輔助熱交換器188，該熱交換器有內(nèi)建的環(huán)流泵和控制冷卻劑流量的流量控 制閥。冷卻劑可通過(guò)冷卻劑供給管190和冷卻劑回流管192在輔助熱交換器188 和燃料噴嘴162之間流動(dòng)。冷卻液可包括水、基于乙二醇的防凍劑、水和基于乙二 醇的防凍劑的混合物(例如50:50體積比)等等。如圖1所示，分析測(cè)量系統(tǒng)100可包括多個(gè)傳感器108、 110、 112、 114、 116、
117、 118、 120和122。在該實(shí)施例中，傳感器108、 110、 112、 114、 116、 117、
118、 120和122的至少一部分可用來(lái)測(cè)量參數(shù)，諸如分析測(cè)量系統(tǒng)100內(nèi)部的壓 力、溫度、或其它情況。例如，傳感器可包括靜態(tài)壓力傳感器108、動(dòng)態(tài)壓力傳感 器110、噴射壓力表112、內(nèi)壁溫度傳感器114、充氣溫度傳感器116、燃料噴射溫 度傳感器117、噴嘴溫度傳感器118、冷卻系統(tǒng)傳感器110以及噴嘴運(yùn)動(dòng)傳感器122。
靜態(tài)壓力傳感器108可以是壓力換能器，該壓力換能器被安裝用來(lái)在每個(gè)燃燒 周期之前和之后探測(cè)燃燒室102內(nèi)部的靜態(tài)壓力。動(dòng)態(tài)壓力傳感器110也可以是壓 力換能器。動(dòng)態(tài)壓力傳感器110可被配置成在每個(gè)燃燒周期期間以預(yù)定采樣速率探 測(cè)燃燒室內(nèi)的壓力。例如，動(dòng)態(tài)壓力傳感器110的采樣速率可為0.2ms或更小，可 為O.lms或更小，且可為約0.05ms，而采樣過(guò)程持續(xù)時(shí)間為約100ms。在一些實(shí)施 例中，動(dòng)態(tài)壓力傳感器IIO可包括集成溫度傳感器，用來(lái)同時(shí)探測(cè)燃燒室102內(nèi)的 溫度。
噴射壓力表112可以是經(jīng)過(guò)校準(zhǔn)的壓力調(diào)節(jié)器，安裝在氣動(dòng)氣源126與燃料噴 射泵致動(dòng)器158之間。在該實(shí)施例中噴射壓力調(diào)節(jié)表112被配置成監(jiān)控和調(diào)節(jié)氣動(dòng) 氣體供給管176中的氣壓。
內(nèi)壁溫度傳感器114可為熱耦，諸如有不銹鋼外殼的K型熱耦，該熱耦可固 定到圓柱氣缸130的內(nèi)表面上。內(nèi)壁溫度傳感器114可被配置成監(jiān)控圓柱氣缸130 內(nèi)表面的溫度。
充氣溫度傳感器116也可為熱耦，諸如有不銹鋼外殼的K型熱耦，該熱耦可 插入燃燒室102的內(nèi)部空間。充氣溫度傳感器116可被配置成在燃燒過(guò)程之前、之 中、和之后監(jiān)控燃燒室102內(nèi)的溫度。
在該實(shí)施例中，燃料噴射溫度傳感器117可為有不銹鋼外殼的鉑電阻溫度計(jì)， 該溫度計(jì)可插入燃料噴射泵156中。在這種情況下，燃料噴射溫度傳感器117可能 能夠探測(cè)燃料噴射泵156的溫度。同樣在該實(shí)施例中，噴嘴溫度傳感器118可為有 不銹鋼外殼的鉑電阻溫度計(jì)，該溫度計(jì)可插入燃料噴嘴組件142中以探測(cè)燃料噴嘴 162的溫度。冷卻劑溫度傳感器120可為外部傳感器，該傳感器可用來(lái)探測(cè)輔助熱 交換器188處的冷卻劑的溫度。噴嘴運(yùn)動(dòng)傳感器122可被配置成在感測(cè)表面與裝有 彈簧的針狀物延伸部164的末端之間提供合適的間隙。這樣的配置允許傳感器122 探測(cè)燃料噴射的開始和結(jié)束，而該數(shù)據(jù)可被控制系統(tǒng)124用來(lái)計(jì)算燃料噴射周期的 持續(xù)時(shí)間。傳感器108、 110、 112、 114、 116、 117、 118、 120和122可通過(guò)控制卡194 等等與控制系統(tǒng)124通過(guò)接口相連。在該實(shí)施例中，控制卡194可包括控制器電路， 且可通過(guò)諸如USB電纜之類的電纜196連接到計(jì)算機(jī)系統(tǒng)198。或者，控制卡194 可直接安裝到計(jì)算機(jī)系統(tǒng)198中。在一些實(shí)施例中，計(jì)算機(jī)198可包括個(gè)人計(jì)算機(jī) 系統(tǒng)，該計(jì)算機(jī)系統(tǒng)有計(jì)算機(jī)控制柜200和顯示裝置202。計(jì)算機(jī)控制柜200可包 括輸入/輸出接口 204、處理器206、和計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)器208 (例如計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)， 諸如半導(dǎo)體存儲(chǔ)器裝置、閃存存儲(chǔ)器裝置、包括內(nèi)部硬盤或可移動(dòng)盤的磁性盤、或 磁一光盤)，以便于提供特定燃燒分析部件的自動(dòng)控制。例如，處理器206可被配 置成執(zhí)行存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器208上的計(jì)算機(jī)軟件代碼，以便在被執(zhí)行時(shí)該計(jì)算機(jī)軟件代 碼可接收來(lái)自傳感器的數(shù)據(jù)、處理這些數(shù)據(jù)、并產(chǎn)生輸出報(bào)告210，該報(bào)告在顯示 裝置202上顯示多個(gè)燃燒特性?？蓪⑤敵鰣?bào)告210存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)器208中，以 及顯示在顯示裝置202上。
參考圖2，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)198可向用戶提供輸出報(bào)告210，該報(bào)告同時(shí)顯示多個(gè) 燃燒特性的值。在該實(shí)施例中，輸出報(bào)告210包括多軸曲線圖212，該曲線圖示出 六個(gè)燃燒特性的值ID、 MDP、 MDP、 ROHRA、 CP以及TAMPD。例如，ID (點(diǎn) 火延遲)燃燒特性的值可繪制在ID軸214上。同樣，MDP (最大壓力增量)燃燒 特性的值可繪制在MDP軸216上，MDT (最大溫度增量)燃燒特性的值可繪制在 MDT軸218上，ROHRA (單位面積熱釋放率)燃燒特性的值可繪制在ROHRA軸 220上，CP (燃燒周期)燃燒特性的值可繪制在CP軸222上，TAMPD (最大壓 力形成時(shí)間)燃燒特性的值可繪制在TAMPD軸224上。多軸曲線圖212可包括一 條連接各軸上取值點(diǎn)的線(例如，圖2中所示的本實(shí)施例中的虛線)，從而提供取 決于燃料燃燒特性可對(duì)每種所測(cè)試的燃料各不相同的形狀。所得的多軸曲線圖212 可用作燃料形狀因數(shù)，該因數(shù)可用來(lái)定量地或定性地說(shuō)明一種或多種燃料的燃燒特 性。
應(yīng)當(dāng)理解，多軸曲線圖212可示出除6個(gè)特性之外的多個(gè)燃燒特性的值。例如， 在一些實(shí)施例中，多軸曲線圖212可示出三個(gè)燃燒特性的集合(例如，諸如ID、 ROHRA、 TAMPD、 ID、 MDP以及CP等等之類三個(gè)的集合)。在另一個(gè)示例中， 多軸曲線圖212可示出二個(gè)、三個(gè)、四個(gè)、五個(gè)或更多燃燒特性。在這種情況下， 該多軸曲線圖可包括針對(duì)每個(gè)所選擇的燃燒特性的軸。系統(tǒng)IOO和控制系統(tǒng)124(圖 1)可被配置成至少確定所選擇的燃燒特性。此外，應(yīng)當(dāng)理解，多軸曲線圖212或 輸出報(bào)告210的其它部分可另外地或替換地示出除前述ID、 MDP、 MDP、 ROHRA、CP、和TAMPD特性之外的燃燒特性的值。例如，在一些實(shí)施例中，多軸曲線圖 212可示出除ID、 MDP、 MDP、 ROHRA、 CP、以及TAMPD之外的燃燒特性的 值，諸如十六垸值、辛垸值、芳香族含量等等。如果需要，系統(tǒng)100和控制系統(tǒng) 124 (圖1)可被配置成確定這些替換燃燒特性。
在一些實(shí)施例中，顯示在顯示裝置202上的輸出報(bào)告210可示出壓力軌跡曲線 226，該曲線指示了在燃燒過(guò)程之前和期間來(lái)自燃燒室102中動(dòng)態(tài)壓力傳感器110 的數(shù)據(jù)。壓力軌跡曲線226可用來(lái)圖形化地査看燃燒過(guò)程的點(diǎn)火延遲228。在該實(shí) 施例中點(diǎn)火延遲228可被定義為從開始噴射230到開始燃燒232 (開始燃燒232可 從所探測(cè)到的燃燒室102中由燃燒過(guò)程開始產(chǎn)生的初始燃燒室靜態(tài)壓力234上的壓 力改變來(lái)確定)的大概時(shí)間。此外，壓力軌跡曲線226可用來(lái)圖形化地查看由燃燒 周期產(chǎn)生的最大燃燒壓力236。應(yīng)當(dāng)理解，除顯示壓力軌跡曲線226之外或替換地， 輸出報(bào)告210可顯示溫度軌跡曲線(例如，指示在燃燒過(guò)程之前或期間來(lái)自充氣溫 度傳感器116的數(shù)據(jù))、導(dǎo)出壓力軌跡曲線(例如，自在燃燒過(guò)程之前或期間來(lái)自 動(dòng)態(tài)壓力傳感器110的數(shù)據(jù)導(dǎo)出)等等。
仍參考圖2，顯示在顯示裝置202上的輸出報(bào)告210也可示出數(shù)字顯示區(qū)域 238，該區(qū)域顯示由分析測(cè)量系統(tǒng)100確定的燃燒特性值(例如，ID、 MDP、 MDP、 ROHRA、 CP以及TAMPD)。通過(guò)從下拉菜單240選擇以前所測(cè)試的燃料(例如 燃料A、燃料B、燃料C、或燃料D)，可在數(shù)字顯示區(qū)域238中和多軸曲線圖212 中交替地顯示不同燃料的燃燒特性。
可使用燃料顯示框242單獨(dú)或同時(shí)在多軸曲線圖212中顯示先前確定的一種或 多種燃料的燃燒特性?？稍谌剂巷@示框242中選擇一種或多種燃料(例如，通過(guò)用 戶使用鼠標(biāo)或其它輸入設(shè)備點(diǎn)擊燃料名稱)。通過(guò)選擇載入按鈕244，計(jì)算機(jī)198 從存儲(chǔ)器208中載入所選擇的輸出報(bào)告。此外，通過(guò)選擇比較按鈕246，計(jì)算機(jī)198 產(chǎn)生顯示在顯示裝置202上的輸出報(bào)告210。輸出報(bào)告210包括在多軸曲線圖212 上的所選擇的一種或多種燃料樣品的燃燒特性的曲線。此外，顯示裝置202可同時(shí) 示出所選擇的一種或多種燃料樣品的每一種的壓力軌跡曲線226。
在該實(shí)施例中，選擇編輯按鈕248允許輸出報(bào)告210中的源數(shù)據(jù)被編輯。此外 或替換地，編輯按鈕248可允許用戶編輯軸標(biāo)簽、曲線標(biāo)題、線標(biāo)題、線顏色、曲 線取向、曲線中軸的排列、以及其它這樣的編輯。選擇重新定標(biāo)按鈕250允許重新 定標(biāo)多軸曲線圖212或壓力軌跡曲線226?？蓪⒃撉€圖重新定標(biāo)至最佳適合比例、用戶定義比例等等。此外，保存按鈕252可允許當(dāng)前顯示在監(jiān)視器202上的輸出報(bào) 告210和其它數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器208中。
參考圖3A， 一種確定所測(cè)試燃料的燃燒特性的示例性方法300可包括燃燒室 102的啟動(dòng)和暖機(jī)的操作305。例如，可打開在充氣氣源128的源處的充氣閥136 (圖1)，以便于將燃燒室102充滿空氣?？稍谛枰獣r(shí)調(diào)節(jié)充氣氣源壓力調(diào)節(jié)器(未 在圖1中示出)以向燃燒室102提供例如約為2.4碰&+/-0.02^1 &的靜態(tài)氣壓。在 方法300的該實(shí)施例中，可將燃燒室102充滿空氣，包括約20.9%氧氣、約78-79% 氮?dú)?、和小百分比的可在大氣中找到的其他氣體。作為啟動(dòng)和暖機(jī)操作305的一部 分，可啟動(dòng)計(jì)算機(jī)198、冷卻系統(tǒng)106、和氣動(dòng)氣源126?？墒褂每刂葡到y(tǒng)124啟 動(dòng)暖機(jī)序列(例如，在計(jì)算機(jī)198.上執(zhí)行啟動(dòng)序列)。在暖機(jī)序列期間，加熱燃燒 室102直到達(dá)到平衡溫度，例如約575°。。
方法300還可包括過(guò)濾和準(zhǔn)備燃料樣本的操作310。例如，用戶可在室溫下用 玻璃注油器和一次性過(guò)濾元件過(guò)濾燃料以準(zhǔn)備該燃料，諸如約220mL或更多的燃 料樣本。在方法300的操作315期間，可從油箱體180移除油箱蓋182 (圖l)， 并對(duì)油箱體180加注燃料。然后再蓋上油箱蓋182。所有燃料都可流經(jīng)燃料噴射系 統(tǒng)，直到油箱160為空。在操作315中，可接著移除油箱蓋182并對(duì)油箱體180 再加注燃料?？稍僖淮紊w上油箱蓋182。
仍參考圖3，方法300可包括發(fā)起燃燒特性的自動(dòng)確定的操作325。在操作325 中，可使用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)198或控制系統(tǒng)124 (圖l)的其它部分啟動(dòng)燃燒特性的確 定。在操作325中所說(shuō)明的啟動(dòng)期間或之后，可將少量燃料樣品噴射到已加熱的、 溫度控制的燃燒室102中，該燃燒室先前已充滿壓縮空氣。在該實(shí)施例中，每次噴 射可產(chǎn)生單發(fā)的、壓縮點(diǎn)火燃燒過(guò)程。系統(tǒng)100的一些實(shí)施例可提供諸如ID、MDP、 MDT、 ROHRA、 CP、 TAMPD等等(例如結(jié)合圖4一 16所描述的)之類的燃燒特 性值的確定。
在操作330中，可監(jiān)控燃燒室中的一個(gè)或多個(gè)燃燒過(guò)程。例如，用戶可監(jiān)控燃 燒過(guò)程以驗(yàn)證噴射時(shí)間在合適的范圍內(nèi)，諸如在4.0ms和6.0ms之間。在一些實(shí)施 例中，通過(guò)啟動(dòng)系統(tǒng)IOO以執(zhí)行兩次預(yù)備燃燒過(guò)程和多次連續(xù)燃燒過(guò)程(例如，三 次、五次、十次、十五次、二十次、二十五次、或更多次)，在連續(xù)燃燒過(guò)程期間 由用戶監(jiān)控燃燒過(guò)程，且傳感器傳送每個(gè)連續(xù)過(guò)程的數(shù)據(jù)，可完成一個(gè)更全面的測(cè) 試序列。在那些情況下，可監(jiān)控燃燒過(guò)程，例如用來(lái)驗(yàn)證噴射周期平均值和各個(gè)噴 射周期在合適范圍內(nèi)，諸如平均值為5.001^+/-0.251115而各個(gè)周期在4.01115和6.0ms之間。如果噴射周期平均值或各個(gè)噴射周期落在相應(yīng)限制值之外，可要求作出調(diào)節(jié)，
諸如調(diào)節(jié)燃料噴嘴162和裝有彈簧的針狀物延伸部164。在任一這樣的調(diào)節(jié)之后， 可從準(zhǔn)備更多燃料310開始，重復(fù)方法300。如果噴射周期平均值和各個(gè)噴射周期 均落在限制值內(nèi)，可接受該測(cè)試并可分析結(jié)果。
方法300還可包括查看由系統(tǒng)100產(chǎn)生的輸出報(bào)告的操作335。在操作335中， 可由計(jì)算機(jī)系統(tǒng)198產(chǎn)生輸出報(bào)告210并將其顯示在顯示裝置200上(例如，參考 圖2)。輸出報(bào)告210可包括所確定的多個(gè)燃燒特性的值，諸如ID、 MDP、 MDT、 ROHRA、 CP、 TAMPD等等。
在操作345中，用戶可運(yùn)用一選項(xiàng)來(lái)將輸出報(bào)告210與先前所測(cè)試燃料樣品的 一個(gè)或多個(gè)輸出報(bào)告210相比較。例如，在操作350中，用戶可針對(duì)如上關(guān)于圖2 所述的燃料A、燃料B、燃料C、以及燃料D中的一個(gè)或多個(gè)比較它們的輸出報(bào)告 210?？蓪⑾惹八_定的針對(duì)所測(cè)試燃料的燃燒特性的值單獨(dú)或同時(shí)顯示在多軸曲 線圖212中。
在操作355中，可使所有剩余燃料流過(guò)燃料噴射系統(tǒng)104直到油箱為空?？扇?選的是，可移除油箱蓋182以在視覺(jué)上檢查油箱180是否為空。可再蓋上油箱蓋 182。在操作360中，可重新準(zhǔn)備系統(tǒng)IOO用于不同的燃料樣品?；蛘?，可關(guān)閉燃 燒室102。
如果燃燒室102即將關(guān)閉，用戶可確認(rèn)所有燃料已從燃料噴射系統(tǒng)104中排出， 且油箱體180已空。另外，可關(guān)閉充氣氣源128的源處的充氣閥136。在一些實(shí)施 例中，計(jì)算機(jī)198可用于關(guān)閉燃燒室102。在完全關(guān)閉期間，可關(guān)閉計(jì)算機(jī)198、 循環(huán)冷卻系統(tǒng)106、氣動(dòng)氣源126，并使燃燒室102減壓并冷卻至環(huán)境溫度。
參考圖3B， 一種報(bào)告所測(cè)試燃料的燃燒特性的示例性方法365可包括在燃燒 過(guò)程之前接收指示燃燒室102中的壓力和溫度的數(shù)據(jù)的操作370。如上結(jié)合圖1-2 所述，可使用諸如計(jì)算機(jī)198 (圖l)之類的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)至少部分地實(shí)現(xiàn)確定和報(bào) 告燃燒特性的程序。這樣，通過(guò)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)198從靜態(tài)壓力傳感器108和充氣溫度 傳感器116接收一個(gè)或多個(gè)數(shù)據(jù)(例如，通過(guò)控制卡194傳送給計(jì)算機(jī)系統(tǒng)198)， 可至少部分地實(shí)現(xiàn)操作370。如果燃燒室中的靜態(tài)壓力和溫度均在合適范圍內(nèi)，則 燃燒室102可使用并且已為燃料燃燒作好準(zhǔn)備。
方法365還可包括在燃料燃燒期間接收指示燃燒室中壓力和溫度的數(shù)據(jù)的操 作375。在其中操作375至少部分地由計(jì)算機(jī)系統(tǒng)198實(shí)現(xiàn)的那些實(shí)施例中，數(shù)據(jù) 可從動(dòng)態(tài)壓力傳感器IOO和充氣溫度傳感器166中接收。例如，在測(cè)試燃料樣品時(shí)所進(jìn)行的一個(gè)或多個(gè)燃燒過(guò)程期間，動(dòng)態(tài)壓力傳感器110和充氣溫度傳感器116 可以預(yù)定采樣速率探測(cè)壓力和溫度的動(dòng)態(tài)變化。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)198可從動(dòng)態(tài)壓力傳感 器110和充氣溫度傳感器116接收一個(gè)或多個(gè)數(shù)據(jù)信號(hào)(例如，由控制卡194傳送)。 在該特定實(shí)施例中，用于從動(dòng)態(tài)壓力傳感器110和充氣溫度傳感器116接收數(shù)據(jù)的 采樣速率可為約0.05ms，而每個(gè)燃燒過(guò)程會(huì)出現(xiàn)約100ms的持續(xù)時(shí)間。在其它實(shí) 施例中，可使用不同的采樣速率。
方法365可包括確定與所噴射燃料相關(guān)聯(lián)的多個(gè)燃燒特性的操作385。在一些 計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)的實(shí)施例中，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)198可包括至少一個(gè)硬件組件或存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī) 存儲(chǔ)器208上的軟件程序，該硬件組件或軟件程序被配置成至少部分地基于從傳感 器接收的數(shù)據(jù)確定多個(gè)燃燒特性值(例如，從傳感器數(shù)據(jù)直接歸結(jié)、計(jì)算算法、統(tǒng) 計(jì)計(jì)算、數(shù)學(xué)轉(zhuǎn)換或推導(dǎo)、其它確定方法、或其組合)。例如，在一個(gè)或多個(gè)燃燒 過(guò)程期間或之后，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)198可至少部分地基于從傳感器所接收的數(shù)據(jù)確定多 個(gè)諸如ID、 MDP、 MDT、 ROHRA、 CP、以及TAMPD之類的燃燒特性的值。在 該實(shí)施例中，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)198可適于使用通過(guò)動(dòng)態(tài)壓力傳感器110和噴嘴運(yùn)動(dòng)傳感 器122所探測(cè)到的壓力和運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)確定ID的值。同樣在該實(shí)施例中，計(jì)算機(jī)系統(tǒng) 198可適于使用以預(yù)定釆樣速率從動(dòng)態(tài)壓力傳感器110接收的壓力數(shù)據(jù)確定MDP、 ROHRA、 CP、和TAMPD的值。另夕卜，在該實(shí)施例中，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)198可適于使 用通過(guò)充氣溫度傳感器116以該采樣速率探測(cè)到的溫度數(shù)據(jù)確定MDT的值。
方法365還可包括產(chǎn)生指示多個(gè)燃燒特性值的輸出報(bào)告的操作390。在一些計(jì) 算機(jī)實(shí)現(xiàn)的實(shí)施例中，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)198可產(chǎn)生輸出報(bào)告(例如，參考結(jié)合圖2說(shuō)明 的報(bào)告210)。例如，計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)器208可包括軟件程序，該軟件程序被配置成產(chǎn) 生指示在操作385中所確定的燃燒特性值的報(bào)告(例如，顯示在顯示裝置202上、 打印到硬拷貝上、保存到計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)器208中、或其組合)。在操作395中，可顯 示輸出報(bào)告以供用戶查看。例如，在計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)的實(shí)施例中，可將輸出報(bào)告顯示在 顯示裝置202上、通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳送之后顯示在遠(yuǎn)程顯示裝置上、或從計(jì)算機(jī)系統(tǒng)198 或遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)系統(tǒng)打印到硬拷貝打印輸出上。輸出報(bào)告可包括多軸曲線圖(例如， 參考結(jié)合圖2說(shuō)明的曲線圖212)、壓力軌跡曲線、或兩者。
如上所述，可使用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)至少部分地實(shí)現(xiàn)方法365。而且，可在一個(gè)或多 個(gè)計(jì)算機(jī)程序中實(shí)現(xiàn)裝置或方法的一些實(shí)施例，這些計(jì)算機(jī)程序可在包括至少一個(gè) 處理器的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)上執(zhí)行。計(jì)算機(jī)程序可以是能直接或間接用于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中以 執(zhí)行某些行動(dòng)或產(chǎn)生某些結(jié)果的指令集。計(jì)算機(jī)程序可用任一形式的包括匯編或解釋語(yǔ)言的編程語(yǔ)言寫成，且它能以任何形式使用，包括作為獨(dú)立程序或作為模塊、 組件、子例程或適合用于計(jì)算環(huán)境中的其它單元。而且，應(yīng)當(dāng)理解計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的部 件能連接到諸如通信網(wǎng)絡(luò)之類的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)通信介質(zhì)中。通信網(wǎng)絡(luò)的例子包括例如局 域網(wǎng)、廣域網(wǎng)、以及構(gòu)成因特網(wǎng)的計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)。
現(xiàn)參考圖4和圖5，報(bào)告表格400和多軸曲線圖500可用于顯示與多種燃料(例 如，燃料A410、燃料B415、燃料C420、燃料D425)相關(guān)聯(lián)的點(diǎn)火延遲(ID) 燃燒特性405的值。在一些實(shí)施例中，可將報(bào)告表格400和曲線圖500顯示在例如 計(jì)算機(jī)顯示裝置上。報(bào)告表格400和多軸曲線圖500可提供不同燃料410、 415、 420、和425的ID值的定量和定性的比較。
如上所述，點(diǎn)火延遲燃燒特性可定義為從燃料噴射開始到燃燒開始的時(shí)間。燃 燒的開始通過(guò)燃燒室壓力的增大超過(guò)初始燃燒室靜態(tài)壓力234來(lái)指示。出于實(shí)用目 的，燃燒的開始可被定義為燃燒室中壓力的增大超過(guò)所選擇的指定值，因?yàn)檫@明確 地指示了燃燒的開始。在該特定實(shí)施例中，點(diǎn)火延遲燃燒特性可被定義為從燃料噴 射開始的時(shí)間到燃燒室102壓力升高為2.4 MPa+/-0.02 MPa的初始靜態(tài)壓力以上 +0.02 MPa的時(shí)間。例如，可由動(dòng)態(tài)壓力傳感器IIO探測(cè)燃燒室102中的壓力升高， 而由噴嘴運(yùn)動(dòng)傳感器122探測(cè)燃料樣品噴射的開始。應(yīng)當(dāng)理解，在其它實(shí)施例中， ID值可用其它方式定義，這取決于用來(lái)監(jiān)控(多個(gè))燃燒過(guò)程的傳感器類型、計(jì) 算機(jī)軟件的設(shè)置、或系統(tǒng)100的其它組件。在其中測(cè)試序列包括多個(gè)連續(xù)燃燒過(guò)程 (例如，燃燒室中二十五次過(guò)程)的一些實(shí)施例中，通過(guò)對(duì)連續(xù)燃燒過(guò)程的各個(gè)點(diǎn) 火延遲測(cè)量值取平均值，可獲得ID特性405的值。而且，如圖4中所示，報(bào)告表 格400可包括示出測(cè)量單位(例如，毫秒)的類別435和示出比例換算值(可任選 地用來(lái)在比例曲線圖中顯示值)的類別440。
多軸曲線圖500可用來(lái)圖形化地顯示所確定的ID特性405的值。例如，可將 ID特性405的值繪制在多軸曲線圖500的ID軸505上。在該實(shí)施例中，該值可適 于0.5ms至20ms的范圍，因此，可采用將0.5ms ID值與換算值0關(guān)聯(lián)、將20ms ID 值與換算值IOO關(guān)聯(lián)的最適配比例(參考類別440)。應(yīng)當(dāng)理解，在其它實(shí)施例中， 該比例取決于曲線圖中值的可視性和系統(tǒng)100中所使用的傳感器和采樣速率而不 同。顯示在報(bào)告表格400的類別445、 450、 455、和460中的ID值顯示出從一種 燃料到另一種燃料會(huì)出現(xiàn)的示例變化。該實(shí)施例中的ID值的變化范圍是，從燃料 D 425的值2.16ms到燃料B 415的值3.12ms和燃料A 410的值4.35ms，以及到燃 料C 420的值11.5ms?？蓪⑦@些實(shí)際確定的值顯示在多軸曲線圖500中，或可將這些值換算為換算值(參考報(bào)告表格400的類別445、 450、 455和460)顯示在曲 線圖500中。在該實(shí)施例中，多軸曲線圖500顯示ID確定值的換算值。在一些實(shí) 施例中，多軸曲線圖500可包括圖例510，該圖例將所測(cè)試燃料與視覺(jué)標(biāo)識(shí)符關(guān)聯(lián) (例如，單一線、點(diǎn)、顏色、等等)。
參考圖6和圖7，報(bào)告表格600和多軸曲線圖700可用于顯示與多種不同燃料 (例如，燃料A410、燃料B415、燃料C420、燃料D425)相關(guān)聯(lián)的最大壓力增 量(MDP)特性的值。如上所述，可在例如計(jì)算機(jī)顯示裝置上向用戶顯示報(bào)告表 格600和曲線圖700。報(bào)告表格600和多軸曲線圖700可提供不同燃料410、 415、 420、和425的MDP值的定量和定性的比較。
在該特定實(shí)施例中，MDP燃燒特性605的值可被定義為在燃燒過(guò)程期間所形 成的最大壓力變化(例如，在特定燃燒過(guò)程期間燃燒室中所形成的最大壓力減去燃 燒過(guò)程開始時(shí)的靜態(tài)壓力)。可由動(dòng)態(tài)壓力傳感器110探測(cè)燃燒過(guò)程期間的燃燒室 壓力值。在其中測(cè)試程序包括多個(gè)連續(xù)燃燒過(guò)程的一些實(shí)施例中，可通過(guò)對(duì)連續(xù)燃 燒過(guò)程的各個(gè)最大壓力增量確定值取平均值來(lái)計(jì)算MDP值。報(bào)告表格600可包括 指示用于MDP值的諸如巴(bar)之類的測(cè)量單位635的類別635。應(yīng)當(dāng)理解，在 其它實(shí)施例中，MDP值可用其它方式定義，這取決于用來(lái)監(jiān)控燃燒過(guò)程的傳感器 類型、計(jì)算機(jī)軟件的設(shè)置、或系統(tǒng)100的其它組件。
多軸曲線圖700可用來(lái)圖形化地顯示所確定的MDP特性605的值。例如，可 根據(jù)圖例510將MDP特性605的值繪制在多軸曲線圖的MDP軸705上。在該實(shí) 施例中，實(shí)際確定的值會(huì)落在0bar至40bar的范圍內(nèi)。因而，可使用將ObarMDP 值與換算值0關(guān)聯(lián)、以及將40 bar MDP值與換算值100關(guān)聯(lián)的最適配比例(參考 類別640)。應(yīng)當(dāng)理解，在其它實(shí)施例中，該比例取決于曲線圖中值的可視性和系 統(tǒng)100中所使用的傳感器和采樣速率而不同。顯示在報(bào)告表格600的類別645、650、 655、和660中的MDP值顯示出不同燃料之間會(huì)出現(xiàn)的示例變化。該實(shí)施例中的 MDP實(shí)際值的范圍是，從燃料A 410的值9.75 bar到燃料B 415的值11.45 bar和 燃料C 420的值22 bar、以及燃料D 425的值35 bar。在該實(shí)施例中，多軸曲線圖 700顯示MDP確定值的換算值(參考報(bào)告600的類別645、 650、 655、和660中 的換算值)，但在一些實(shí)施例中多軸曲線圖700可顯示如報(bào)告表格600所示的實(shí)際 確定值。
參考圖8和圖9，報(bào)告表格800和多軸曲線圖900可用于顯示與多種不同燃料 (例如，燃料A410、燃料B415、燃料C420、燃料D425)相關(guān)聯(lián)的最大溫度增量(MDT)特性的值。在一些實(shí)施例中，報(bào)告表格800和多軸曲線圖900可顯示 在計(jì)算機(jī)顯示裝置上，并可提供不同燃料410、 415、 420、和425的MDT值的定 量和定性的比較。報(bào)告表格800可包括指示用于MDT值的諸如"C之類的測(cè)量單位 835的類別835。MDT燃燒特性805的值可定義為在燃燒過(guò)程期間所形成的最大溫 度變化(例如，在特定燃燒過(guò)程期間燃燒室中所測(cè)得的最高溫度減去燃燒過(guò)程開始 時(shí)的初始溫度)。應(yīng)當(dāng)理解，在其它實(shí)施例中，MDT值可用其它方式定義，這取 決于用來(lái)監(jiān)控燃燒過(guò)程的傳感器類型、計(jì)算機(jī)軟件的設(shè)置、或系統(tǒng)100的其它組件。 多軸曲線圖900可用來(lái)圖形化地顯示MDT特性805的值(例如，換算值或?qū)嶋H確 定值)。例如，可根據(jù)圖例510和最適配比例(參考報(bào)告表格800中的類別840) 將MDT的換算值繪制在MDT軸905上。在該實(shí)施例中，多軸曲線圖900顯示 MDT確定值的換算值(參考報(bào)告800的類別845、 850、 855、和860中的換算值)， 但在一些實(shí)施例中多軸曲線圖900可顯示如報(bào)告表格800所示的實(shí)際確定值。
參考圖10和圖11，報(bào)告表格IOOO和多軸曲線圖UOO可用于顯示與多種不同 燃料(例如，燃料A410、燃料B415、燃料C420、燃料D425)相關(guān)聯(lián)的單位面 積熱釋放率(ROHRA)特性的值。在一些實(shí)施例中，報(bào)告表格IOOO和多軸曲線圖 1100可顯示在計(jì)算機(jī)顯示裝置上，并可提供不同燃料410、 415、 420、和425的 ROHRA值的定量和定性的比較。報(bào)告表格1000可包括指示用于MDT值的諸如 Bar/msZ之類的測(cè)量單位的類別1035。在該實(shí)施例中，ROHRA燃燒特性1005的值 可定義為在燃燒過(guò)程期間所產(chǎn)生的最大溫度變化(例如，可通過(guò)對(duì)壓力軌跡的導(dǎo)數(shù) 曲線下的面積的計(jì)算確定)。應(yīng)當(dāng)理解，在其它實(shí)施例中，ROHRA值可用其它方 式定義，這取決于用來(lái)監(jiān)控燃燒過(guò)程的傳感器類型、計(jì)算機(jī)軟件的設(shè)置、或系統(tǒng) 100的其它組件。多軸曲線圖IIOO可用來(lái)圖形化地顯示ROHRA特性1005的值(例 如，換算值或?qū)嶋H確定值)。例如，可根據(jù)圖例510和最適配比例(參考報(bào)告表格 1000中的類別1040)將ROHRA的換算值繪制在ROHRA軸1105上。在該實(shí)施例 中，多軸曲線圖UOO顯示ROHRA確定值的換算值(參考報(bào)告1000的類別1045、 1050、 1055、和1060中的換算值)，但在一些實(shí)施例中多軸曲線圖1100可顯示如 報(bào)告表格1000所示的實(shí)際確定值。
參考圖12和圖13，報(bào)告表格1200和多軸曲線圖1300可用于顯示與多種不同 燃料(例如，燃料A410、燃料B415、燃料C420、燃料D425)相關(guān)聯(lián)的燃燒周 期(CP)特性的值。在一些實(shí)施例中，報(bào)告表格1200和多軸曲線圖1300可顯示 在計(jì)算機(jī)顯示裝置上，并可提供不同燃料410、 415、 420、和425的CP值的定量和定性的比較。報(bào)告表格1200可包括指示用于CP值的諸如毫秒之類的測(cè)量單位 的類別1235。 CP燃燒特性1205的值可定義為燃燒過(guò)程的持續(xù)時(shí)間。出于實(shí)用目 的，燃燒過(guò)程可定義為在由燃燒引起的壓力持續(xù)增大超出特定值之時(shí)發(fā)生。在該實(shí) 施例中，燃燒過(guò)程被定義為由燃燒引起的持續(xù)壓力增大超出0.05 bar/ms2。應(yīng)當(dāng)理 解，在其它實(shí)施例中，CP值可用其它方式定義，這取決于用來(lái)監(jiān)控燃燒過(guò)程的傳 感器類型、計(jì)算機(jī)軟件的設(shè)置、或系統(tǒng)100的其它組件。多軸曲線圖1300可用來(lái) 圖形化地顯示CP特性1205的值(例如，換算值或?qū)嶋H確定值)。例如，可根據(jù) 圖例510和最適配比例(參考報(bào)告表格1200中的類別1240)將CP的換算值繪制 在CP軸1305上。在該實(shí)施例中，多軸曲線圖1300顯示CP確定值的換算值(參 考報(bào)告1200的類別1245、 1250、 1255、和1260中的換算值)，但在一些實(shí)施例 中多軸曲線圖1300可顯示如報(bào)告表格1200所示的實(shí)際確定值。
參考圖14和圖15，報(bào)告表格1400和多軸曲線圖1500可用于顯示與多種不同 燃料(例如，燃料A410、燃料B415、燃料C420、燃料D425)相關(guān)聯(lián)的最大壓 力形成時(shí)間(TAMPD)特性的值。在一些實(shí)施例中，報(bào)告表格1400和多軸曲線圖 1500可顯示在計(jì)算機(jī)顯示裝置上，并可提供不同燃料410、 415、 420、和425的 TAMPD值的定量和定性的比較。報(bào)告表格1400可包括指示用于TAMPD值的諸 如毫秒之類的測(cè)量單位的類別1435。 TAMPD燃燒特性1405的值可定義為從燃燒 開始(例如，用于確定點(diǎn)火延遲燃燒特性405的燃燒開始)到最大燃燒壓力的持續(xù) 時(shí)間。應(yīng)當(dāng)理解，在其它實(shí)施例中，TAMPD值可用另一方式定義，這取決于用來(lái) 監(jiān)控燃燒過(guò)程的傳感器類型、計(jì)算機(jī)軟件的設(shè)置、或系統(tǒng)100的其它組件。多軸曲 線圖1500可用來(lái)圖形化地顯示TAMPD特性1405的值(例如，換算值或?qū)嶋H確定 值)。例如，可根據(jù)圖例510和最適配比例(參考報(bào)告表格1400中的類別1440) 將TAMPD的換算值繪制在TAMPD軸1505上。在該實(shí)施例中，多軸曲線圖1500 顯示TAMPD確定值的換算值(參考報(bào)告1400的類別1445、 1450、 1455、和1460 中的換算值)，但在一些實(shí)施例中多軸曲線圖1500可顯示如報(bào)告表格1400所示的 實(shí)際確定值。
參考圖16，多軸曲線圖1600可用作燃料形狀因數(shù)。曲線圖1600可提供一個(gè) 模型用于燃燒特性的有效比較和分析，例如上述的ID、 MDP、 MDT、 ROHRA、 CP、和TAMPD特性的部分或全部以及其它特性(例如辛垸值、十六烷值、芳香 族含量等等)。多種不同燃料(例如，燃料A410、燃料B415、燃料C 420、燃 料D 425)的燃燒特性值可同時(shí)顯示在多軸曲線圖1600上，以提供一種有效比較和分析的工具。在一些實(shí)施例中，顯示在多軸曲線圖1600中的燃料形狀因數(shù)可用 于評(píng)估所測(cè)試的燃料在特定弓i擎配置中工作的合適程度。
可用類似于關(guān)于圖5、 7、 9、 11、 13、和15所描述的多軸曲線圖500、 700、 900、 1100、 1300、和1500的方式生成曲線圖1600。在一些情況下，可通過(guò)連接 與四種內(nèi)燃機(jī)燃料410、415、420、和425分別關(guān)聯(lián)的燃燒特性值畫出線1610、 1615、 1620、和1625,從而提供對(duì)各種不同燃料可能不同的形狀。如上結(jié)合圖2、 3A和 3B所述，在燃燒室102(圖1)內(nèi)進(jìn)行一個(gè)或多個(gè)燃燒過(guò)程之后，可產(chǎn)生多軸曲線 圖1600以供用戶查看。然后允許用戶同時(shí)分析感興趣的不同燃料的多個(gè)燃燒特性。 通過(guò)用作形狀因數(shù)，多軸曲線圖1600可提供一種有效的比較所測(cè)試燃料的多個(gè)特 性的工具。應(yīng)當(dāng)理解，在一些實(shí)施例中，燃料形狀因數(shù)至少部分地由多軸曲線圖的 形狀定義。在其它實(shí)施例中，燃料形狀因數(shù)至少部分地由多軸曲線圖形狀的面積值 定義，從而通過(guò)在特定縱坐標(biāo)的不同面積值可區(qū)別不同的燃料。
在一些實(shí)施例中，所得的燃料形狀因數(shù)可向引擎設(shè)計(jì)者提供一種在給定條件下 比較燃料性能特性的方法。例如，如果一種引擎設(shè)計(jì)在第一溫度下使用燃料A410 運(yùn)轉(zhuǎn)得更好，而在第二溫度下使用燃料D425運(yùn)轉(zhuǎn)得更好，則引擎設(shè)計(jì)者可查看顯 示在多軸曲線圖1600上的形狀因數(shù)以便于定量或定性地比較燃料A 410至燃料D 425的特性。這樣的工具可允許引擎設(shè)計(jì)者或其它用戶開發(fā)一種在第一溫度和第二 溫度下均可令人滿意地工作的替換性燃料混合物。該替換性燃料混合物，例如燃料 B415，可提供該情況下燃料A410和燃料D425未能提供的燃燒特性(例如ID、 MDP、 MDT、 ROHRA、 CP、 TAMPD、或由系統(tǒng)100所確定的其它特性)的適當(dāng) 折衷。這樣的對(duì)燃料特性的比較可被實(shí)現(xiàn)為如結(jié)合圖1、 2、和3A-B所說(shuō)明的系統(tǒng) 和方法的一部分。
例如，在特定實(shí)施例中，多軸曲線圖1600可用作為燃料形狀因數(shù)以選擇用在 特定引擎設(shè)計(jì)中的商用燃料。在該實(shí)施例中，用戶可在特定引擎中測(cè)試燃料A，并 確定燃料A提供所需的燃燒特性。如果燃料A是一種昂貴的測(cè)試燃料，則燃料A 在該引擎設(shè)計(jì)中的廣泛商用不可行。在這種情況下，該用戶可將燃料A的形狀因 數(shù)1610 (在多軸曲線圖1600中示出)與其它燃料的形狀因數(shù)相比較，以査看是否 有一種更便宜的燃料提供相似的燃燒特性。在這個(gè)例子中，用戶可至少部分基于對(duì) 形狀因數(shù)1610和1615的形狀的比較選擇燃料B。燃料B可為更便宜的、更易于 買到的燃料的混合物，或有添加劑使得其燃燒特性與所測(cè)試的燃料A類似的商用 混合燃料。通過(guò)這個(gè)過(guò)程， 一個(gè)用戶或一群用戶可構(gòu)成一個(gè)有各種類型燃料的燃料形狀因數(shù)的數(shù)據(jù)庫(kù)(例如，存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)器208 (圖2)上且通過(guò)顯示裝置208 可讀取)。因此，系統(tǒng)IOO可用于開發(fā)一個(gè)全面的數(shù)據(jù)庫(kù)，該數(shù)據(jù)庫(kù)示出多種燃料 的燃料形狀因數(shù)形狀與這些燃料在特定引擎設(shè)計(jì)中的燃燒結(jié)果之間的相關(guān)性。另 外，燃燒模型軟件可使用這樣的數(shù)據(jù)庫(kù)來(lái)將燃料形狀因數(shù)形狀直接輸入到燃燒模型 軟件的附加模塊中，從而消除燃料燃燒特性的重復(fù)。應(yīng)當(dāng)理解，用戶在引擎模擬系 統(tǒng)中而不是在實(shí)際的內(nèi)燃機(jī)中測(cè)試不同的燃料。例如，可將來(lái)自多軸曲線圖的數(shù)據(jù) 輸入到引擎模擬系統(tǒng)(例如，GT-動(dòng)力引擎模擬軟件系統(tǒng)、CFD (計(jì)算流體力學(xué)) 模型和模擬軟件系統(tǒng)、Matlab模擬模型、以及在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)上實(shí)現(xiàn)的其它模擬系 統(tǒng)等等)中，以便為該燃料的燃燒特性的特定標(biāo)準(zhǔn)提供反饋。相應(yīng)地，通過(guò)允許設(shè) 計(jì)者容易地使用引擎模擬系統(tǒng)在模擬引擎中模擬一種或多種燃料的燃燒，來(lái)自多軸 曲線圖的數(shù)據(jù)可便于定制燃料的設(shè)計(jì)或選擇。
仍參考圖16，在其它實(shí)施例中，顯示在多軸曲線圖1600中的燃料形狀因數(shù)可 向引擎設(shè)計(jì)者提供一種用于基于燃料特性的比較改變引擎設(shè)計(jì)的方法。在一個(gè)實(shí)施 例中，引擎設(shè)計(jì)者可比較和分析燃料A410和燃料C420的燃燒特性。如果當(dāng)前引 擎設(shè)計(jì)用燃料A 410工作得更好(即使假設(shè)因?yàn)樯虡I(yè)原因或其它原因使用燃料C 420)，顯示在曲線圖1600上的形狀因數(shù)可指示哪個(gè)特性影響了燃料C 420的性能。 這樣定量或定性的比較可使設(shè)計(jì)者或其它用戶改變引擎的設(shè)計(jì)以更好適應(yīng)燃料C 420。例如，可促使該引擎設(shè)計(jì)者基于燃料C420的燃燒特性405、 605、 805、 1005、 1205、和1405改變壓縮比、活塞頂設(shè)計(jì)、圓柱頭燃燒室形狀、缸徑與沖程、或凸 輪軸升程和持續(xù)時(shí)間。
例如，在特定實(shí)施例中， 一些引擎設(shè)計(jì)(例如HCCI等等)可能需要一種在低 負(fù)荷或低溫情況下容易自燃而在高負(fù)荷情況下不太容易燃燒的燃料。在這種情況 下，用戶可在系統(tǒng)100的燃燒室102中對(duì)該燃料在低負(fù)荷情況下和高負(fù)荷情況下均 進(jìn)行測(cè)試。通過(guò)評(píng)估所測(cè)試燃料在低負(fù)荷情況下和高負(fù)荷情況下的燃料形狀因數(shù) (在多軸曲線圖1600中示出)，用戶可標(biāo)識(shí)一種在低負(fù)荷情況下和高負(fù)荷情況下 有合適的自燃特性的燃料。或者，通過(guò)評(píng)估所測(cè)試燃料在低負(fù)荷情況下和高負(fù)荷情 況下的燃料形狀因數(shù)(在多軸曲線圖1600中示出)，用戶可確定該燃料在高負(fù)荷 情況(例如，更大的點(diǎn)火延遲)下有合適的抗自燃性，然后可量化在低負(fù)荷情況下 應(yīng)當(dāng)減少多少點(diǎn)火延遲。在這種情況下，用戶可調(diào)節(jié)引擎設(shè)計(jì)或其它特征以適應(yīng)所 測(cè)試燃料的使用。例如，用戶可在引擎控制系統(tǒng)中采用一種在低負(fù)荷情況下會(huì)改變 紊流量(或旋流比)的算法，這樣可在低負(fù)荷情況下減小點(diǎn)火延遲。如上所述，應(yīng)當(dāng)理解，用戶可在多個(gè)模擬引擎中而不是在實(shí)際內(nèi)燃機(jī)中測(cè)試一種特定燃料。例如，
可將來(lái)自多軸曲線圖的數(shù)據(jù)輸入到引擎模擬系統(tǒng)(例如，GT-動(dòng)力引擎模擬軟件系 統(tǒng)、CFD (計(jì)算流體力學(xué))模型和模擬軟件系統(tǒng)、Matlab模擬模型、以及實(shí)現(xiàn)在計(jì) 算機(jī)系統(tǒng)上的其它模擬系統(tǒng)等等)中，以便為該燃料的燃燒特性的特定標(biāo)準(zhǔn)提供反 饋。因而，通過(guò)允許設(shè)計(jì)者使用引擎模擬系統(tǒng)容易地在多個(gè)模擬引擎設(shè)計(jì)中模擬該 特定燃料的燃燒，來(lái)自多軸曲線圖的數(shù)據(jù)可便于引擎的設(shè)計(jì)。
已經(jīng)描述了本發(fā)明的多個(gè)實(shí)施例。然而應(yīng)當(dāng)理解，在不背離本發(fā)明的精神 和范圍的情況下可作各種修改。相應(yīng)地，其它實(shí)施例在所附權(quán)利要求書的范圍 內(nèi)。
權(quán)利要求
1. 一種用于確定燃料在引擎中的可操作性的方法，所述方法包括標(biāo)識(shí)所測(cè)試燃料的選自由點(diǎn)火延遲、最大壓力增量、最大溫度增量、單位面積熱釋放率、燃燒周期、以及形成最大壓力的時(shí)間所構(gòu)成的組的至少三個(gè)燃燒特性的值；用所標(biāo)識(shí)的值評(píng)估所測(cè)試的燃料在一引擎配置中工作的適合程度。
2. 如權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于，多個(gè)燃燒特性至少包括由點(diǎn)火 延遲、最大壓力增量、最大溫度增量、單位面積熱釋放率、燃燒周期、以及形 成最大壓力的時(shí)間所構(gòu)成的組。
3. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述燃燒特性的值的至少一個(gè) 由計(jì)算機(jī)系統(tǒng)自動(dòng)標(biāo)識(shí)。
4. 如權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于，用所標(biāo)識(shí)的值評(píng)估所測(cè)試燃料 的適合程度包括評(píng)估標(biāo)識(shí)所述燃料并指示所述至少三個(gè)燃燒特性值的確定值 或換算值的輸出報(bào)告。
5. 如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述輸出報(bào)告包括顯示在多軸 曲線圖上的所述至少三個(gè)燃燒特性的確定值或換算值，且所述多軸曲線圖具有 針對(duì)所述至少三個(gè)燃燒特性的每一個(gè)的軸。
6. —種用于評(píng)估燃料的燃燒特性的方法，所述方法包括 確定燃料的選自由點(diǎn)火延遲、最大壓力增量、最大溫度增量、單位面積熱釋放率、燃燒周期、以及形成最大壓力的時(shí)間所構(gòu)成的組的至少三個(gè)燃燒特性 的值；將所確定的值與所述燃料關(guān)聯(lián)。
7. 如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述多個(gè)燃燒特性至少包括由 點(diǎn)火延遲、最大壓力增量、最大溫度增量、單位面積熱釋放率、燃燒周期、以 及形成最大壓力的時(shí)間所構(gòu)成的組。
8. 如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述至少三個(gè)燃燒特性的值至 少部分地基于指示在所述燃料在燃燒室中燃燒期間以預(yù)定采樣速率0.2ms所測(cè) 得的燃燒室中壓力、溫度、或兩者的數(shù)據(jù)確定。
9. 如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，至少一個(gè)所述燃燒特性的值由計(jì)算機(jī)系統(tǒng)自動(dòng)確定。
10. 如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，在標(biāo)識(shí)所述燃料并指示所述 至少三個(gè)燃燒特性值的確定值或換算值的輸出報(bào)告中所確定的值與所述燃料 關(guān)聯(lián)。
11. 如權(quán)利要求IO所述的方法，其特征在于，所述輸出報(bào)告包括顯示在多 軸曲線圖上的所述至少三個(gè)燃燒特性的確定值或換算值，所述多軸曲線圖具有 針對(duì)所述至少三個(gè)燃燒特性的每一個(gè)的軸。
12. —種用于評(píng)估燃料的燃燒特性的方法，所述方法包括確定燃料的選自由單位面積熱釋放率和燃燒周期所構(gòu)成的組的至少一個(gè)燃燒特性的值；將所述確定值與所述燃料關(guān)聯(lián)。
13. 如權(quán)利要求12所述的方法，還包括確定選自由點(diǎn)火延遲、最大壓力增 量、最大溫度增量、以及形成最大壓力的時(shí)間所構(gòu)成的組的至少一個(gè)燃燒特性 的值。
14. 如權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，所述至少一個(gè)燃燒特性的值 至少部分地基于指示在所述燃料在燃燒室中燃燒期間以預(yù)定采樣速率所測(cè)得 的燃燒室中壓力、溫度、或兩者的數(shù)據(jù)確定。
15. 如權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于，所述預(yù)定采樣速率為0.2ms 或更小。
16. 如權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，至少一個(gè)所述燃燒特性的值 由計(jì)算機(jī)系統(tǒng)自動(dòng)確定。
17. —種計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)的報(bào)告燃料的燃燒特性的方法，包括 在燃料在燃燒室中燃燒期間以預(yù)定采樣速率接收指示燃燒室中壓力和溫度的數(shù)據(jù)；確定與在燃燒室中燃燒的所述燃料關(guān)聯(lián)的多個(gè)燃燒特性的值，所述多個(gè)燃 燒特性為選自由點(diǎn)火延遲、最大壓力增量、最大溫度增量、單位面積熱釋放率、 燃燒周期、以及形成最大壓力的時(shí)間所構(gòu)成的組的至少三個(gè)特性；以及產(chǎn)生指示所述至少三個(gè)燃燒特性的確定值或換算值的輸出報(bào)告，所述輸出 報(bào)告包括顯示在多軸曲線圖上的所述至少三個(gè)燃燒特性的確定值或換算值，所 述多軸曲線圖具有針對(duì)所述至少三個(gè)燃燒特性的每一個(gè)的軸。
18. 如權(quán)利要求17所述的方法，其特征在于，所述多個(gè)燃燒特性至少包括由點(diǎn)火延遲、最大壓力增量、最大溫度增量、單位面積熱釋放率、燃燒周期、 以及形成最大壓力的時(shí)間所構(gòu)成的組。
19. 如權(quán)利要求17所述的方法，其特征在于，所述指示燃料燃燒期間燃燒 室中壓力的數(shù)據(jù)以0.2ms或更小的采樣速率從至少一個(gè)動(dòng)態(tài)壓力傳感器接收。
20. 如權(quán)利要求17所述的方法，其特征在于，所述輸出報(bào)告包括所述至少 三個(gè)燃燒特性的所述確定值的列表，所述列表與多軸曲線圖同時(shí)顯示。
21. 如權(quán)利要求20所述的方法，其特征在于，所述輸出報(bào)告包括在燃料燃 燒之前或期間指示燃燒室中壓力的壓力軌跡曲線，所述壓力軌跡曲線與多軸曲 線圖同時(shí)顯示。
22. 如權(quán)利要求17所述的方法，還包括在所述燃料在燃燒室中燃燒之前接 收指示燃燒室中壓力和溫度的數(shù)據(jù)。
23. —種標(biāo)識(shí)燃料的燃燒特性的方法，包括啟動(dòng)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)以確定與在燃燒室中燃燒的第一燃料關(guān)聯(lián)的多個(gè)燃燒特 性的值，所述多個(gè)燃燒特性為選自由點(diǎn)火延遲、最大壓力增量、最大溫度增量、 單位面積熱釋放率、燃燒周期、以及形成最大壓力的時(shí)間所構(gòu)成的組的至少三 個(gè)特性；使第一燃料噴射到燃燒室中，以使第一燃料燃燒，所述燃燒室包括電耦合 到所述計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的一個(gè)或多個(gè)傳感器；查看由所述計(jì)算機(jī)系統(tǒng)產(chǎn)生的指示所述至少三個(gè)燃燒特性的確定值或換 算值的輸出報(bào)告，所述輸出報(bào)告包括具有針對(duì)所述至少三個(gè)燃燒特性的每一個(gè) 的軸的多軸曲線圖。
24. 如權(quán)利要求23所述的方法，其特征在于，所述多個(gè)燃燒特性至少包括 所述由點(diǎn)火延遲、最大壓力增量、最大溫度增量、單位面積熱釋放率、燃燒周 期、以及形成最大壓力的時(shí)間所構(gòu)成的組。
25. 如權(quán)利要求23所述的方法，其特征在于，所述燃燒特性的至少一個(gè)值 基于在所述燃料燃燒期間從所述一個(gè)或多個(gè)傳感器接收的數(shù)據(jù)自動(dòng)確定，所述 數(shù)據(jù)指示燃燒室中的壓力和溫度。
26. 如權(quán)利要求23所述的方法，其特征在于，所述輸出報(bào)告同時(shí)指示與所 述第一燃料關(guān)聯(lián)的第一燃燒特性值和與第二燃料關(guān)聯(lián)的第二燃燒特性值。
27. 如權(quán)利要求26所述的方法，其特征在于，所述第一值和所述第二值同 時(shí)顯示在所述多軸曲線圖上。
全文摘要
一種用于確定燃料在引擎中的可操作性的方法，所述方法包括標(biāo)識(shí)所測(cè)試燃料的選自由點(diǎn)火延遲、最大壓力增量、最大溫度增量、單位面積熱釋放率、燃燒周期、以及形成最大壓力的時(shí)間所構(gòu)成的組的至少三個(gè)燃燒特性的值；使用所標(biāo)識(shí)的值來(lái)評(píng)估所測(cè)試燃料在一引擎配置中工作的適合程度。
文檔編號(hào)G01N33/28GK101416053SQ200780011913
公開日2009年4月22日 申請(qǐng)日期2007年3月19日 優(yōu)先權(quán)日2006年3月28日
發(fā)明者J·J·比祖伯 申請(qǐng)人:德雷瑟股份有限公司