[發(fā)明專利]一種混合燃料轉(zhuǎn)子機(jī)電控系統(tǒng)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410567693.2
• 申請(qǐng)日: 2015-08-04
• 公開（公告）號(hào): CN104500249A
• 公開（公告）日: 2015-07-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 紀(jì)常偉;蘇騰;汪碩峰;張擘;馮雨
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): F02D43/00
• 分類號(hào): F02D43/00
• 代理公司: 北京思海天達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11203
• 代理人: 紀(jì)佳

1.混合燃料轉(zhuǎn)子機(jī)電控系統(tǒng)，其特征在于：其包括汽油噴射裝置(1)、摻混燃料噴射裝置(2)、電子控制單元(3)、點(diǎn)火裝置(4)、報(bào)警裝置(5)、曲軸轉(zhuǎn)速信號(hào)(a1)、曲軸位置信號(hào)(a2)、爆震信號(hào)(a3)、進(jìn)氣溫度信號(hào)(a4)、冷卻液溫度信號(hào)(a5)、氧傳感器信號(hào)(a6)、節(jié)氣門位置信號(hào)(a7)、空氣流量信號(hào)(a8)、汽油噴射信號(hào)(b1)、摻混燃料噴射信號(hào)(b2)、點(diǎn)火信號(hào)(c1)、報(bào)警信號(hào)(d1)；

傳感器測得的轉(zhuǎn)子機(jī)的曲軸轉(zhuǎn)速信號(hào)(a1)、曲軸位置信號(hào)(a2)、爆震信號(hào)(a3)、進(jìn)氣溫度信號(hào)(a4)、冷卻液溫度信號(hào)(a5)、氧傳感器信號(hào)(a6)、節(jié)氣門位置信號(hào)(a7)、空氣流量信號(hào)(a8)輸入電子控制單元(3)；汽油噴射裝置(1)、摻混燃料噴射裝置(2)、電子控制單元(3)、汽油噴射信號(hào)(b1)、摻混燃料噴射信號(hào)(b2)組成噴射子系統(tǒng)；電子控制單元(3)、點(diǎn)火裝置(4)點(diǎn)火信號(hào)(c1)組成點(diǎn)火子系統(tǒng)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混合燃料轉(zhuǎn)子機(jī)電控系統(tǒng)，其特征在于：

電子控制單元(3)控制轉(zhuǎn)子機(jī)的進(jìn)氣、燃料噴射、點(diǎn)火、報(bào)警；

混合燃料轉(zhuǎn)子機(jī)電控系統(tǒng)連接方法如下：曲軸轉(zhuǎn)速信號(hào)(a1)、曲軸位置信號(hào)(a2)、爆震信號(hào)(a3)、進(jìn)氣溫度信號(hào)(a4)、冷卻液溫度信號(hào)(a5)、氧傳感器信號(hào)(a6)、節(jié)氣門位置信號(hào)(a7)、空氣流量信號(hào)(a8)一起輸入電子控制單元(3)；電子控制單元(3)輸出的汽油噴射信號(hào)(b1)、摻混燃料噴射信號(hào)(b2)分別通過控制汽油噴射裝置(1)、摻混燃料噴射裝置(2)，控制汽油和摻混燃料的噴射；電子控制單元(3)輸出的報(bào)警信號(hào)(d1)控制報(bào)警裝置(5)；

所述的混合燃料轉(zhuǎn)子機(jī)電控系統(tǒng)工作過程如下：電子控制單元(3)檢測到曲軸轉(zhuǎn)速信號(hào)(a1)處于：0＜a1＜1200r/min或者冷卻液溫度信號(hào)(a5)處于：a5＜-20℃時(shí)，電子控制單元(3)發(fā)出摻混燃料噴射信號(hào)(b2)傳遞給摻混燃料噴射裝置(2)，使其開啟噴射摻混燃料；電子控制單元(3)發(fā)出汽油噴射信號(hào)(bl)傳遞給汽油噴射裝置(1)使其關(guān)閉；電子控制單元(3)發(fā)出點(diǎn)火信號(hào)(c1)(點(diǎn)火時(shí)刻已知并存入電控單元)傳給點(diǎn)火裝置(4)實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)子機(jī)點(diǎn)火起動(dòng)。在此運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，摻混燃料噴射時(shí)刻和噴射脈寬、點(diǎn)火時(shí)刻均由電子控制單元(3)根據(jù)傳感器信號(hào)控制。電子控制單元(3)檢測到曲軸轉(zhuǎn)速傳感器信號(hào)(a1)處于：1200r/min≤a1≤6000r/min且冷卻液溫度信號(hào)(a5)處于：-20℃≤a5≤80°C時(shí)，電子控制單元(3)發(fā)出汽油噴射信號(hào)(b1)傳遞給汽油噴射裝置(1)，使其開啟噴射汽油；電子控制單元(3)發(fā)出摻混燃料噴射信號(hào)(b2)傳遞給摻混燃料噴射裝置(2)使其關(guān)閉；電子控制單元(3)發(fā)出點(diǎn)火信號(hào)(c1)(點(diǎn)火時(shí)刻已知并存入電控單元)至點(diǎn)火裝置(4)控制點(diǎn)火，使得轉(zhuǎn)子機(jī)持續(xù)點(diǎn)火運(yùn)行。電子控制單元(3)能夠分別控制汽油和摻混燃料的噴射脈寬和噴射時(shí)刻，實(shí)現(xiàn)混合燃料多比例的混合燃燒。

混合燃料轉(zhuǎn)子機(jī)燃料噴射系統(tǒng)控制方法如下：實(shí)現(xiàn)混合燃料轉(zhuǎn)子機(jī)的混合燃料多比例實(shí)時(shí)混合燃燒的過程中，電子控制單元(3)根據(jù)曲軸轉(zhuǎn)速信號(hào)(a1)、冷卻液溫度信號(hào)(a5)、進(jìn)氣溫度信號(hào)(a4)、空氣流量信號(hào)(a8)確定汽油和摻混燃料的噴射時(shí)刻和噴射脈寬。噴射時(shí)刻和噴射脈寬按以下公式進(jìn)行邏輯計(jì)算：

m·L_gas/AF_st,gas+n·L_a/AF_st,a＝p??1)

式中：m為汽油噴射量，n為摻混燃料噴射量，L_gas為汽油的低熱值，La為摻混燃料的低熱值，AF_st,gas為汽油的理論空燃比，AF_st,a為摻混燃料的理論空燃比，p為常數(shù)，根據(jù)此工況下混合燃料各燃料比例確定：

α_gas·B_e,gas+α_a·B_e,a＝p??2)

式中：α_gas為此工況時(shí)的汽油的比例，B_e,gas為此工況時(shí)燃用汽油的比油耗，α_a為此工況時(shí)的摻混燃料的比例，B_e,a為此工況時(shí)燃用摻混燃料的比油耗。

當(dāng)1<m/n<∞時(shí)，汽油為主要噴射燃料；當(dāng)0<m/n≤1時(shí)，摻混燃料為主要噴射燃料。之后將電子控制單元(3)將汽油噴射信號(hào)(b1)、摻混燃料噴射信號(hào)(b2)分別傳遞給汽油噴射裝置(1)和摻混燃料噴射裝置(2)。

過量空氣系數(shù)λ是決定內(nèi)燃機(jī)進(jìn)氣量、燃料噴射量的一個(gè)重要依據(jù)參數(shù)。在混合燃料轉(zhuǎn)子機(jī)中，過量空氣系數(shù)λ按以下公式確定：

λ＝V_air·ρ_air/(V_a·ρ_a·AF_st,a+m_gas·AF_st,gas)??3)

式中：λ為過量空氣系數(shù)，V_air為空氣體積，ρ_air為空氣密度，V_a為摻混燃料的體積，ρ_a為摻混燃料的密度，AF_st,a為摻混燃料的理論空燃比，m_gas為汽油的質(zhì)量，AF_st,gas為汽油的理論空燃比。

根據(jù)已有的傳統(tǒng)活塞內(nèi)燃機(jī)的經(jīng)驗(yàn)，0.85≤λ≤1.1為正常的范圍。隨著汽油和摻混燃料噴射量的變化，λ會(huì)偏離設(shè)定范圍，此時(shí)電子控制單元(3)會(huì)根據(jù)公式3)調(diào)整當(dāng)汽油噴射量、摻混燃料噴射量和進(jìn)氣量，使得λ回到0.85≤λ≤1.1的范圍。

當(dāng)電子控制單元(3)檢測到的曲軸轉(zhuǎn)速信號(hào)(a1)處于：a1≥6000r/min或者冷卻液溫度信號(hào)(a5)處于：a5≥90℃時(shí)，此時(shí)混合燃料轉(zhuǎn)子機(jī)處于危險(xiǎn)轉(zhuǎn)速或者冷卻液溫度過高范圍，不能再繼續(xù)工作，電子控制單元(3)會(huì)發(fā)出報(bào)警信號(hào)(d1)，報(bào)警裝置(4)工作。