[发明专利]一种气体发动机在线混合可燃气体的方法

说明书

技术领域

本发明属于发动机工程技术领域，涉及一种气体发动机在线混合可燃气体的方法。适用于目前由汽油机改装的气体发动机，当燃料为多种可燃气体混合而成时，可以实现按比例在线混合可燃气体，通过标定系统对ECU中喷气脉宽MAP图的标定，可以实现发动机在最佳空燃比状态下运行，通过对控制单元程序的修改，可以实现各种可燃气体按不同比例的混合。

背景技术

随着汽车工业的快速发展，其巨大的能源消耗已威胁到国家的能源供应安全，同时，排放的大量尾气也直接威胁到了生态环境与人类健康。清洁车用代用燃料已成为各国研究的重要课题，其中醇类燃料和气体燃料是应用最广的代用燃料，但相比于醇类燃料，气体燃料在资源、经济、排放、安全等诸多方面占有巨大优势，是目前汽车的首选代用燃料。

目前，科学家对多种单一组分燃气(如CH₄、H₂等)在发动机上的应用进行了研究，但由于其各自理化特性与燃烧特性的影响，它们在排放、爆震、动力性等方面或多或少地存在一些问题，因而多种可燃气体混合而成的气体燃料逐渐进入了人们的视野，它们可以在燃烧特性上进行互补，消除不正常燃烧，满足发动机的运行与排放要求。为此，须设计一套混合气供气系统，实现多种可燃气体按比例混合，保证组分稳定性，实现发动机在最佳状态下工作。

当前，常见的混合气供气有定压配比与在线混合两种方式。其中，定压配比采用外部混合，混合后作为单一燃料供给发动机使用，但是配气需在高压下进行，危险性大，难度高，组分浓度固定，且会产生较大的浪费。在线混合则采用机内混合，可以克服上述缺点，但是目前常用的在线混合系统需要采用高精度的流量计，系统较复杂，成本过高。

发明内容

本发明的目的是提出一种气体发动机在线混合可燃气体的方法。若混合气由m种可燃气体组成，则在发动机进气歧管靠近气门处安装m组喷轨，分别对应m种可燃气体的气罐。其中，一组喷轨由发动机ECU控制，其余m-1组喷轨由m-1个控制单元控制。发动机ECU根据发动机工况，通过查找MAP图的方法确定喷气脉宽，并根据对应减压阀处测得的温度与压力对喷气脉宽进行修正，控制喷轨喷射适量燃气。控制单元采集当前工况下发动机ECU的MAP图中的喷气脉宽，根据两者所对应燃气的体积分数，对当前对应燃气的喷气脉宽进行计算，并根据对应减压阀处测得的温度与压力对喷气脉宽进行修正。利用线性氧传感器(UEGO)测量过量空气系数，并利用标定系统对当前工况下MAP图中的喷气脉宽进行标定，使过量空气系数为1，从而使发动机内燃气可以充分燃烧。

本发明的具体技术方案：

第一步：在发动机进气歧管靠近气门处安装m组喷轨，分别对应混合气的m种燃气组分，令燃气1的体积分数为vf₁，燃气2的体积分数为vf₂，……，燃气m的体积分数为vf_m，则vf₁+vf₂+...+vf_m＝1，其中，喷轨1由发动机ECU控制，其余m-1组喷轨分别由m-1个控制单元控制。此外，在喷轨与发动机ECU或控制单元之间安装带有温度与压力传感器的减压阀，分别为减压阀1、减压阀2、……、减压阀m。

第二步：根据发动机的节气门开度发动机转速n，通过查找MAP图的方法，确定发动机的初始喷气脉宽t，并根据减压阀1测得的温度T₁、压力p₁，对喷气脉宽t进行修正，修正后的喷气脉宽为t₁，以此控制喷轨1的喷气。

第三步：控制单元1采集发动机ECU的初始喷气脉宽t，根据燃气1与燃气2的体积分数，计算喷轨2的初始喷气脉宽t′₂：

t2′=t×vf2vf1]]>