CN201747479U - 具有燃气控制阀和压力控制阀的发动机燃气供给系统 - Google Patents

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Abstract

本实用新型涉及具有燃气控制阀和压力控制阀的发动机燃气供给系统。该系统包括依次串联的减压阀、混合器和节气门，减压阀与混合器之间为真空平衡管路；所述减压阀与混合器的真空平衡管路上并联着压力控制阀；所述混合器的进口和出口之间并联着燃气控制阀；所述燃气控制阀和压力控制阀均为脉宽调制阀。本实用新型利用了2只脉宽调制阀(PWM)分别充当了压力控制阀(PTV)和燃料控制阀(FTV)。因为脉宽调制阀(PWM)自身的响应速度非常高，可以实现最高50Hz的反应控制，弥补了步进电机的反应速度慢，同时不能同步控制空燃比，控制严重滞后的问题。达到电喷或者电子调压阀相同的快速控制效果。

Description

具有燃气控制阀和压力控制阀的发动机燃气供给系统
技术领域
本实用新型属于燃气增压及非增压发动机技术领域，涉及发动机燃气供给系统。
背景技术
目前，国内、国际上燃气增压及非增压发动机的燃气供给系统可分为混合器供气系统和喷射系统，混合器供给系统的供气量可采用机械控制方式，也可采用电控方式，而燃气喷射系统的供气量只能采用电控方式。混合器供给系统又分为比例式混合器及文丘里混合器两种。现有的燃气发动机混合器供给系统技术上存在如下不足：1、空燃比的控制依靠步进电机来实现控制，空燃比不能精确控制；2、响应速度慢，特别是国四排放要求的燃气发动机供气系统要求瞬间响应速度高，原有的步进电机控制方案远远达不到要求。3、现有国内外的燃气系统不是电喷就是电子调压阀系统，造价非常高昂。
发明内容
为了提高燃气供给响应速度、减少废气排放，本实用新型提供一种具有燃气控制阀和压力控制阀的发动机燃气供给系统。
实现上述目的的技术解决方案如下：
具有燃气控制阀和压力控制阀的发动机燃气供给系统，包括依次串联的减压阀、混合器和节气门，减压阀与混合器之间为真空平衡管路；
所述混合器的进口和出口之间并联着燃气控制阀，所述减压阀与混合器的真空平衡管路上并联着压力控制阀；所述燃气控制阀和压力控制阀均为脉宽调制阀。
本实用新型与现有技术相比具有以下方面的优点：
1、反应速度快、可靠性和维护性强。
增压及非增压发动机的燃气系统如若采用步进电机来控制空燃比，反应速度慢；若采用电喷技术，燃气喷嘴容易被燃气的杂质堵塞，喷嘴使用周期短，维修成本高。本实用新型利用了2只脉宽调制阀(PWM)(是英文“Pulse Width Modulation”的缩写，简称脉宽调制)分别充当了压力控制阀(PTV)和燃料控制阀(FTV)。因为脉宽调制阀(PWM)自身的响应速度非常高，可以配合电脑(ECU)实现16Hz-50Hz的反应速度控制，弥补了步进电机的反应速度慢，不能同步控制空燃比，控制严重滞后的问题。同时不会存在因为燃气品质问题导致发动机燃气喷嘴堵塞的问题，提高了系统的高可靠性；另一方面减轻了混合器的精确和制造工作量，同时降低了ECU精确控制的复杂程度。
2、采用两种模式交叉控制。
原有的燃气发动机基本使用一种控制模式，或直接控制燃料供给，如电喷式、混合器+步进电机；或控制电子减压阀的出口压力进而控制燃料供给量(如ECI公司的电子调压阀)，间接控制燃料的供给。而本实用新型综合两种不同产品的优点，同步控制两种模式。本实用新型提供了两种不同的控制理念同时应用的技术平台，达到电喷或者电子调压阀相同的快速控制效果。
3、本实用新型利用2只脉宽调制阀(PWM)分别充当了压力控制阀(PTV)和燃料控制阀(FTV)，大大减少废气排放；控制空燃比或者过量空气系数λ，从而达到高的排放标准。
4、采用脉宽调制阀(PWM)阀控制可以更加容易的控制空燃比，从而使稀薄燃烧成为可能，提高发动机的热效率，同时可以使发动机排气管的排温迅速下降。
附图说明
图1为本实用新型结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图，通过实施例对本实用新型作进一步地说明。
实施例：
参见图1，具有燃气控制阀和压力控制阀的发动机燃气供给系统包括依次串联的减压阀1、混合器2、节气门3和进气歧管4；减压阀1上设有燃气进口6和冷却水进出口7，混合器2上设有空气入口8，节气门3上安装有节气门位置传感器5。减压阀1与混合器2之间为真空平衡管路，在减压阀与混合器的真空平衡管路上并联着压力控制阀10；在混合器2的进口和出口之间并联着燃气控制阀9，燃气控制阀9和压力控制阀10均为脉宽调制阀。
在减压阀控制模式下，通过控制压力控制阀(PTV)占空比的方式来间接控制发动机提供给减压阀的真空度。平时PTV不工作，则减压阀真空度不发生变化，燃料供给没有变化；如果PTV工作，则减压阀真空度变小，从而使减压阀压力可以减压，从而使燃料供给变稀。具体控制过程如下：
压力控制阀(PTV)由发动机电子控制模块(ECM)直接采用输入的脉冲宽度调制方式进行控制的。即由发动机电子控制模块(ECM)根据发动机的实际工作状态，在适当的时机通过调节输入给PWM阀的电脉冲宽度来调节减压阀出口阀门的开度，从而间接控制由减压阀送入到混合器燃气的供给流量，从而达到将燃气供给减少，控制空燃比变稀的目的。并且旨在提高燃气系统排放提高的控制水平和相应速度。
在燃气供给模式下，通过控制燃料控制阀(FTV)占空比的方式来控制减压阀提供给节气门的燃料增加额度，平时燃料控制阀(FTV)关闭或者低的占空比，燃气不增加或者少许增加；如果燃料控制阀(FTV)打开，则额外补充部分燃气直接供给节气门，从而使发动机得到额外的燃气补给，来使燃料供给变浓。具体控制过程如下：
燃料控制阀(FTV)由发动机电子控制模块(ECM)直接采用输入的脉冲宽度调制(又称为占空比)方式进行控制的。即由发动机电子控制模块(ECM)根据发动机的实际工作状态，在适当的时机通过调节输入给PWM阀的电脉冲宽度来增加由低压减压阀送入到发动机节气门的清洁燃气流量的增量值，从而达到增加发动机燃气浓度的目的，是空燃比控制的手段之一，防止发动机浓度过稀导致失火的目的。可以实现控制空燃比变浓的目的。通过燃料控制阀(FTV)调节进入发动机燃气增补的流量大小，发动机电子控制模块(ECM)可以直接地控制从燃料控制阀(FTV)进入发动机节气门的燃气的增加流量，并与已经混合过的混合燃料气结合，以控制该额外燃气对该工作发动机的瞬间空燃比增加的目的。

Claims (1)

1.具有燃气控制阀和压力控制阀的发动机燃气供给系统，包括依次串联的减压阀、混合器和节气门，减压阀与混合器之间为真空平衡管路，其特征在于：
所述混合器的进口和出口之间并联着燃气控制阀，所述减压阀与混合器的真空平衡管路上并联着压力控制阀；所述燃气控制阀和压力控制阀均为脉宽调制阀。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103488203A (zh) * 2013-08-13 2014-01-01 中国航空工业集团公司北京长城计量测试技术研究所 基于脉宽调制方式气体压力快速调节装置及调节方法
CN110159420A (zh) * 2019-05-23 2019-08-23 重庆普什机械有限责任公司 燃气发动机

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