CN110529224B - 一种燃气发动机用氧传感器防水排气管装置的控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种燃气发动机用氧传感器防水排气管装置的控制方法,排气管装置包括排气管，排气管上设置有排气管接口，排气管内壁设有引流槽；排气管接口底端与排气管底部之间有空间，空间为液体收集腔，液体收集腔内设置有电动阀门和温度传感器，电动阀门和温度传感器分别与发动机电控单元电连接；发动机电控单元根据温度传感器采集的温度值控制电动阀门。当发动预设水温升至60℃时，采集并判断液体收集腔内温度，当温度小于等于100℃时，开启电动阀排水，液体收集腔内的温度升至200℃时，关闭电动阀门，在t段时间内温度持续为200℃以上时，给氧传感器供电。可见，本发明利用液体收集腔收集并及时排水，对氧传感器进行了保护。

Description

一种燃气发动机用氧传感器防水排气管装置的控制方法

技术领域

本发明涉及燃气发动机技术领域，尤其涉及一种燃气发动机用氧传感器防水排气管装置的控制方法。

背景技术

以天然气、沼气等燃气为燃料的发动机已经广泛应用在城市公交、燃气机组发电等各行各业。天然气、沼气等主要成分为甲烷,燃气发动机是将甲烷燃烧的化学能转化成动能的机构,发动机在工作中甲烷燃烧释放能量生成大量水和二氧化碳。

燃气发动机用的排气管一般为耐高温的铸铁或者不锈钢焊接而成，排气管出气口接有消音器以及尾气处理装置。燃气发动机启动后，发动机排出的尾气携带有大量水蒸气，而刚启动的发动机在一段时间内排气管、消声器、尾气处理器等还处于冷态，排出的水蒸气遇到较冷的发动机排气管、消声器、尾气处理器等会在管壁上冷凝成水滴，在重力的作用下慢慢积聚并沿着排气管管壁向下流。电控燃气发动机排气管壁上一般装有氧传感器，用来实时反馈混合气的空燃比，而氧传感器测量头部内含有陶瓷体，氧传感器通电工作时陶瓷体温度高达750℃，如果经排气管壁流下的水滴流入氧传感器，并与高温陶瓷体接触，陶瓷体遇水会激冷破裂，造成氧传感器的损坏失效，严重影响发动机的正常运行。尤其在北方的冬天，因温度寒冷，排气管进水导致氧传感器永久损坏的现象时常发生。

目前为了防止上述问题的发生，发动机厂家常常采用的办法是对氧传感器露点标定，存在的问题是没有考虑后期配套厂家加装消音器、尾气处理器或者排气管安装方向的随机性导致的水滴大量流入排气管的情况。

发明内容

针对上述不足，本发明所要解决的技术问题是：提供一种燃气发动机用氧传感器防水排气管装置的控制方法，有效地避免了排气管内排气遇冷形成的水滴损坏氧传感器，还具有结构简单，成本低及易实现的优点。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：

一种燃气发动机用氧传感器防水排气管装置的控制方法，所述排气管装置包括排气管，所述排气管底部具有收集液体的液体收集腔，所述液体收集腔内设置有温度传感器和电动阀门；所述排气管装置包括排气管，所述排气管上内设置有排气管接口，所述排气管内设置有氧传感器；所述排气管内壁设有引流槽；

所述控制方法，包括以下步骤：

S1、获取发动机预热的水温度值；

S2、判断水温度值是否大于等于60℃；

S3、如果是，获取温度传感器采集的温度值；

S4、判断温度值是否小于等于100℃；

S5、如果是，则控制电动阀门打开排水；

S6、判断温度值是否等于200℃；

S7、如果是，则关闭电动阀门，并在至少一个t时间内，持续判断温度值是否大于等于200℃，直到温度值大于200℃为止，给氧传感器供电，启动氧传感器；

若在任一t时间内，温度值小于等于100℃，则执行步骤S5至S7。

优选方式为，t时间预设置在所述电控单元内。

优选方式为，所述引流槽为一条或几条，且各所述引流槽均沿所述排气管延伸方向螺旋设置。

优选方式为，所述引流槽的外壁为圆弧形壁。

优选方式为，所述引流槽和所述排气管内壁围成的引流结构具有敞口。

采用上述技术方案后，本发明的有益效果是：

由于本发明的燃气发动机用氧传感器防水排气管装置的控制方法，排气管装置包括排气管，该排气管上内设置有排气股接口，排气管内壁设有引流槽；排气管接口底端与排气管底部之间具有空间，该空间为液体收集腔，液体收集腔内设置有电动阀门和温度传感器，电动阀门和温度传感器分别与发动机电控单元电连接；发动机电控单元根据温度传感器采集的温度值控制电动阀门。本排气管装置能够将排气管以及消音器、尾气处理器管壁内排气预冷产生的液态水利用引流槽引流到液体收集腔内。当发动预设水温升至60℃时，采集并判断液体收集腔内的温度值，当温度小于等于100℃时，开启电动阀排水，排水后液体收集腔内的温度升至200℃时，关闭电动阀门，并在t段时间内，温度持续为200℃时，给氧传感器供电，启动氧传感器。可见，本发明利用液体收集腔收集并及时排水，对氧传感器进行了有效的保护。

由于引流槽沿排气管延伸方向螺旋设置；以便将排气管以及消音器、尾气处理器管壁内排气预冷产生的液态水引流至排气管底部。

由于引流槽和排气管内壁围成的引流结构具有敞口；此敞口更好地收集液态水。

由于引流槽的外壁为圆弧形壁；极大地减小向上的排气阻力。

附图说明

图1是本发明所涉及燃气发动机用氧传感器防水排气管装置的结构示意图；

图2是本发明中排气管管壁和引流槽截面的示意图；

图3是本发明燃气发动机用氧传感器防水排气管装置控制方法的流程图；

图中：1-排气管，2-引流槽，3-液体收集腔，4-温度传感器，5-电动阀门，6-发动机电控单元，7-排气管接口，8-氧传感器，9-消音器及尾气处理器。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1和图2共同所示，一种燃气发动机用氧传感器防水排气管装置，包括排气管1，排气管1上内设置有排气管接口7，排气管1内壁设有引流槽2；排气管接口7的底端与排气管1底部之间具有空间，该空间为液体收集腔3，液体收集腔3内设置有电动阀门5和温度传感器4，电动阀门5和温度传感器4分别与发动机电控单元6电连接；发动机电控单元6根据温度传感器4采集的温度值控制电动阀门5。

本发明的燃气发动机用氧传感器防水排气管装置，发动机启动后排出含有大量水蒸汽和二氧化碳的排气，刚启动一段时间内排气管1、消声器与尾气处理器还处于与室温状态，排出的水蒸气流经排气管1、消声器及尾气处理器9时遇到冷态的金属壁冷凝成水滴，随着水滴越积越多在重力的作用下会沿着排气管1、消声器与尾气处理器金属壁面留下。当流至排气管1内的引流槽2后，水流在引流槽2的引流下，流至排气管1底部的液体收集腔3内。液体收集腔3内的温度传感器4测量温度，并转化成对应电信号传输至发动机电控单元6，发动机电控单元6基于水在100℃气化的原理，当温度值未达到100℃时，表明液体收集腔3内存有液态水，电控单元控制电动阀门5打开排水。因排气温度在400℃以上，当水排除后，液体收集腔3内的迅速温度升高，此时温度传感器4测量温度大于200℃，此时发动机电控单元6控制电动阀门5关闭。可见，本发明的燃气发动机用氧传感器防水排气管装置，有效地避免排气管1内排气遇冷形成的水滴未及时排除而损坏氧传感器8，还具有结构简单，成本低及易实现的优点。

本实施例中，液体收集腔3内的温度大于200℃，发动机电控单元6关闭电动阀门5时，为了防止液体收集腔3又有积水产生，电动阀门5排水结束后在t时间段内，发动机电控单元6持续采集液体收集腔3内的温度。当温度在t时间内存在小于等于200℃时，且液体收集腔3内存在温度小于等于100℃时，发动机电控单元6打开电动阀门5排水，排水后继续循环下一个t时间温度检测；当温度在t时间内存在小于等于200℃时，且液体收集腔3内的温度大于100℃时，在t时间后不需要排水，但需要开启下一个t时间内温度检测，直至在第n个t时间段内集腔3内的温度始终大于200℃。液体收集腔3内的温度大于200℃，发动机电控单元6关闭电动阀门5时，为了防止又有积水，排水后在t时间段内，发动机电控单元6持续采集液体收集腔3内的温度，当温度持续大于200℃时，则证明收集腔3内无积水再次产生，发动机控制单元给氧传感器8供电，启动氧传感器8。t时间，根据实际使用的然气发动机进行设定。

如图1所示，引流槽2沿排气管1延伸方向螺旋设置，以便将消音器、尾气处理器管壁内排气预冷产生的液态水利用引流槽2引流到液体收集腔3内。

如图2所示，引流槽2和排气管1内壁围成的引流结构具有敞口，此敞口更好地收集液态水，可收集滴落的液态水。进一步的，引流槽2的外壁为圆弧形壁，极大地减小向上的排气阻力。

另外，液体收集腔3内设置的温度传感器4，为了保证控制的精确度，温度传感器4的测点尽量靠近排气管1底部，优选贴片式温度传感器。

如图3所示，一种燃气发动机用氧传感器防水排气管装置的控制方法，排气管装置包括排气管，排气管底部为收集液体的液体收集腔，液体收集腔底部设置有温度传感器和电动阀门；本实施例中引流槽为一条或几条，各引流槽均沿排气管延伸方向螺旋设置；引流槽和排气管内壁围成引流结构，引流结构具有敞口；引流槽的外壁为圆弧形壁，此结构排气管装置能够将液态水引流至排气管底部的液体收集腔。

控制方法，包括以下步骤：

S0、启动发动机；

S1、获取发动机预热的水温度值；

S2、判断水温度值是否大于等于60℃；

S3、如果是，获取温度传感器采集的温度值；

S4、判断温度值是否小于等于100℃；

S5、如果是，则控制电动阀门打开排水；

S6、判断温度值是否等于200℃；

S7、如果是，则关闭电动阀门，并在至少一个t时间内，持续判断温度值是否大于等于200℃，直到温度值大于200℃为止，给氧传感器供电，启动氧传感器；

若在任一t时间内，温度值小于等于100℃，则执行步骤S5至S7。

本发明的燃气发动机用氧传感器防水排气管装置的控制方法的工作原理为：燃气发动机启动后排出的废气进去排气管的温度一般大于400℃，远大于沸水的100℃。发动机电控单元6检测发动机水温升高至60℃时，准备开始检测是否满足氧传感器运行条件。

本方法将液体收集腔内的温度值与水的沸点100℃进行比较，当检测到温度值小于等于100℃时，则说明排气温度远高于100℃的情况下，液体收集腔内温度仍未超过水沸点温度，证明液体收集腔水存积，控制电动阀门打开排水，排气管底部积水在排气压力下迅速从电动阀门排除，由于排气温度高于400℃，当水排除后，液体收集腔内温度迅速升高；当检测到温度值达到200℃时，完全可以说明液体收集腔内无水残留，此时控制电动阀门关闭，并在t时间内，持续检测温度值是否大于等于200℃；如果是，表明没有新的液态水产生积聚，排气管、消音器及尾气处理器已经处于热态，此时给氧传感器通电，氧传感器正常进行工作。若温度值此时检测在t时间段内，存在低于200℃的情况，则说明，排水槽仍有少量液态水流入排气管底部，则需重新检测温度值是否会下降至100℃，重新执行上述步骤。可见，本发明的燃气发动机用氧传感器防水排气管装置的控制方法，使排气管装置能够对氧传感器进行有效的保护，并且步骤简单，成本低，易操作。

以上所述本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同一种燃气发动机用氧传感器防水排气管装置的控制方法的改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种燃气发动机用氧传感器防水排气管装置的控制方法，其特征在于，所述排气管装置包括排气管，所述排气管上内设置有排气管接口，所述排气管内设置有氧传感器，所述排气管内壁设有引流槽；所述排气管接口的底端与所述排气管底部之间具有空间，该空间形成液体收集腔，所述液体收集腔内设置有电动阀门和温度传感器，所述电动阀门和所述温度传感器分别与发动机电控单元电连接；所述发动机电控单元根据所述温度传感器采集的温度值控制所述电动阀门；

所述控制方法，包括以下步骤：

S1、获取发动机预热的水温度值；

S2、判断水温度值是否大于等于60℃；

S3、如果是，获取温度传感器采集的温度值；

S4、判断温度值是否小于等于100℃；

S5、如果是，则控制电动阀门打开排水；

S6、判断温度值是否等于200℃；

S7、如果是，则关闭电动阀门，并在至少一个t时间内，持续判断温度值是否大于等于200℃，直到温度值大于200℃为止，给氧传感器供电，启动氧传感器；

若在任一t时间内，温度值小于等于100℃，则执行步骤S5至S7。

2.根据权利要求1所述的燃气发动机用氧传感器防水排气管装置的控制方法，其特征在于，所述t时间预设置在所述发动机电控单元内。

3.根据权利要求1所述的燃气发动机用氧传感器防水排气管装置的控制方法，其特征在于，所述引流槽为一条或多条，且各所述引流槽均沿所述排气管延伸方向螺旋设置。

4.根据权利要求3所述的燃气发动机用氧传感器防水排气管装置的控制方法，其特征在于，所述引流槽的外壁为圆弧形壁。

5.根据权利要求3所述的燃气发动机用氧传感器防水排气管装置的控制方法，其特征在于，所述引流槽和所述排气管内壁围成的引流结构具有敞口。