[發明專利]一種船用雙燃料發動機燃燒系統和方法

在審

• 申請號: 201910347233.1
• 申請日: 2019-04-26
• 公開（公告）號: CN109915266A
• 公開（公告）日: 2019-06-21
• 發明（設計）人: 劉曉宇;王忠誠;蘇祥文;許樂平;李珂;王繼鳴;許玲;石順
• 申請（專利權）人: 上海海事大學
• 主分類號: F02D19/02
• 分類號: F02D19/02;F02D19/06
• 代理公司: 上海元好知識產權代理有限公司 31323
• 代理人: 張妍;劉琰

1.一種船用雙燃料發動機燃燒系統，其特征在于，包括：設置在船用雙燃料發動機的氣缸組件上的噴油器、用于檢測船用雙燃料發動機的氣缸組件內燃燒室工質溫度的缸內工質溫度傳感器和曲軸位置及轉速傳感器；與噴油器連接的電控共軌柴油供給裝置；預混天然氣供給裝置；BOG-EGR換熱子系統及電控單元ECU；所述噴油器、缸內工質溫度傳感器、曲軸位置及轉速傳感器、電控共軌柴油供給裝置、預混天然氣供給裝置及BOG-EGR換熱子系統分別與所述電控單元ECU相連接；所述電控單元ECU控制電控共軌柴油供給裝置向船用雙燃料發動機供應一定壓力溫度的引燃柴油，并控制預混天然氣供給裝置向船用雙燃料發動機供應一定天然氣/空氣比率下的預混天然氣，并控制BOG-EGR換熱子系統向船用雙燃料發動機供應通過BOG氣體冷卻后的EGR氣體和空氣的混合氣，并根據所述缸內工質溫度傳感器和曲軸位置及轉速傳感器的檢測信號控制引燃柴油的噴射時刻。

2.如權利要求1所述的船用雙燃料發動機燃燒系統，其特征在于，所述電控共軌柴油供給裝置包括依次連接的柴油儲罐、帶壓力調節裝置的柴油泵及柴油軌；所述柴油軌與所述噴油器連接，并設有柴油軌壓傳感器；所述帶壓力調節裝置的柴油泵和柴油軌壓傳感器分別與所述電控單元ECU相連接。

3.如權利要求2所述的船用雙燃料發動機燃燒系統，其特征在于，所述柴油儲罐和所述帶壓力調節裝置的柴油泵之間依次設有柴油濾清器和柴油油耗儀。

4.如權利要求1所述的船用雙燃料發動機燃燒系統，其特征在于，所述預混天然氣供給裝置包括依次連接的CNG儲罐、天然氣減壓穩壓裝置、天然氣軌及天然氣噴射模塊；所述天然氣噴射模塊與設置在船用雙燃料發動機進氣管道上的電子節氣門連接，并與所述電控單元ECU相連接；所述天然氣軌上設有與所述電控單元ECU相連接的天然氣軌壓傳感器。

5.如權利要求4所述的船用雙燃料發動機燃燒系統，其特征在于，所述CNG儲罐上設有與所述電控單元ECU相連接的壓力傳感器；所述天然氣減壓穩壓裝置和天然氣軌之間設有天然氣流量計。

6.如權利要求1所述的船用雙燃料發動機燃燒系統，其特征在于，所述BOG-EGR換熱子系統包括：LNG儲罐、與LNG儲罐連接的BOG儲罐、換熱器、渦輪增壓裝置及廢氣旁通閥；所述換熱器的冷端進口與BOG儲罐連接，冷端出口與預混天然氣供給裝置連接，熱端進口與渦輪增壓裝置的空氣出口連接，熱端出口與船用雙燃料發動機進氣管道上的電子節氣門連接；渦輪增壓裝置的廢氣進口與船用雙燃料發動機排氣管道連接；所述旁通閥設置在船用雙燃料發動機排氣管道和所述換熱器的熱端進口之間，并與所述電控單元ECU相連接。

7.如權利要求6所述的船用雙燃料發動機燃燒系統，其特征在于，所述LNG儲罐上部設有氣體分析儀；所述LNG儲罐和BOG儲罐之間設有BOG釋放閥；所述BOG儲罐和換熱器之間設有BOG流量控制閥；所述氣體分析儀、BOG釋放閥和BOG流量控制閥分別與所述電控單元ECU相連接。

8.如權利要求1所述的船用雙燃料發動機燃燒系統，其特征在于，所述船用雙燃料發動機進氣管道上設有與所述電控單元ECU相連接的進氣溫度壓力傳感器。

9.如權利要求1所述的船用雙燃料發動機燃燒系統，其特征在于，所述船用雙燃料發動機排氣管道上設有與所述電控單元ECU相連接的排氣氧傳感器。

10.一種基于如權利要求6所述的船用雙燃料發動機燃燒系統的噴油正時自動尋優控制方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1：在船用雙燃料發動機運行前，電控單元ECU根據發動機所要運行的工況進行系統初始化；

步驟2.1：設定該工況下的噴油器動作溫度；

步驟2.2：設定天然氣供給參數、燃油供油壓力及電子節氣門開度；

步驟2.3：設定廢氣旁通閥開度；

步驟2.4：船用雙燃料發動機啟動后，電控單元ECU通過曲軸位置及轉速傳感器獲取運行點的工況信息，進行噴油量修正；

步驟2.5：當氣缸組件內燃燒室工質溫度達到噴油器動作溫度時，電控單元ECU控制噴油器做出響應動作，噴射一定質量的高壓燃油；

步驟2.6：對船用雙燃料發動機的各項指標進行性能評價，若不滿足要求時，則噴油器動作溫度增加ΔT，并執行步驟2.5；若滿足要求，則執行步驟2.7；

步驟2.7：設定該噴油器動作溫度為該工況下的最佳噴油正時；

步驟2.8：記錄該工況信息并進行存儲。