[發明專利]帶有氣體混合器的配量裝置和用于控制混合物形成的方法

有效

• 申請號: 201310015370.8
• 申請日: 2013-01-16
• 公開（公告）號: CN103266967B
• 公開（公告）日: 2017-03-01
• 發明（設計）人: F.韋爾納;R.斯泰納特
• 申請（專利權）人: 曼卡車和巴士股份公司
• 主分類號: F02M21/04
• 分類號: F02M21/04;F02D19/00
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司72001
• 代理人: 陳浩然,楊國治

1.一種帶有氣體混合器(7)的用于氣體發動機的配量裝置，在所述氣體混合器(7)的混合腔(15)中將可燃氣體配量給空氣質量流(9)，其中，控制單元(8)根據所述氣體發動機的空氣質量流量、氣體溫度、發動機轉速(n)和/或發動機負荷(r)控制所述配量，其特征在于，高動態的壓力調節器(RP)將所述氣體供應到圍繞所述混合腔(15)的環形室(6)中，配量孔(16)從所述環形室(6)通向所述混合腔(15)，所述配量孔(16)的孔徑設計成使得在所述配量孔(16)中存在超臨界的氣體流動。

2.根據權利要求1所述的配量裝置，其特征在于，所述配量孔(16)以相同的角距分布地圍繞所述混合腔(15)來布置。

3.根據權利要求1或2中任一項所述的配量裝置，其特征在于，壓力傳感器(12)和溫度傳感器(11)布置在所述環形室(6)中并且將對于壓力和溫度的測量信號傳輸到所述控制單元(8)處，并且所述控制部(8)根據所述測量信號控制所述高動態的壓力調節器(RP)。

4.根據前述權利要求中任一項所述的配量裝置，其特征在于，所述壓力調節器(RP)能夠利用脈寬調制的控制信號(S_pw)來控制，其中，在所述環形室(6)中的氣體壓力取決于所述控制信號(S_pw)的占空比。

5.根據前述權利要求中任一項所述的配量裝置，其特征在于，所述混合腔(15)構造為帶有在其整個長度上恒定的流動橫截面的管截段。

6.根據前述權利要求中任一項所述的配量裝置，其特征在于，對于在帶有大約200kW的功率的商用車氣體發動機中的應用，在所述氣體混合器(7)中典型地設置有帶有優選地相同的孔徑的八至十二個配量孔(16)，其中，所述孔徑處于1.2mm與2.0mm之間的區域中。

7.據前述權利要求中任一項所述的配量裝置，其特征在于，所述氣體混合物從所述氣體混合腔(7)經由進氣或充氣歧管到達所述氣體發動機的燃燒室。

8.一種用于控制在使用高動態壓力調節器(RP)的情況下在配量裝置中實現的用于氣體發動機的運行的混合物形成的方法，利用所述高動態壓力調節器(RP)實現將適合作為燃料的氣體配量給被空氣質量流流過的氣體混合器(7)，其特征在于，在考慮相應當前的空氣質量流(9)且在考慮發動機轉速(n)和發動機負荷(r)的情況下，借助于超臨界的氣體流動以壓力調節的方式實現可燃氣體的配量。

9.根據權利要求8所述的方法，其特征在于，相對于所測量的或者所計算的空氣質量流量(mL)由規定的空氣系數計算出氣體質量流量并且由此在考慮氣體溫度(T_Gas)的情況下計算出理論壓力值(P_Soll)和第一預控制信號(S1_pw)，從所述理論壓力值(P_Soll)與所測量的實際壓力(P_ist)之間的差導出調節壓力值(P_r)，將所述調節壓力值(P_r)轉換成第二預控制信號(S2_pw)，并且從這兩個預控制信號(S1_pw,?S2_pw)的衡量中導出用于操控所述壓力調節器(RP)的控制信號(S_pw)。

10.根據權利要求9所述的方法，其特征在于，從所述理論壓力值(P_Soll)與所述實際壓力(P_ist)之間的差，PID-調節器(2)利用可調節的增益因素(KP,?KI,?KD)產生所述調節壓力值(P_r)，所述增益因素(KP,?KI,?KD)涉及比例分量、積分分量和微分分量。

11.根據權利要求9或10中任一項所述的方法，其特征在于，所述調節壓力值(P_r)被加載以轉換因素(F)，利用其將所述調節壓力值(P_r)轉換成帶有與所述轉換因素(F)成比例的占空比的脈寬調制的預控制信號(S2_pw)。

12.根據權利要求9至10中任一項所述的方法，其特征在于，為了計算所述理論壓力值(P_Soll)使用適應性的Lambda調節的修正值。