CN107884196B - 天然气发动机回火故障模拟控制系统及其控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种天然气发动机回火故障模拟控制系统,与天然气发动机的进气管连接,包括安装在所述进气管上的进气参数检测装置,所述进气参数检测装置连接至发动机控制装置,所述进气管还连接有打火装置,所述打火装置连接有回火故障模拟器,还公开了该系统的具体控制方法;本发明与现有技术中的其它回火故障模拟和控制系统相比,回火故障模拟器使模拟回火现象具有可控性,且准确率高,并能够在天然气发动机运行的所有工况下进行模拟,同时发动机控制装置能够实现对回火现象的实时、准确监测和控制,响应及时,一旦监测到发动机出现回火问题,发动机控制装置会进行报警,并限制发动机输出扭矩,从而起到故障提醒和保护发动机的作用。
Description
技术领域
本发明涉及天然气发动机回火故障模拟控制系统,还涉及该回火故障模拟控制系统的具体控制方法。
背景技术
天然气发动机进气回火是天然气和空气的混合气在进气管中异常燃烧的现象,主要原因包括混合气浓度过稀、点火系统故障、点火时间不正确等。回火会引起天然气发动机动力不足等问题,严重时会对发动机造成损坏。
为了实现对天然气发动机回火现象的监控,需要在整车或发动机试验台架上模拟回火现象,进行发动机控制系统标定。目前利用现有技术在进行模拟和标定时,存在的问题包括无法准确模拟回火现象、控制系统逻辑对回火判断不准确、响应不及时等,无法实现对天然气发动机回火问题进行有效地标定和监控。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种能够实时监控回火现象,并实现快速响应,避免发生回火现象时对发动机造成损坏的天然气发动机回火故障模拟控制系统。
为解决上述技术问题,本发明的技术方案是:天然气发动机回火故障模拟控制系统,与天然气发动机的进气管连接,包括安装在所述进气管上的进气参数检测装置,所述进气参数检测装置连接至发动机控制装置,所述进气管还连接有打火装置,所述打火装置连接有回火故障模拟器。
作为优选的技术方案,所述打火装置包括安装在所述进气管上的火花塞,所述火花塞通过高压线连接至点火线圈。
作为优选的技术方案,所述回火故障模拟器包括封装外壳,所述封装外壳内设有模拟控制器,所述封装外壳表面封装有控制面板,所述控制面板上安装电控装置、接线插孔和点火按键,所述点火按键连接有点火指示装置。
作为优选的技术方案,所述接线插孔包括两个线圈连接插孔,其中一所述线圈连接插孔与所述点火线圈的正极端电连接,另一所述线圈连接插孔与所述点火线圈的控制端电连接。
作为优选的技术方案,所述电控装置包括用于与外部供电导线连接的供电插头和控制启动的供电电源开关。
作为优选的技术方案,所述点火指示装置包括嵌装在所述控制面板上的点火指示灯。
作为优选的技术方案,所述发动机控制装置包括发动机控制器,所述发动机控制器设置有回火监测计数器、回火监测计时器和故障报警器。
作为优选的技术方案,所述进气参数检测装置包括用于检测进气管内混合气体压力和温度的进气压力温度传感器,所述进气压力温度传感器信号连接至所述发动机控制器。
本发明还公开了天然气发动机回火故障模拟控制系统的具体控制方法,包括以下步骤,
步骤一、标定以下参数:
判定回火故障时使用的所述回火监测计数器的计数标定值、所述回火监测计时器的标定计时周期、发动机的回火监测使能转速标定值、发动机的回火监测使能节气门开度标定值、发动机的回火监测使能进气压力标定值和发动机的回火监测使能进气压力变化率标定值;
步骤二、启动发动机,发动机运行后,先将所述回火监测计数器清零,再将所述回火监测计时器清零,所述回火监测计时器清零后开始重新计时,计时周期为所述回火监测计时器的标定计时周期;
步骤三、在所述回火监测计时器的一个计时周期内,所述发动机控制器依次进行以下参数对比:
发动机转速是否大于等于回火监测使能转速标定值,是,则继续进入下一组参数对比,否,返回至步骤二从所述回火监测计数器清零步骤开始,重新监测对比;
发动机节气门开度是否大于等于回火监测使能节气门开度标定值,是,则继续进入下一组参数对比,否,返回至步骤二从所述回火监测计数器清零步骤开始,重新监测对比;
发动机进气压力是否大于等于回火监测使能进气压力标定值,是,则继续进入下一组参数对比,否,返回至步骤二从所述回火监测计数器清零步骤开始,重新监测对比;
发动机进气压力变化率是否大于等于回火监测使能进气压力变化率标定值,是,进入下一步,否,返回至步骤二从所述回火监测计数器清零步骤开始,重新监测对比;
回火监测计时器的回火监测计时值是否小于等于回火监测计时器的计时周期标定值,是,进入下一步,否,返回至步骤二从所述回火监测计数器清零步骤开始,重新监测对比;
步骤四、所述回火监测计数器加1,直至所述回火监测计数器的计数值等于所述回火监测计数器的计数标定值时,发动机启动回火故障报警,发动机限制扭矩运行,同时返回步骤二进行继续回火故障监测。
由于采用了上述技术方案,本发明的有益效果是:与现有技术中的其它回火故障模拟和控制系统相比,回火故障模拟器使模拟回火现象具有可控性,且准确率高,并能够在天然气发动机运行的所有工况下进行模拟,同时发动机控制装置能够实现对回火现象的实时、准确监测和控制,响应及时,一旦监测到发动机出现回火问题,发动机控制装置会进行报警,并限制发动机输出扭矩,从而起到故障提醒和保护发动机的作用。
附图说明
以下附图仅旨在于对本发明做示意性说明和解释,并不限定本发明的范围。其中:
图1是本发明实施例的结构示意图;
图2是本发明实施例回火故障模拟器的表面结构示意图;
图3是本发明实施例的控制方法流程图;
图中:1-进气管;2-进气压力温度传感器;3-火花塞;4-高压线;5-点火线圈;6-控制面板;7-点火按键;8-线圈连接插孔;9-供电插头;10-供电电源开关;11-点火指示灯;12-发动机控制装置。
具体实施方式
下面结合附图和实施例,进一步阐述本发明。在下面的详细描述中,只通过说明的方式描述了本发明的某些示范性实施例。毋庸置疑,本领域的普通技术人员可以认识到,在不偏离本发明的精神和范围的情况下,可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此,附图和描述在本质上是说明性的,而不是用于限制权利要求的保护范围。
如图1和图2所示,天然气发动机回火故障模拟控制系统,与天然气发动机的进气管1连接,所述进气管1用于为发动机的气缸提供混合气体,以供气缸内燃烧使用。本实施例包括安装在所述进气管1上的进气参数检测装置,所述进气参数检测装置连接至发动机控制装置12,具体地,所述发动机控制装置12包括发动机控制器,所述发动机控制器设置有回火监测计数器、回火监测计时器和故障报警器。所述进气参数检测装置包括用于检测进气管1内混合气体压力和温度的进气压力温度传感器2,所述进气压力温度传感器2信号连接至所述发动机控制器,所述进气压力温度传感器2固定安装在所述进气管1的一侧。所述进气压力温度传感器2将实时检测到的混合气体压力信号传递至所述发动机控制器,所述发动机控制器用于根据压力值的变化做出逻辑判断,并发出响应指令。
本实施例的所述进气管1还连接有打火装置,所述打火装置包括安装在所述进气管1上的火花塞3,所述火花塞3安装在所述进气管1的另一侧,与所述进气压力温度传感器2在所述进气管1上相对设置,所述火花塞3通过高压线4连接至点火线圈5,所述火花塞3用于点燃所述进气管1内的混合气体。
所述打火装置连接有回火故障模拟器,所述回火故障模拟器包括封装外壳,所述封装外壳内设有模拟控制器,所述封装外壳表面封装有控制面板6,所述控制面板6上安装电控装置、接线插孔和点火按键7,所述点火按键7连接有点火指示装置,所述接线插孔包括两个线圈连接插孔8,其中一所述线圈连接插孔8与所述点火线圈5的正极端电连接,另一所述线圈连接插孔8与所述点火线圈5的控制端电连接,所述电控装置包括用于与外部供电导线连接的供电插头9和控制启动的供电电源开关10,所述点火指示装置包括嵌装在所述控制面板6上的点火指示灯11。
所述供电插头9通过导线连接至直流24V电源,给所述回火故障模拟器提供工作电源。按下所述供电电源开关10后,所述回火故障模拟器完成供电正常工作。当按下所述点火按键7时,所述点火指示灯11点亮,用于指示所述点火按键7被按下,同时与所述点火线圈5的控制端电连接所述线圈连接插孔8的信号由高电平变为低电平;接着松开所述点火按键7时,所述点火指示灯11熄灭,用于指示所述点火按键7被松开,同时与所述点火线圈5的控制端电连接所述线圈连接插孔8的信号由低电平变为高电平。在上述过程中,所述点火线圈5被激活工作,将低压电转变为高压电,通过所述高压线4将高压电传递给所述火花塞3,所述火花塞3产生电火花点燃所述进气管1输送来的混合气,从而模拟进气回火现象。这时所述进气管1中的压力瞬间上升后再下降。所述进气压力温度传感器2将实时检测到的混合气体压力信号传递至所述发动机控制器,所述发动机控制器用于根据压力值的变化做出逻辑判断,并发出响应指令。
如图3所示,本实施例的具体控制方法,包括以下步骤,
步骤一、标定以下参数:
判定回火故障时使用的所述回火监测计数器的计数标定值、所述回火监测计时器的标定计时周期、发动机的回火监测使能转速标定值、发动机的回火监测使能节气门开度标定值、发动机的回火监测使能进气压力标定值和发动机的回火监测使能进气压力变化率标定值;
步骤二、启动发动机,发动机运行后,先将所述回火监测计数器清零,再将所述回火监测计时器清零,所述回火监测计时器清零后开始重新计时,计时周期为所述回火监测计时器的标定计时周期;
步骤三、在所述回火监测计时器的一个计时周期内,所述发动机控制器依次进行以下参数对比:
发动机转速是否大于等于回火监测使能转速标定值,是,则继续进入下一组参数对比,否,返回至步骤二从所述回火监测计数器清零步骤开始,重新监测对比;
发动机节气门开度是否大于等于回火监测使能节气门开度标定值,是,则继续进入下一组参数对比,否,返回至步骤二从所述回火监测计数器清零步骤开始,重新监测对比;
发动机进气压力是否大于等于回火监测使能进气压力标定值,是,则继续进入下一组参数对比,否,返回至步骤二从所述回火监测计数器清零步骤开始,重新监测对比;
发动机进气压力变化率是否大于等于回火监测使能进气压力变化率标定值,是,进入下一步,否,返回至步骤二从所述回火监测计数器清零步骤开始,重新监测对比;
回火监测计时器的回火监测计时值是否小于等于回火监测计时器的计时周期标定值,是,进入下一步,否,返回至步骤二从所述回火监测计数器清零步骤开始,重新监测对比;
步骤四、所述回火监测计数器加1,直至所述回火监测计数器的计数值等于所述回火监测计数器的计数标定值时,发动机启动回火故障报警,发动机限制扭矩运行,同时返回步骤二进行继续回火故障监测。
即在一个计时周期内,如果同时满足所述步骤三条件,则所述回火监测计数器计数值加一,同时所述回火监测计时器清零重新计时,进入下一个计时周期;如果在下一个计时周期内,上述条件又同时满足,则所述回火监测计数器数值再次加一,以此类推;当所述回火监测计数值等于所述回火监测计数器的计数标定值时,发动机发出回火故障报警,发动机限制扭矩运行。
本发明与现有技术中的其它回火故障模拟和控制系统相比,回火故障模拟器使模拟回火现象具有可控性,且准确率高,并能够在天然气发动机运行的所有工况下进行模拟,同时发动机控制装置能够实现对回火现象的实时、准确监测和控制,响应及时,一旦监测到发动机出现回火问题,发动机控制装置会进行报警,并限制发动机输出扭矩,从而起到故障提醒和保护发动机的作用。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征及本发明的优点。本行业的技术人员应该了解,本发明不受上述实施例的限制,上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理,在不脱离本发明精神和范围的前提下,本发明还会有各种变化和改进,这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (1)
1.天然气发动机回火故障模拟控制系统的控制方法,与天然气发动机的进气管连接,其特征在于:包括安装在所述进气管上的进气参数检测装置,所述进气参数检测装置连接至发动机控制装置,所述进气管还连接有打火装置,所述打火装置连接有回火故障模拟器;
所述打火装置包括安装在所述进气管上的火花塞,所述火花塞通过高压线连接至点火线圈;
所述回火故障模拟器包括封装外壳,所述封装外壳内设有模拟控制器,所述封装外壳表面封装有控制面板,所述控制面板上安装电控装置、接线插孔和点火按键,所述点火按键连接有点火指示装置;
所述接线插孔包括两个线圈连接插孔,其中一所述线圈连接插孔与所述点火线圈的正极端电连接,另一所述线圈连接插孔与所述点火线圈的控制端电连接;
所述电控装置包括用于与外部供电导线连接的供电插头和控制启动的供电电源开关;
所述点火指示装置包括嵌装在所述控制面板上的点火指示灯;
所述发动机控制装置包括发动机控制器,所述发动机控制器设置有回火监测计数器、回火监测计时器和故障报警器;
所述进气参数检测装置包括用于检测进气管内混合气体压力和温度的进气压力温度传感器,所述进气压力温度传感器信号连接至所述发动机控制器;
该方法包括以下步骤,
步骤一、标定以下参数:
判定回火故障时使用的所述回火监测计数器的计数标定值、所述回火监测计时器的标定计时周期、发动机的回火监测使能转速标定值、发动机的回火监测使能节气门开度标定值、发动机的回火监测使能进气压力标定值和发动机的回火监测使能进气压力变化率标定值;
步骤二、启动发动机,发动机运行后,先将所述回火监测计数器清零,再将所述回火监测计时器清零,所述回火监测计时器清零后开始重新计时,计时周期为所述回火监测计时器的标定计时周期;
步骤三、在所述回火监测计时器的一个计时周期内,所述发动机控制器依次进行以下参数对比:
发动机转速是否大于等于回火监测使能转速标定值,是,则继续进入下一组参数对比,否,返回至步骤二从所述回火监测计数器清零步骤开始,重新监测对比;
发动机节气门开度是否大于等于回火监测使能节气门开度标定值,是,则继续进入下一组参数对比,否,返回至步骤二从所述回火监测计数器清零步骤开始,重新监测对比;
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PB01 | Publication | ||
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GR01 | Patent grant | ||
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