[發明專利]低壓燃氣發電機組進、排氣管漏氣檢測裝置及其檢測方法

在審

• 申請號: 201910136183.2
• 申請日: 2019-02-25
• 公開（公告）號: CN109798194A
• 公開（公告）日: 2019-05-24
• 發明（設計）人: 唐行輝
• 申請（專利權）人: 濰柴西港新能源動力有限公司
• 主分類號: F02D41/00
• 分類號: F02D41/00;F02M21/02;F02M21/04
• 代理公司: 濰坊博強專利代理有限公司 37244
• 代理人: 李偉

1.低壓燃氣發電機組進、排氣管漏氣檢測裝置，其特征在于：包括混合器，所述混合器的空氣送入端安裝有空氣信號檢測裝置，所述混合器的燃氣送入端安裝有電子燃料閥，所述混合器的出氣端串聯有增加混合氣體壓力的渦輪增壓器，所述渦輪增壓器的混合氣體送出端通過管路依次串接有中冷器、電子節氣門和進氣總管，所述進氣總管通過并聯布置的進氣歧管對應連接至各發動機氣缸，所述中冷器和所述電子節氣門之間的管路上安裝有增壓壓力傳感器，所述電子節氣門與所述進氣歧管之間的所述進氣總管上安裝有進氣壓力傳感器，所述發動機氣缸分別通過排氣歧管連接至排氣總管，所述排氣總管連接至所述渦輪增壓器的一進氣端，所述渦輪增壓器的尾氣排放端安裝有氧傳感器，所述空氣信號檢測裝置、所述電子燃料閥、所述增壓壓力傳感器、所述進氣壓力傳感器和所述氧傳感器分別連接至電子控制單元ECU，所述電子控制單元ECU連接有報警裝置。

2.如權利要求1所述的低壓燃氣發電機組進、排氣管漏氣檢測裝置，其特征在于：所述空氣信號檢測裝置包括用于檢測空氣溫度信號的溫度傳感器和用于檢測空氣壓力的壓力傳感器。

3.如權利要求2所述的低壓燃氣發電機組進、排氣管漏氣檢測裝置，其特征在于：所述溫度傳感器和所述壓力傳感器為集成式一體結構。

4.如權利要求1所述的低壓燃氣發電機組進、排氣管漏氣檢測裝置，其特征在于：所述報警裝置包括電連接在所述電子控制單元ECU上的報警燈。

5.如權利要求1所述的低壓燃氣發電機組進、排氣管漏氣檢測裝置的檢測方法，其特征在于：包括以下步驟，

步驟一、預設處理

a)所述低壓燃氣發電機組在出廠測試無泄漏且不帶載的狀態下運行至工作轉速時，所述進氣壓力傳感器檢測的所述進氣總管的進氣壓力MAP值為m；

實際運行過程中，所述低壓燃氣發電機組在不帶載的狀態下運行至工作轉速時，所述進氣壓力傳感器檢測的所述進氣總管的進氣壓力MAP值為MAP_實際值，并計算實際運行狀態與標況狀態的進氣壓力差δ_MAP，計算公式為：

δ_MAP＝MAP_實際值-m；

b)所述低壓燃氣發電機組出廠測試無泄漏，在標況且不同負荷下，記錄所述進氣壓力傳感器檢測到的進氣壓力MAP值和所述增壓壓力傳感器檢測到的相對應的增壓壓力PTP值，并繪制壓力標況值對照表；

c)所述電子控制單元ECU可以根據所述空氣信號檢測裝置檢測到的大氣溫度、壓力數據進行計算，大氣密度跟氣壓和氣溫的關系如下，

ρ為大氣密度；

P為檢測到的大氣壓力值；

T為檢測到的大氣溫度值；

d)預先標定并記錄不同空氣密度下，對閉環系數CL的修正值，并計算所述低壓燃氣發電機組在實際運行時的所述閉環系數CL，且繪制閉環系數CL修正值表，計算公式為：

所述閉環系數CL為所述氧傳感器閉環后對所述電子燃料閥的調整系數；

V_{trim實際值}為所述電子控制單元ECU實時檢測的所述電子燃料閥的開度；

V_{trim計算值}為在標況下所述電子控制單元ECU計算得出的所述電子燃料閥的開度；

CL_修正值為不同空氣密度下對所述閉環系數CL的修正值；

閉環系數CL≥1，則表明所述電子燃料閥需要開啟的角度比預想的開啟角度大，也就是所述低壓燃氣發電機組需要噴入更多的燃氣才能達到預設的混合氣濃度值，-所述進氣總管如果存在漏氣現象，則會導致進氣管內混合氣濃度變稀，導致閉環系數CL＞1；

e)預先標定并記錄不同空氣密度下，增壓壓力PTP值的修正系數S，并計算所述低壓燃氣發電機組在實際運行時的增壓壓力PTP的目標值，繪制修正系數S表，計算公式為：

增壓壓力PTP_目標值＝增壓壓力PTP_標況值×修正系數S

增壓壓力PTP_標況值為標況下測定的各工況中的混合氣體的增壓壓力值；

f)所述低壓燃氣發電機組出廠前帶負荷，將所述中冷器的出氣端的中冷管路打開不同的橫截面積的孔，來模擬機組實際工作時的泄漏情況，獲得不同泄漏面積下的閉環系數CL的值，并記錄；改變所述低壓燃氣發電機組的負荷，并按照上述測試方法，獲得相應負荷下的不同泄漏面積的閉環系數CL值，并記錄繪制不同負荷下閉環系數CL值對應的漏氣面積表；

g)所述低壓燃氣發電機組出廠前帶負荷，將排氣總管打開不同的橫截面積的孔，來模擬機組實際工作時的泄漏情況，獲得不同泄漏面積下的增壓壓力PTP值，并記錄；改變所述低壓燃氣發電機組的負荷，按照上述測試方法，獲得相應負荷下的不同泄漏面積的增壓壓力PTP值，記錄并計算δ_PTP，繪制不同負荷下δ_PTP對應的漏氣面積表，

δ_PTP＝PTP_目標值-PTP_實際值

PTP_目標值為所述低壓燃氣發電機組無氣體泄漏狀態下，所述增壓器增壓達到的目標值；

PTP_實際值為所述低壓燃氣發電機組實際運行過程中，所述增壓器實際達到的增壓值；

所述增壓器使增壓壓力PTP值始終大于大氣壓，中冷管路存在泄漏時，則所述增壓壓力PTP值必定會降低，δ_PTP＞0，且為了維持混合氣濃度，閉環系數CL大于1；排氣管漏氣時，則廢氣驅動所述增壓器的能力減弱，增壓能力不足，也會存在δ_PTP＞0，但不影響所述混合器濃度，即不影響閉環系數CL值；

步驟二、進氣總管和進氣歧管漏氣判斷

啟動所述低壓燃氣發電機組，使其發動機無負載且至工作轉速，所述電子控制單元ECU檢測此時的進氣壓力MAP值，并計算與所述電子控制單元ECU內部預設的進氣壓力MAP值m的差值δ_MAP，同時計算閉環系數CL，閉環系數CL值≥N，且δ_MAP≥M，則可斷定所述電子節氣門后的所述進氣總管和所述進氣歧管有漏氣現象，所述電子控制單元ECU驅動所述報警裝置發出報警信息；

步驟三、所述中冷器與所述電子節氣門之間的中冷管路中重度漏氣判斷

啟動所述低壓燃氣發電機組，使其發動機無負載且至工作轉速，所述電子控制單元ECU檢測此時的進氣壓力MAP值，并計算與所述電子控制單元ECU內部預設的進氣壓力MAP值m的差值δ_MAP，同時計算閉環系數CL，閉環系數CL值≥N，且δ_MAP＜M，則中冷管路存在漏氣可能，需要進一步確定；

所述低壓燃氣發電機組正常帶載，所述增壓器開始工作，增壓壓力PTP值升高，所述電子控制單元ECU再次計算δ_PTP的值，δ_PTP≥M，則增壓后壓力較出廠前不漏氣時降低，則可斷定所述中冷管路段有漏氣現象，所述電子控制單元ECU通過所述報警裝置發出報警信息，并且從繪制的不同負荷下閉環系數CL值對應的漏氣面積表內查取漏氣面積值，漏氣面積在0.5mm²～1mm²時，可以調節所述電子節氣門的開度，來限制機組扭矩，漏氣面積大于1mm²時需緊急停機；

步驟四、所述中冷器與所述電子節氣門之間的中冷管路輕度漏氣判斷

啟動所述低壓燃氣發電機組，使其發動機無負載且至工作轉速，閉環系數CL值和δ_MAP值均正常，將其發動機投切至帶載運行狀態，運行過程中檢測到閉環系數CL≥N，且δ_PTP≥M，則中冷管路有輕微漏氣現象，此時所述電子控制單元ECU控制所述報警裝置發出警報信息，查不同負荷下閉環系數CL值對應的漏氣面積表后確定漏氣面積在0.5mm²～1mm²可以限制所述電子節氣門的開度，進而限制機組扭矩；

步驟五、排氣總管和排氣歧管漏氣判斷

所述低壓燃氣發電機組的發動機啟動并升速至工作轉速，閉環系數CL值和δ_MAP值均正常，投切至帶載狀態，閉環系數CL值正常，所述電子控制單元ECU檢測到δ_PTP≥M，則說明增壓異常，排氣總管和排氣歧管存在漏氣現象，此時所述電子控制單元ECU控制所述報警裝置發出警報信息，并且根據帶載情況查詢不同負荷下δ_PTP對應的漏氣面積表，確定漏氣面積；

步驟六、燃氣濃度變稀，管路不漏氣判定

啟動所述低壓燃氣發電機組的發動機至工作轉速，不帶負載狀態，所述電子控制單元ECU檢測到閉環系數CL≥N且δ_MAP＜M，將機組投切至正常帶載狀態，所述增壓器開始工作，增壓壓力PTP值升高，所述電子控制單元ECU再次計算δ_PTP值，δ_PTP＜M，則表明中冷管路并不漏氣，但是供給發動機的燃氣濃度變稀，則所述電子控制單元ECU通過嘗試錯修正內部預設的燃氣密度值來微調所述電子燃料閥的開度值，使得閉環系數CL重新小于N；

步驟七、進、排氣管路不漏氣判定

啟動所述低壓燃氣發電機組的發動機啟動升速至工作轉速，不帶負載狀態，閉環系數CL值和δ_MAP均正常，將機組投切至正常帶載狀態，閉環系數CL值也正常，所述電子控制單元ECU檢測到δ_PTP＜M，則表明進、排氣管路不漏氣，燃氣濃度正常。

6.如權利要求5所述的低壓燃氣發電機組進、排氣管漏氣檢測裝置的檢測方法，其特征在于：所述標況為1個標準大氣壓，氣溫為20℃；N為設定值，取值為1.05；M為設定值，取值為5kPa。