[發明專利]燃氣發動機控制系統

在審

• 申請號: 201410257129.0
• 申請日: 2014-06-11
• 公開（公告）號: CN105201659A
• 公開（公告）日: 2015-12-30
• 發明（設計）人: 陳樹鎮
• 申請（專利權）人: 上海保羅杰動力設備有限公司
• 主分類號: F02D19/02
• 分類號: F02D19/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及發動機機械技術領域，尤其涉及到一種燃氣發動機控制系統。

背景技術

常用發動機工作原理如下：高壓壓縮的燃料經過濾清器過濾后,進入高壓減壓器，將壓縮的高壓燃氣5MPa-20MPa壓力調整至0.8MPa左右，高壓燃氣在減壓的過程中，由于減壓膨脹，需要吸收大量的熱，導致減壓器內大幅降溫，為防止減壓器內結冰，通過熱交換器將發動機內的冷卻液引至用于對通過的燃氣加熱，燃氣和空氣在混合器中充分混合后，進入到發動機的汽缸內，經點火系統點燃驅動發動機，ECU經過傳感器對所排出的廢氣中氧的濃度來發出新的指令，進一步修正所需燃氣量和空氣量的比例。

然而由于目前的發動機系統常用的是由一個節氣門對混合后的氣體控制其輸入到發動機的量，而一個節氣門的控制，會造成燃料控制不精確，排氣溫度高，導致發動機容易不點火，更無法實現稀薄燃燒，浪費燃料。而市場上比較先進的一種發動機使用電控單點噴射技術實現精確控制，然而這種技術需要高壓氣源才可實現，而對于那些低壓或者常規氣壓若要實現電控噴射就需要一些昂貴的輔助設備對其增壓才可實現，而這樣子就需要成本的增加，不利于大部分企業進行大規模生產和推廣。

發明內容

為了克服上述現有技術的不足，本發明提供一種燃氣發動機控制系統，它具有良好的經濟性，更優的排放性能，能夠減少發動機熱負荷，實現稀薄燃燒。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：提供一種燃氣發動機控制系統，它包括燃料供給系統、空氣壓力控制系統、廢氣輸出系統、發動機點火系統、和電子控制元件ECU，其中：

燃料供給系統包括燃料輸入管路，按照燃料輸入方向依次設置有高壓切斷閥、減壓器、燃氣濾清器、穩壓器、熱交換器、燃氣節溫器、燃氣計量閥、混合器、混合氣傳感器，還包括第一電子節氣門和第二電子節氣門，其中第一電子節氣門設置在燃氣計量閥和混合器輸入端之間，第二電子節氣門與混合器的輸出端連接。經過高壓壓縮的燃氣從燃氣瓶出來，ECU給予信號及時控制高壓切斷閥供給或者關閉燃氣，由于燃氣瓶出來的燃氣具有很高的壓力，需先經過一個減壓器用于將燃氣壓力降低，經過燃氣濾清器過濾微粒后，進入到一個穩壓器中，進一步保證所通過燃氣壓力的穩定性，由于燃氣經過減壓器時，壓縮的燃氣由液態變為氣態，需要吸收大量的熱量，為了防止燃氣在進入燃氣計量閥前結冰，通過安裝一個熱交換器，引用發動機中的冷卻液進一步對燃氣加熱，為了更好地控制進入混合器內燃氣的溫度，在熱交換器后安裝一個燃氣節溫器，使通過的燃氣溫度可以保持在一定的溫度范圍內，當溫度過高時，燃氣節溫器關閉，待降溫后燃氣節溫器開啟，燃氣通過進入到了燃氣計量閥，用于ECU檢測進入的燃氣量，為了充分利用燃料，更好的實現發動機稀薄燃燒，燃氣計量閥輸出端和混合器之前的管路上設置有第一電子節氣門，由于電子節氣門集成有執行原件，位置傳感器，節氣閥門等結構，可以使得ECU檢測到所通過的燃氣量，而適當做出修正命令來合理調整實際所需的燃氣量，燃氣從第一電子節氣門出來后就進入到混合器中，與經過空氣壓力控制系統輸送過來的空氣混合均勻后，經過第二電子節氣門，通過控制第二電子節氣門內閥門的開度，控制進入發動機汽缸內混和氣體的量，從而控制發動機的轉速和負荷，ECU檢測混合氣傳感器所傳送的混合氣體的濃度、溫度并做出修正命令。

空氣壓力控制系統包括空氣輸入管路，按照空氣輸入方向依次設置在空氣輸入管路上的環境傳感器，空氣濾清器，增壓器和中冷器，新鮮空氣經過空氣濾清器過濾雜質后，進入到增壓器中，過濾后的空氣經增壓器壓縮而提高了其密度，可以使更多的空氣進入到發動機汽缸中，同時由于空氣壓縮，其密度提高后所排出的空氣的氣壓也隨之升高，溫度升高，可以安裝一個中冷器用于控制經過增壓器壓縮的空氣，從而可以提高發動機的效率，環境傳感器檢測環境信息反饋給ECU，ECU判斷做出修正指令。

廢氣輸出系統包括廢氣輸出管路，設置在廢氣輸出管路上的廢氣控制閥和廢氣氧傳感器，安裝廢氣控制閥可以控制其出口壓力，進一步可以控制發動機的增壓壓力，能有效提升發動機低速扭矩，滿足頻繁啟動發動的工作需求，而ECU通過檢測廢氣氧傳感器所傳送的廢氣中氧的含量，而判斷燃燒時候的空燃比，從而進一步修正燃氣的供給量。

發動機點火系統包括點火線圈、安裝在點火線圈下端的火花塞。燃氣進入到發動機汽缸中后，ECU給予點火線圈指令，使其產生高電壓，高電壓傳遞給火花塞，產生火花，點燃燃氣。

電子控制元件ECU是根據各種傳感器反饋的信號做出執行命令，用于更好的監控發動機的運行工況。