CN102278215A - 电控双燃料发动机系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电控双燃料发动机系统，属于压燃式发动机；旨在提供一种可精确控制柴油、天然气配比的发动机。包括由空气滤清器、涡轮增压器、混合器顺序连通构成的进气系统，由储气瓶、过滤器、电磁阀、减压阀、喷射阀顺序连通构成的供气系统，由供油泵构成的供油系统，以及控制单元、控制油门、油门执行器；控制单元与电磁阀、喷射阀、控制油门、油门执行器电连接，发动机本体(19)上有转速传感器(9)，供油泵(15)与发动机本体(19)之间有流量传感器(14)，涡轮增压器(17)与混合器(6)之间有压力传感器(16)；转速传感器、流量传感器、压力传感器与控制单元(11)电连接，控制单元与油气转换开关(12)电连接。

Description

电控双燃料发动机系统

技术领域：本发明涉及一种柴油发动机系统，尤其涉及一种能够以柴油和天然气为混合动力的发动机系统。

背景技术：目前，现有的柴油、天然气双燃料发动机都是由柴油机改造而成，其改造的技术路线是在柴油发动机上增加一套柴油、天然气配给控制机构。这种柴油、天然气双燃料发动机虽然对柴油发动机改动较少、易于实现，但对柴油和天然气两种燃料之间的配比控制精度不高，不能适应各种复杂工况的要求，因此发动机的动力性、燃油经济性以及尾气排放难以达到较高的水平。

为了克服传统技术中存在的上述缺陷，授权公告号为“CN1111645C”、名称为“机械式柴油车改装的电控双燃料汽车的发动机系统”的发明专利公开了一种以柴油和天然气为混合燃料的电控发动机系统；该系统是以发动机在各种工况下的理想转速和油门位置为设定值，将转速传感器和油门传感器采集的参数转换为电信号传送给控制单元，该控制单元将所述参数与设定值进行比较，然后对油门执行器和天然气喷射阀进行调节控制，从而实现提高柴油和天然气两种燃料之间的配比调节精度。该系统虽然能较好地解决目前柴油、天然气双燃料发动机的动力性、燃油经济性以及尾气排放水平不高等问题；然而，当汽车在超负荷条件下，特别是发动机使用一段时间而产生机械磨损、功率曲线变化后，发动机双燃料模式下的实际转速、实际油门位置等参数与相应工况下的设定值会产生偏差，从而导致油门实际位置、发动机实际转速所对应的供油量与相同条件下油门设定位置、发动机设定转速所对应的供油量发生较大的变化，最终致使柴油和天然气两种燃料之间的供给配比、燃料总耗控制精度下降，达不到稳定发动机动力、提高燃油经济性、降低尾气排放的目的，严重时损坏发动机。

发明内容：为了克服现有技术中存在的缺陷，本发明旨在提供一种能够精确控制柴油和天然气之间配比和燃料总耗的电控双燃料发动机系统。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：它包括发动机本体，进气系统、供气系统、供油系统、控制单元、控制油门、油门执行器；所述进气系统由顺序连通的空气滤清器、涡轮增压器以及混合器构成，该混合器与所述发动机本体连通；所述供气系统由通过管道顺序连通的储气瓶、过滤器、电磁阀、减压阀、喷射阀构成，该喷射阀与发动机本体连通；所述供油系统由与发动机本体连通的供油泵构成；所述控制单元分别与电磁阀、喷射阀、控制油门、油门执行器电连接，发动机本体上设有转速传感器，供油泵与发动机本体之间设有流量传感器，涡轮增压器与混合器之间设有压力传感器；转速传感器、流量传感器以及压力传感器分别与控制单元电连接，该控制单元与油气转换开关电连接。

喷射阀通过混合器与发动机本体的各汽缸连通；喷射阀也可以通过管道分别与发动机本体的各汽缸直接连通，发动机本体的曲轴上设有与控制单元电连接的角位移传感器；发动机本体上设有与控制单元电连接的温度传感器。

与现有技术比较，本发明由于采用了上述技术方案，在现有技术的基础上增加了流量传感器；因此不仅可对发动机在各种条件下的实际油耗进行实时监测，而且还能够以该油耗作为控制参数，利用控制单元对油门执行器和喷射阀进行统一协调控制，从而可确保发动机在各种情况下均能够实现柴油与天然气供给配比、燃料总耗的精确控制，最终达到稳定发动机动力、提高燃油经济性、降低尾气排放的目的。

附图说明：

图1是本发明的原理示意图。

图中：储气瓶1  过滤器2  电磁阀3  减压阀4  喷射阀5  混合器6  油门执行器7  温度传感器8  转速传感器9  角位移传感器10  控制单元11  油气转换开关12  控制油门13  流量传感器14供油泵15  压力传感器16  涡轮增压器17  空气滤清器18  发动机本体19

具体实施方式：下面结合附图和具体的实施例对本发明作进一步说明：

实施例1

如图1所示：进气系统由顺序连通的空气滤清器18、涡轮增压器17以及混合器6构成，该混合器通过设在发动机本体19上的进气管道(图中未示出)与各个汽缸连通；供气系统由通过管道顺序连通的储气瓶1、过滤器2、电磁阀3、减压阀4以及喷射阀5构成，该喷射阀与混合器6连通；供油系统主要由与发动机本体19连通的供油泵15构成；控制单元11分别与电磁阀3、喷射阀5、控制油门13以及油门执行器7电连接。发动机本体19上设有转速传感器9，供油泵15与发动机本体19之间的油路上设有流量传感器14，涡轮增压器17与混合器6之间的管路上设有压力传感器16；转速传感器9、流量传感器14、压力传感器16分别与控制单元11电连接，该控制单元与油气转换开关12电连接。

实施例2

为了减少天然气对发动机的供给时间、提高发动机各缸之间的受气均度，在基本结构与实施例1相同的基础上，本发明还可以采用多点顺序式喷射结构：喷射阀5通过管道分别与发动机本体19的各汽缸进气口(图中未示出)直接连通，发动机本体19的曲轴上设有与控制单元11电连接的角位移传感器10。

为了保证发动机正常工作，需要对发动机排气温度进行监测：在上述两实施例中的发动机本体19上设有与控制单元11电连接的温度传感器8。

工作原理：若将油气转换开关12切换到“油气混合挡”时，控制单元11启动运行，电磁阀3得电接通；控制单元11接收各传感器信号并发出油、气供给量控制指令，发动机在双燃料模式下工作。

控制油门13或转速传感器9的信号发生变化时，控制单元11根据控制油门13或转速传感器9的信号对油门执行器7、喷射阀5发出动作指令，油门执行器7调节供油泵15的供油量，喷射阀5控制供气量；此时，流量传感器14将采集到的油耗参数转变为电信号后传送给控制单元11，该控制单元将该信号与相应工况条件下设定的油耗、气耗进行比较、修正，并根据比较、修正的结果分别再向油门执行器7和喷射阀5发出动作修正指令，直至实际油耗、实际供气量分别与设定的油耗、供气量达到或趋于一致。温度传感器8的作用是保证系统正常工作，一旦发动机温度异常，可停止本系统运行；转速传感器9用于采集发动机对应的运行参数、工况条件；控制油门13提供油信号；流量传感器14的作用是为控制单元11发出的供油指令提供数据支持，并以此作为供油量增减指令的依据；压力传感器16是检测进气压力，为调节喷射阀5的供气量提供数据支持。

若将油气转换开关12切换到“燃油挡”时，控制单元11停止工作，不接收各传感器信号、喷射阀5和油门执行器7不再运行、电磁阀3关闭，发动机在纯柴油模式下工作。供油泵15由原柴油发动机的控制机构调节供油量的大小。

Claims (4)

1.一种电控双燃料发动机系统，包括发动机本体、进气系统、供气系统、供油系统、控制单元、控制油门、油门执行器；所述进气系统由顺序连通的空气滤清器、涡轮增压器以及混合器构成，该混合器与所述发动机本体连通；所述供气系统由通过管道顺序连通的储气瓶、过滤器、电磁阀、减压阀、喷射阀构成，该喷射阀与发动机本体连通；所述供油系统由与发动机本体连通的供油泵构成；所述控制单元分别与电磁阀、喷射阀、控制油门、油门执行器电连接，其特征在于：发动机本体(19)上设有转速传感器(9)，供油泵(15)与发动机本体(19)之间设有流量传感器(14)，涡轮增压器(17)与混合器(6)之间设有压力传感器(16)；转速传感器(9)、流量传感器(14)以及压力传感器(16)分别与控制单元(11)电连接，该控制单元与油气转换开关(12)电连接。

2.根据权利要求1所述的电控双燃料发动机系统，其特征在于：喷射阀(5)通过混合器(6)与发动机本体(19)的各汽缸连通。

3.根据权利要求1所述的电控双燃料发动机系统，其特征在于：喷射阀(5)通过管道分别与发动机本体(19)的各汽缸直接连通，发动机本体(19)的曲轴上设有与控制单元(11)电连接的角位移传感器(10)。

4.根据权利要求2或3所述的电控双燃料发动机系统，其特征在于：发动机本体(19)上设有与控制单元(11)电连接的温度传感器(8)。

Images