CN110552782A - 一种双端面进气转子机及控制方法 - Google Patents

一种双端面进气转子机及控制方法 Download PDF

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Abstract

一种双端面进气转子机及控制方法，属于内燃机领域，具体涉及一种双端面进气转子发动机及根据转子机转速调节进气道开启程度的控制方法。本发明以转速传感器(12)输出至ECU(E)的转速信号L1为依据，判断发动机的运转情况，通过ECU(E)输出至进气挡板位置执行器(9)信号L2调节进气道开启程度，从而控制进气量大小，实现转子发动机的良好高速性能。

Description

一种双端面进气转子机及控制方法
技术领域
本发明设计了一种双端面进气氢转子发动机，具体涉及一种双端面进气氢转子发动机及根据转子机转速调节进气开启程度的控制方法，属于内燃机领域。
背景技术
与传统的往复式活塞机不同，转子发动机由于其特殊的几何结构，具有结构简单、重量小、动力密度高等诸多优点，极其适合用于增程器、小型无人机等。但其独特的几何设计产生的狭长的燃烧室会导致传统的化石燃料燃烧时因淬熄效应而燃烧不完全，并且由于转子旋转的影响，会在燃烧室尾端形成一个未燃区，从而导致极高的HC排放。氢气作为一种不含C元素的清洁能源，其燃烧速度快、淬熄距离小等优点极其适合作为转子发动机的燃料。因此氢转子机是一种具有良好前景的发动机。然而，由于转子机本身的结构导致的转子转一圈，中心轴转三圈，使得其进气时间极短，导致转子机在高速时会进气不足，从而影响其高速性能。同时，氢气作为气态燃料，气道喷射会导致充气效率降低。
为解决上述问题，本申请设计一种双端面进气转子发动机及控制方法，通过增加一个端面进气道以及调整添加的进气道开启程度，实现转子发动机良好的高速性能。
发明内容
为改善氢转子发动机高转速下供气不足的问题，本申请提供了一种双端面进气氢转子机及控制方法，通过增加一个端面进气道以及调整添加的进气道开启程度，实现氢转子发动机良好的高速性能。
本发明解决上述技术问题是通过以下技术方案解决的：
一种双端面进气氢转子机，具体涉及一种根据氢转子发动机转速调节进气道开启程度的控制方法，包括：氢气输运管路(P1)，其上一次串联有：氢气存储罐(1)、气泵(2)、氢气滤清器(3)、氢气流量调节计(4)、氢气喷嘴(5)；进气管路(P2)，其上有：空气滤清器(6)、空气流量传感器(7)、端面进气道一(S1)、端面进气道(S2)、进气挡板(8)、进气挡板位置执行器(9)；转子发动机(10)；排气道(11)；转速传感器(12)；ECU(E)、转速传感器(12)传输至ECU(E)的信号L1、ECU(E)传输至进气挡板位置执行器(9)信号L2。
氢气依次从氢气存储罐(1)、气泵(2)、氢气滤清器(3)、氢气流量调节计(4)、氢气喷嘴(5)进入进气管路(P2)与新鲜空气混合；新鲜空气依次通过空气滤清器(6)、空气流量传感器(7)后与氢气混合，混合物分别通过端面进气道S1和端面进气道S2进入转子机缸内，燃烧后通过排气道(11)排出。ECU(E)根据转速传感器(12)的信号L1，输出信号L2至进气挡板位置执行器(9)调节进气挡板(8)的开度来调节进气道开启程度。
双端面进气转子机包括以下控制过程：
转子发动机ECU(E)接收来自转速传感器(12)的信号L1：
当转子机开始工作时，ECU(E)输出信号L2至进气挡板位置执行器(9)，使进气挡板(8)开度K＝1。
当转子机转速为n＜7500r/min时，ECU(E)输出信号L2至进气挡板位置执行器(9)，使进气挡板(8)开度K＝0。
当转子机转速为7500r/min≤n≤12000r/min时，ECU(E)输出信号L2至进气挡板位置执行器(9)，使进气挡板(8)开度在0≤K≤1之间变动，且变动逻辑为K＝(n-7500)/(12000-7500)。
当转子机转速为12000r/min＜n＜15000r/min时，ECU(E)输出信号L2至进气挡板位置执行器(9)，使进气挡板(8)开度为K＝1.
当转子机转速为n≥15000r/min时，ECU(E)输出信号L2至进气挡板位置执行器(9)，使进气挡板(8)开度为K＝0.
其中，进气挡板(8)开度定义为K＝挡板中心轴与进气道中心轴夹角/90°。
附图说明
图1.本发明的结构工作原理图
图1中：氢气输运管路(P1)：氢气存储罐(1)、气泵(2)、氢气滤清器(3)、氢气流量调节计(4)、氢气喷嘴(5)；进气管路(P2)：空气滤清器(6)、空气流量传感器(7)、端面进气道一(S1)、端面进气道(S2)、进气挡板(8)、进气挡板位置执行器(9)；转子发动机(10)；排气道(11)；转速传感器(12)；ECU(E)、信号L1、信号L2。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对于本发明做进一步的说明：
包括：氢气通过氢气输运管路(P1)上依次串联的氢气存储罐(1)、气泵(2)、氢气滤清器(3)、氢气流量调节计(4)、氢气喷嘴(5)进入进气管路(P2)；新鲜空气通过进气管路(P2)上依次串联的空气滤清器(6)、空气流量传感器(7)与氢气混合。混合物分别通过端面进气道S1和端面进气道S2、进气挡板(8)进入转子机(10)，燃烧后通过排气道(11)排出；ECU(E)、转速传感器(12)传输至ECU(E)的信号L1、ECU(E)传输至进气挡板位置执行器(9)信号L2。
转子发动机ECU(E)接收来自转速传感器(12)的信号L1：
当转子机转速n从n＝0变为n≠0时，此时为起动阶段，为了顺了起动，采用双气道进气。ECU(E)输出信号L2至进气挡板位置执行器(9)，使进气挡板(8)开度K＝1。
当转子机转速为n＜7500r/min时，此时为低、中转速阶段，单一进气道可满足转子机正常运行。ECU(E)输出信号L2至进气挡板位置执行器(9)，使进气挡板(8)开度K＝0。
当转子机转速为7500r/min≤n≤12000r/min时，此时为中、高转速过渡阶段，为是转子机正常运转，采用变进气道开度运行。ECU(E)输出信号L2至进气挡板位置执行器(9)，使进气挡板(8)开度在0≤K≤1之间变动，且变动逻辑为K＝(n-7500)/(12000-7500)。
当转子机转速为12000r/min＜n＜15000r/min时，此时为高转速阶段，采用双进气道运行。ECU(E)输出信号L2至进气挡板位置执行器(9)，使进气挡板(8)开度为K＝1.
当转子机转速为n≥15000r/min时，此时转子机热负荷过高，为保证安全，关闭一进气道，使得进缸质量不足，降低转速。ECU(E)输出信号L2至进气挡板位置执行器(9)，使进气挡板(8)开度为K＝0.
其中，进气挡板(8)开度定义为K＝挡板中心轴与进气道中心轴夹角/90°。

Claims (2)

1.一种双端面进气氢转子发动机，其特征在于，包括：氢气输运管路(P1)，其上一次串联有：氢气存储罐(1)、气泵(2)、氢气滤清器(3)、氢气流量调节计(4)、氢气喷嘴(5)；进气管路(P2)，其上有：空气滤清器(6)、空气流量传感器(7)、端面进气道一(S1)、端面进气道(S2)、进气挡板(8)和进气挡板位置执行器(9)；还包括转子发动机(10)；排气道(11)和转速传感器(12)；还包括ECU(E)、转速传感器(12)传输至ECU(E)的信号L1、ECU(E)传输至进气挡板位置执行器(9)信号L2。
2.应用如权利要求1所述的一种双端面进气氢转子发动机的方法，其特征在于：
转子发动机ECU(E)接收来自转速传感器(12)的信号L1：
当转子机开始工作时，ECU(E)输出信号L2至进气挡板位置执行器(9)，使进气挡板(8)开度K＝1；
当转子机转速为n＜7500r/min时，ECU(E)输出信号L2至进气挡板位置执行器(9)，使进气挡板(8)开度K＝0；
当转子机转速为7500r/min≤n≤12000r/min时，ECU(E)输出信号L2至进气挡板位置执行器(9)，使进气挡板(8)开度在0≤K≤1之间变动，且变动逻辑为K＝(n-7500)/(12000-7500)；
当转子机转速为12000r/min＜n＜15000r/min时，ECU(E)输出信号L2至进气挡板位置执行器(9)，使进气挡板(8)开度为K＝1.
当转子机转速为n≥15000r/min时，ECU(E)输出信号L2至进气挡板位置执行器(9)，使进气挡板(8)开度为K＝0；
其中，进气挡板(8)开度定义为K＝挡板中心轴与进气道中心轴夹角/90°。
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