[發明專利]一種柴油發動機雙燃料改裝燃料供給量的確定方法

有效

• 申請號: 201310453657.9
• 申請日: 2013-09-29
• 公開（公告）號: CN103470383A
• 公開（公告）日: 2013-12-25
• 發明（設計）人: 彭育輝;蔡成楊;陳超;林騰飛
• 申請（專利權）人: 福州大學
• 主分類號: F02D19/08
• 分類號: F02D19/08
• 代理公司: 福州元創專利商標代理有限公司 35100
• 代理人: 蔡學俊

技術領域

本發明涉及柴油發動機技術領域，特別是一種柴油發動機雙燃料改裝燃料供給量的確定方法。

背景技術

在用柴油發動機進行柴油-天然氣（CNG/LNG）雙燃料改裝的關鍵技術是如何確定改裝后發動機在各種不同工況下的柴油引燃量和天然氣供給量，使得改裝后的發動機在各種不同工況下能保證動力性沒有明顯下降的情況下，顯示其優越的經濟性和尾氣排放性能。

目前已有的關于柴油發動機進行柴油-天然氣（CNG/LNG）改裝技術主要關注雙燃料改裝系統整體方案以及各控制系統的實現，沒有針對系統最為核心的不同工況下柴油引燃量和天然氣供給量的數據確定方法進行有效闡述。

大城市空氣中的PM2.5微細顆粒的最主要來源是汽車尾氣，尤其是柴油汽車的尾氣，機動車污染已經成為大氣環境污染中最突出、最緊迫的問題之一。天燃氣作為清潔能源，能使汽車的尾氣污染物的排放較柴油車有大幅降低，除了推廣純天然氣發動機汽車外，對在用存量巨大的柴油發動機進行柴油━天然氣雙燃料技術改裝是治理城市大氣污染的有效措施之一。

車用天然氣主要以壓縮天然氣CNG和液化天然氣LNG兩種形式儲存。雖然有儲存方式上的差別，但對最終都以不同壓力狀態下的天然氣氣體方式進入氣缸，在天然氣供給量的確定方面面臨相同的問題。

柴油發動機進行柴油-天然氣雙燃料改裝的本質就是對發動機在燃料發生變化后，對原發動機進行重新標定匹配，其核心問題在于能否精確地計算、控制好柴油引燃量和天然氣供給量，使發動機在各種不同工況下能保證動力性沒有明顯下降，并獲得最佳的經濟性能和排放性能。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的是提供一種柴油發動機雙燃料改裝燃料供給量的確定方法，能保證發動機在各種不同工況下能保證動力性沒有明顯下降，并獲得較佳的經濟性和排放性能。

本發明采用以下方案實現：一種柴油發動機雙燃料改裝燃料供給量的確定方法，其特征在于：當所述柴油發動機在加速及大負荷工況時，天然氣的供給量按等熱值計算方法進行計算，發當所述柴油發動機處于正常巡航狀態時，以等空氣消耗量計算方法進行天然氣供給量的計算；

所述等熱值計算方法即雙燃料狀態下，以燃料產生的總熱值保持不變為原則，所述天然氣的供給量：Qn=Qc×k×42500/48000=0.8854k˙Qc；

所述等空氣消耗量計算方法即純柴油模式下，單缸每工作循環的供天然氣燃燒所消耗空氣量Qa=(Qc-Qd)/λ_d=k×Qc/λ_d；天然氣的供給量:?Qn=q_k×Qa×λ_n；

其中，空氣流量修正系數q_k=?0.9，天然氣的理論空燃比λ_n=17.2，柴油的理論空燃比λ_d=14.3，柴油低熱值為42500KJ/Kg,天然氣低熱值為48000KJ/Kg；發動機氣缸數為C，在發動機某工況下，發動機的轉速S(rad/min)，單燃料狀態下柴油油耗量Qs（Kg/H），此刻天然氣的目標替代率設定為k,?則純柴油模式下，單缸每工作循環的柴油供給量Qc(g/循環˙缸)計算：Qc=(1000Qs/60)/[C×(S/2)]=100˙Qs/(3˙C˙S)；柴油的引燃量：Qd=Qc×(1-k)。

本發明發動機在加速及大負荷工況時，天然氣的供給量按等熱值計算方法進行計算，發動機的動力性得以保證；正常巡航狀態時，以等空氣消耗量計算方法進行天然氣供給量的計算，以突顯雙燃料發動機的顯著經濟性。采用電控系統對柴油發動機進行柴油-天然氣雙燃料改裝是目前主流的技術方案，計算并確認ECU內部的柴油供給量和天然氣供給量的MAP數據是最為關鍵的系統參數。對于在用汽車柴油發動機的雙燃料改裝，不可能對每一種發動機進行試驗室發動機臺架標定試驗，利用本發明專利可以根據發動機純柴油模式下的萬有特性數據進行雙燃料工作模式下柴油供給量和天然氣供給量的MAP數據計算，解決了發動機離線標定關鍵問題。

具體實施方式

?本實施例提供一種柴油發動機雙燃料改裝燃料供給量的確定方法，其特征在于：當所述柴油發動機在加速及大負荷工況時，天然氣的供給量按等熱值計算方法進行計算，發當所述柴油發動機處于正常巡航狀態時，以等空氣消耗量計算方法進行天然氣供給量的計算；