[發明專利]一種LNG/柴油雙燃料發動機控制系統

有效

• 申請號: 201610072855.4
• 申請日: 2016-02-03
• 公開（公告）號: CN105697161B
• 公開（公告）日: 2018-06-15
• 發明（設計）人: 彭育輝;蔡萍;陳劍雄;楊輝寶;陳祥臻
• 申請（專利權）人: 福州大學
• 主分類號: F02D19/08
• 分類號: F02D19/08;F02D41/00;F02D41/02;F02D41/20;F02D41/30;F02D41/14
• 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

1.一種LNG/柴油雙燃料發動機控制系統，其特征在于：包括電子控制單元及依次與電子控制單元連接的轉速傳感器、油門位置傳感器、水溫傳感器、排氣溫度傳感器、氧傳感器、天然氣供給系統及柴油供給系統；

所述轉速傳感器用于測量發動機曲軸轉速；所述油門位置傳感器用于測量油門開度；所述水溫傳感器用于測量發動機的冷卻水溫；所述排氣溫度傳感器、氧傳感器安裝在發動機排氣管前段，準確檢測發動機排氣中的空燃比反饋信號并傳送給電子控制單元，使電子控制單元能判別氣缸內混合氣濃度和燃燒情況，并對柴油引燃油量、天然氣噴射時間和噴射量進行實時控制調節；

所述柴油供給系統包括油箱、燃油濾清器、輸油泵、噴油泵、噴油嘴、步進電機及噴油壓力傳感器；所述油箱存儲柴油；燃油濾清器安裝于油箱與輸油泵之間，用于濾除柴油雜質；噴油泵連接噴油嘴；步進電機分別控制輸油泵、噴油泵；噴油壓力傳感器安裝在噴油泵與噴油嘴間，并與電子控制單元連接；

所述天然氣供給系統包括LNG儲罐、液化器、調壓閥、電磁閥、天然氣噴嘴、混合器及天然氣壓力傳感器；LNG儲罐用于存儲天然氣；天然氣經液化器液化依次流經調壓閥、電磁閥、天然氣噴嘴、混合器；天然氣壓力傳感器安裝在調壓閥與電磁閥之間，并與電子控制單元連接；

噴油壓力傳感器，轉速傳感器，油門位置傳感器，水溫傳感器和排氣溫度傳感器的信號同時傳送給電子控制單元，根據傳入信號，電子控制單元輸出信號給步進電機和天然氣噴嘴；其中步進電機用于控制LNG/柴油雙燃料發動機的引燃量，電子控制單元根據轉速信號確定發動機的轉速和電磁閥開關時間；電子控制單元根據噴油壓力傳感器產生的信號確定天然氣噴氣時刻;

LNG/柴油雙燃料發動機空燃比的控制采用開環控制和閉環控制相結合的方式，根據氧傳感器所測量的空燃比與目標空燃比的閉環調節油量和燃氣量使實測空燃比和目標空燃比一致。

2.根據權利要求1所述的LNG/柴油雙燃料發動機控制系統，其特征在于：所述混合器為柱塞式雙排孔混合器，安裝在發動機渦輪增壓與進氣歧管之間，縮短天然氣和空氣的混合氣到發動機氣缸的距離，減少控制系統對天然氣噴射量的控制發生變化到實際進入氣缸的混合氣發生變化的時間差，提高響應速度。

3.根據權利要求1所述的LNG/柴油雙燃料發動機控制系統，其特征在于：該系統將雙燃料發動機的運行工況主要劃分為啟動和怠速工況、過渡工況、限速工況、常規工況和瞬態工況，發動機工作模式分為停止模式、啟動-怠速模式、常規模式、過渡模式、限速模式和瞬態模式，不同工況采用不同的工作模式；雙燃料下各工作模式的判斷是根據發動機當前的油門開度和轉速來確定切換的；所述各模式的定義如下：

停止模式：發動機停止運行，各執行機構停止工作；

啟動-怠速模式：發動機啟動，但是油門踏板未被踩下這段時間內發動機的工作狀態；

限速模式：雙燃料發動機轉速超過2800r/min時的工作狀態；

常規模式：雙燃料模式正常運行時的工作狀態；

瞬態模式：包括有急加速模式和減速模式，急加速模式是指油門踏板未被踩下的工作狀態，急減速模式是指駕駛員油門踏板被松開的工作狀態；

過渡模式：發動機從純柴油工作模式向雙燃料工作模式切換時的工作狀態；

同時，判定天然氣模式狀態必須滿足以下兩個條件：LNG儲罐的儲氣壓力不低于設定值，發動機溫度應不低于最低溫度閾值，發動機轉速應高于設定值，即發動機必須運行一段時間。