CN108691693B - 一种带回流管的天然气发动机燃料供给系统及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明的目的在于提供一种带回流管的天然气发动机燃料供给系统，包括LNG储气罐、汽化器、电控喷气器、涡轮增压器、发动机、ECU，LNG储气罐通过单向阀连接汽化器，汽化器通过缓冲罐、稳压器连接电控喷气器，电控喷气器的出口连通气道三，发动机的排气管连接涡轮增压器的涡轮，涡轮增压器的压气机出口连通气道一，气道二的两端分别连通气道一和气道三，回流管的第一端部连通气道一，回流管的第二端部连通气道二，气道二与气道三汇合后通过节气门连通发动机的进气管，回流管上设置阀门，供油装置连接喷油器，喷油器安装在发动机里。本发明能够对天然气发动机的负荷变化后，做出快速的反应，使转速更快的恢复，提升其动态响应，缩短响应时间。

Description

一种带回流管的天然气发动机燃料供给系统及控制方法

技术领域

本发明涉及的是一种发动机燃料供给系统及控制方法，具体地说是天然气发动机燃料供给系统及控制方法。

背景技术

因为石油资源的大量使用，造成了严重的环境污染。因此为了改善和保护环境。液化天然气这种清洁的能源进入了人们考虑的范围。天然气具有存储量丰富、成本较低、能量密度高、含硫量低、清洁卫生等诸多优点，成为了新能源内燃机的理想燃料。

现阶段天然气发动机一般在进气道喷入天然气，与空气混合，再送入气缸。天然气喷射量由电磁阀控制，空气流量与增压器有关。点火方式为柴油引燃天然气燃烧。

天然气发动机在动态响应的表现上并不是很好，发动机在负荷突变时，节气门开度突然变化，天然气喷射量受电磁阀控制产生变化，但是增压器受惯性影响，不能立刻使空气流量改变，因此混合器的空燃比产生变化，不能满足当前的工作情况，所以动态响应差，扭矩过渡到稳定工况时间长。

发明内容

本发明的目的在于提供可解决天然气发动机动态响应差问题的一种带回流管的天然气发动机燃料供给系统及控制方法。

本发明的目的是这样实现的：

本发明一种带回流管的天然气发动机燃料供给系统，其特征是：包括LNG储气罐、汽化器、电控喷气器、涡轮增压器、发动机、ECU，LNG储气罐通过单向阀连接汽化器，汽化器通过缓冲罐、稳压器连接电控喷气器，电控喷气器的出口连通气道三，发动机的排气管连接涡轮增压器的涡轮，涡轮增压器的压气机出口连通气道一，气道二的两端分别连通气道一和气道三，回流管的第一端部连通气道一，回流管的第二端部连通气道二，气道二与气道三汇合后通过节气门连通发动机的进气管，回流管上设置阀门，供油装置连接喷油器，喷油器安装在发动机里，ECU分别连接阀门、节气门、电控喷气器和发动机。

本发明一种带回流管的天然气发动机燃料供给控制方法，其特征是：

发动机负荷增加时，当转速设定值与实际值之差超过设定值10％时，ECU控制节气门的开度增加，控制喷油器增加柴油的喷油量，然后监测空气流量，随着空气流量增加，再由ECU控制喷油器减小柴油的喷油量，ECU控制电控喷气器，增加天然气流量，实现空燃比恒定，到达稳定状态；

发动机负荷减小时，当转速设定值与实际值之差超过设定值10％时，ECU控制节气门的开度减小，ECU打开回流管阀门，使空气部分回流，从气道二回流至气道一，同时ECU控制电控喷气器，控制空燃比恒定，随着外界空气进气流量减小，再由ECU关小回流管阀门，到达稳定状态。

本发明的优势在于：本发明能够对天然气发动机的负荷变化后，做出快速的反应，使转速更快的恢复，提升其动态响应，缩短响应时间。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图举例对本发明做更详细地描述：

结合图1，本发明一种带回流管的天然气发动机燃料供给系统，包括天然气发动机13，天然气供给系统，空气供给系统，电控系统ECU12，柴油引燃系统。

天然气供给系统包括LNG储罐1、单向阀2、汽化器3、缓冲罐4、稳压器5、电控喷气器10，天然气依次经过单向阀2、汽化器3、缓冲罐4、稳压器5、电控喷气器10，进入气道与空气混合。

电控系统ECU12与天然气供给系统，柴油引燃系统和天然气发动机13连接，用于监测天然气，空气和柴油流量，发动机转速、转矩、进气压力、空燃比，控制节气门，喷油器，喷气器和回流管阀门。

空气供给系统包括增压器8、气道和回流管6，增压器8用于空气增压，回流管用于回流多余空气。

柴油引燃系统包括喷油器14和供油装置15，用于向发动机13喷射柴油引燃天然气。

天然气从储罐1出来，依次经过单向阀2、汽化器3、缓冲罐4、稳压器5和电控喷气器10，进入气道三9与空气7混合，空气7通过增压器8，经过气道一16与气道二17，进入气道三9与天然气混合，通过节气门11，进入发动机13。供油装置15输送柴油到喷油器14，将柴油喷入发动机13，引燃天然气。电控系统ECU12通过发动机参数控制天然气和柴油流量。当天然气发动机负荷增加时，当转速设定值与实际值之差超过设定值10％时，电控系统ECU12控制节气门11的开度增加(但此时天然气流量不会立刻增加)，并根据转速的差值，控制喷油器14，增加柴油的喷油量，然后监测空气流量，随着空气流量逐渐增加，再由电控系统ECU12控制喷油器14，减小柴油的喷油量，为保证空燃比恒定，控制电控喷气器10，增加天然气流量，最终到达稳定状态。

发动机负荷减小时，当转速设定值与实际值之差超过设定值10％时，电控系统ECU12控制节气门11的开度减小，并根据转速其差值，电控系统ECU12控制回流管6阀门开度，打开回流管6阀门，使空气部分回流，从气道二17回流至气道一16，减少空气进入混合器的流量，快速改变空气进如混合器的流量，同时控制电控喷气器10，控制空燃比恒定，随着外界空气进气流量逐渐减小，再由电控系统ECU12控制回流管6阀门开度，关小回流管6阀门，最终到达稳定状态。

Claims (2)

1.一种带回流管的天然气发动机燃料供给系统，其特征是：包括LNG储气罐、汽化器、电控喷气器、涡轮增压器、发动机、ECU，LNG储气罐通过单向阀连接汽化器，汽化器通过缓冲罐、稳压器连接电控喷气器，电控喷气器的出口连通气道三，发动机的排气管连接涡轮增压器的涡轮，涡轮增压器的压气机出口连通气道一，气道二的两端分别连通气道一和气道三，回流管的第一端部连通气道一，回流管的第二端部连通气道二，气道二与气道三汇合后通过节气门连通发动机的进气管，回流管上设置阀门，供油装置连接喷油器，喷油器安装在发动机里，ECU分别连接阀门、节气门、电控喷气器和发动机。

2.一种如权利要求1所述的带回流管的天然气发动机燃料供给系统的控制方法，其特征是：

发动机负荷增加时，当转速设定值与实际值之差超过设定值10％时，ECU控制节气门的开度增加，控制喷油器增加柴油的喷油量，然后监测空气流量，随着空气流量增加，再由ECU控制喷油器减小柴油的喷油量，ECU控制电控喷气器，增加天然气流量，实现空燃比恒定，到达稳定状态；

发动机负荷减小时，当转速设定值与实际值之差超过设定值10％时，ECU控制节气门的开度减小，ECU打开回流管阀门，使空气部分回流，从气道二回流至气道一，同时ECU控制电控喷气器，控制空燃比恒定，随着外界空气进气流量减小，再由ECU关小回流管阀门，到达稳定状态。

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