一种低浓度瓦斯发动机燃气供给控制系统及方法
本发明涉及一种低浓度瓦斯发动机燃气供给控制系统及方法，包括尾气分析仪，连接在发动机的排气总管上，控制阀包括连接在空气侧进气管上的空气控制阀，和连接在瓦斯气进气管上的燃气控制阀；控制器被配置为：根据尾气分析仪获取的尾气成分得到实际过量空气系数，实际过量空气系数与设定过量空气系数之间的差值超过设定范围时，输出燃气控制阀和空气控制阀的开度控制指令。采用氮氧化物闭环控制策略，通过调整燃气控制阀和空气控制阀开度，实现对发动机过量空气系数的实时修正，并通过提高燃烧控制系统点火能量的方式，实现燃烧室内高能点火和高效燃烧，以提高发动机对低浓度瓦斯气体的适应性。
发明专利
CN202311378571.4
2023-10-23
CN117449985A
2024-01-26
F02M21/02(2006.01)
中国石油集团济柴动力有限公司%中国石油天然气集团有限公司
周杰;郭进举;李明晓;杨加成;胡志峰;纪有君;张鹏波;唐长明;刘东;张东科;王玉财;李全武;王瑞丽;马本强;孙成香;赵二兰;何芝兰;赵霞;李治朋;袁文静;郝德喜;陈毅;夏立敏
250306 山东省济南市长清区经十西路11966号;
济南圣达知识产权代理有限公司
闫圣娟
山东;37
1.一种低浓度瓦斯发动机燃气供给控制系统，其特征在于，包括： 尾气分析仪，连接在发动机的排气总管上， 控制阀，包括连接在空气侧进气管上的空气控制阀，和连接在瓦斯气进气管上的燃气控制阀； 控制器，被配置为：根据尾气分析仪获取的尾气成分得到实际过量空气系数，实际过量空气系数与设定过量空气系数之间的差值超过设定范围时，输出燃气控制阀和空气控制阀的开度控制指令。 2.如权利要求1所述的一种低浓度瓦斯发动机燃气供给控制系统，其特征在于，所述控制器，还被配置为：根据尾气分析仪获取的尾气成分中，可燃气体的含量，确定发动机缸内的燃烧充分状态，并通过调整点火能量对缸内燃烧情况进行优化。 3.如权利要求1所述的一种低浓度瓦斯发动机燃气供给控制系统，其特征在于，实际过量空气系数与设定过量空气系数之间的差值超过设定范围时，输出燃气控制阀和空气控制阀的开度控制指令，包括： 当实际过量空气系数超过设定过量空气系数设定范围时，则空气的供给量超过了设定值，则减小空气控制阀的开度来调整实际过量空气系数。 4.如权利要求1所述的一种低浓度瓦斯发动机燃气供给控制系统，其特征在于，实际过量空气系数与设定过量空气系数之间的差值超过设定范围时，输出燃气控制阀和空气控制阀的开度控制指令，还包括： 当设定过量空气系数超过实际过量空气系数设定范围时，空气供应量低于设定值，则增大空气控制阀开度来调整实际过量空气系数。 5.如权利要求1所述的一种低浓度瓦斯发动机燃气供给控制系统，其特征在于，所述空气侧进气管和瓦斯气进气管连接在混合器上，混合器将空气和瓦斯气混合，混合后的气体经压气机和数字控制阀进入发动的进气腔。 6.如权利要求1所述的一种低浓度瓦斯发动机燃气供给控制系统，其特征在于，外界空气经空气滤清器进入空气侧进气管，并通过空气控制阀进入混合器；低浓度瓦斯气经燃气过滤器进入瓦斯气进气管，并通过燃气控制阀进入混合器，混合器将空气和燃气混合后经增压和预热，并在数字控制阀的控制下送入发动机内部燃烧做功，做功后的废气通过对应的排气歧管经排气总管排出。 7.如权利要求1所述的一种低浓度瓦斯发动机燃气供给控制系统，其特征在于，所述根据尾气分析仪获取的尾气成分得到实际过量空气系数，具体为：尾气分析仪获取氧气浓度，根据氧气占尾气的体积比以及设定的函数得到实际过量空气系数。 8.基于权利要求1-7任一项所述系统实现低浓度瓦斯发动机燃气供给控制的方法，其特征在于，包括以下步骤： 获取发动机的尾气成分，得到实际过量空气系数，对比实际过量空气系数与设定过量空气系数之间的差值，当差值超过设定范围时，输出燃气控制阀和空气控制阀的开度控制指令； 根据尾气成分中可燃气体的含量，确定发动机缸内的燃烧充分状态，并通过调整点火能量对缸内燃烧情况进行优化。 9.如权利要求8所述的一种低浓度瓦斯发动机燃气供给控制方法，其特征在于，对比实际过量空气系数与设定过量空气系数之间的差值，当差值超过设定范围时，输出燃气控制阀和空气控制阀的开度控制指令，包括： 当实际过量空气系数超过设定过量空气系数设定范围时，则空气的供给量超过设定值，则减小空气控制阀的开度来调整实际过量空气系数。 10.如权利要求8所述的一种低浓度瓦斯发动机燃气供给控制方法，其特征在于，对比实际过量空气系数与设定过量空气系数之间的差值，当差值超过设定范围时，输出燃气控制阀和空气控制阀的开度控制指令，还包括： 当设定过量空气系数超过实际过量空气系数设定范围时，则燃气的供给量超过设定值，则减小燃气控制阀的开度来调整实际过量空气系数。