燃气喷嘴流量特性漂移量的在线检测方法与流程

本发明涉及一种天然气发动机燃气喷嘴流量特性漂移量的在线检测方法，属于发动机控制系统技术领域。

背景技术：

燃气喷嘴作为天然气发动机燃气供给系统中的关键执行部件，其性能是否稳定可靠，直接决定发动机燃烧是否稳定可控，因此在保证发动机安全稳定运行中起着举足轻重的作用。

通过对燃气喷嘴结构的分析及故障件统计，其实效模式主要为：电磁线圈的电气故障、柱塞的卡滞、燃气计量组件的磨损导致的流量特性的漂移。对于电磁线圈的电气故障，可以通过电气诊断来识别；对于柱塞组件的卡滞，在其他专利中有述及相关在线检测方法；对于燃气计量组件的磨损，当其磨损后，会使燃气喷嘴流量特性发生漂移，进而使其所在缸燃烧空燃比与设定值发生偏差，影响发动机工作安全性与可靠性；如果所有燃气喷嘴磨损情况接近，则可以通过排气空燃比的监控来识别和修正，对各缸燃烧空燃比的影响相对较小；而如果某个燃气喷嘴的磨损程度相较其他燃气喷嘴磨损的更厉害，由于通过排气空燃比检测到的是经过各缸排气稀释后的平均空燃比，很难反映出单缸空燃比的不一致情况，进而没法识别单个燃气喷嘴流量漂移过大的情况，如果发动机某缸燃烧空燃比与设计值偏差太大，直接影响到发动机的安全运行。

因此，需要一种燃气喷嘴流量特性漂移量的在线检测方法，当某个燃气喷嘴的流量特性相较平均值偏差过大时，能及时发现问题并提醒驾驶员维修更换，对于发动机的安全运行，减少用户使用负担，意义十分重大。

技术实现要素：

本发明目的是就在于针对上述现有技术的空白，提供一种燃气喷嘴流量特性漂移量的在线检测方法。

本发明解决技术问题采用如下技术方案：1.一种燃气喷嘴流量特性漂移量的在线检测方法，其特征在于，通过在线检测系统实现，所述在线检测系统包括燃气喷嘴、燃气气轨、燃气压力传感器、燃气减压器、减压器截止阀、ecu控制单元及检测单元；

高压天然气经过燃气截止阀与燃气减压器向燃气气轨输送给定压力的燃气；

所述燃气压力传感器安装于燃气气轨上，用于实时采集燃气气轨内燃气压力信号；

所述ecu控制单元接收燃气压力传感器采集的燃气压力信号，ecu控制单元控制某一个燃气喷嘴单独喷射燃气，并记录此燃气喷嘴喷射时的燃气压力变化率；

所述检测单元对比各个燃气喷嘴喷射燃气时燃气压力变化率，找出压力变化率最大的一只或两只燃气喷嘴；

其中，所述方法包括：

s10、当发动机处于减速断油工况，激活检测单元；

s20、关闭减压器截止阀与发动机点火；

s30、ecu控制单元以一定的采样周期实时采集燃气气轨的压力值；

s40、ecu控制单元以一定的脉宽驱动燃气喷嘴中的某一只燃气喷嘴喷射燃气一次，并计算出喷射前后燃气气轨的压力变化率；

s50、开启减压器截止阀一段时间，以待燃气气轨的轨压再次建立，然后关闭减压器截止阀；

s60、重复步骤s40和s50，直至得到所有燃气喷嘴以同样的脉宽喷射燃气一次时的燃气压力变化率；

s70、将所有燃气喷嘴喷射时的燃气压力变化率相加并除以燃气喷嘴个数，得到燃气喷嘴喷射时的燃气压力变化率的平均值；

s80、将每个燃气喷嘴喷射时的燃气压力变化率与所有燃气喷嘴喷射时的燃气压力变化率的平均值比较，如果差值超过某一阈值，则认为当前燃气喷嘴流量特性漂移量过大，需要更换；

s90、在发动机运行过程中，如果退出减速断油工况，则无论检测是否完成，则检测单元立即关闭，并开启减压器截止阀与发动机点火；如果故障检测已完成，则开启减压器截止阀与发动机点火，以保证发动机正常工作时的燃气供给与点火需求。

本发明具有如下有益效果：本发明的燃气喷嘴流量特性漂移量的在线检测方法，在不增加零部件及成本的前提下，为天然气发动机使用者提供燃气喷嘴流量特性漂移量过大的警示，以确保发动机使用过程安全；通过燃气喷嘴流量特性漂移量的检测，能够帮助发动机使用者排除故障原因；还能够及时提醒发动机使用者检查、更换燃气供给系统部件，确保燃气供给的可控，保证燃气使用安全；同时，本检测方法在发动机减速断油过程中执行，不影响发动机正常运行及使用，本检测方法简单、有效。

附图说明

图1为本发明的在线检测系统的结构示意图；

图2为本发明的燃气喷嘴流量特性漂移量的在线检测方法的流程图；

图中标记示意为：1-燃气喷嘴；2-燃气气轨；3-燃气压力传感器；4-燃气减压器；5-减压器截止阀；6-ecu控制单元。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本发明的技术方案作进一步阐述。

实施例1

本实施例提供了一种燃气喷嘴流量特性漂移量的在线检测方法，其通过在线检测系统实现，所述在线检测系统包括燃气喷嘴1，燃气气轨2，燃气压力传感器3，燃气减压器4，减压器截止阀5，ecu控制单元6及检测单元；

高压天然气经过燃气截止阀5与燃气减压器4，向燃气气轨2输送给定压力的燃气；

所述燃气压力传感器3安装于燃气气轨2上，用于实时采集燃气气轨内燃气压力信号(即燃气气轨内的燃气压力值)；

所述ecu控制单元6接收燃气压力传感器3采集的燃气压力信号，ecu控制单元6控制某一只燃气喷嘴单独喷射燃气，并记录此燃气喷嘴喷射时的燃气压力变化率；

所述检测单元对各个燃气喷嘴喷射燃气时燃气压力变化率信号对比，找出压力变化率最大的一只或两只燃气喷嘴，当某个燃气喷嘴流量特性漂移量远大于所有燃气喷嘴流量特性漂移量的平均值时，此燃气喷嘴喷射燃气时的压力变化率也远大于所有燃气喷嘴喷射燃气时的燃气压力变化率的平均值；因此通过检测燃气喷嘴喷射时的压力变化率便可以找出流量特性漂移较大的一只或两只燃气喷嘴。

所述在线检测方法包括：

s10、当发动机处于减速断油工况，激活检测单元；

s20、关闭减压器截止阀与发动机点火；

s30、ecu控制单元6以一定的采样周期(如10ms)实时采集燃气气轨2的压力值；

s40、ecu控制单元6以一定的大脉宽(如15ms)驱动燃气喷嘴1中的某一只燃气喷嘴喷射燃气一次，并计算出喷射前后燃气气轨2的压力变化率；所述压力变化率为：(燃气喷嘴喷射燃气之前燃气气轨的压力-燃气喷嘴喷射燃气之后燃气气轨的压力)/燃气喷嘴喷射燃气之前燃气气轨的压力。

s50、开启减压器截止阀5一段时间(比如2s，此时间取决于燃气管路内径及燃气气轨容积大小)以待轨压再次建立，然后关闭减压器截止阀5；

s60、重复步骤s40和s50，得到所有燃气喷嘴以同样的脉宽喷射燃气一次时的燃气压力变化率；

s70、将所有燃气喷嘴喷射时的燃气压力变化率相加并除以燃气喷嘴个数，得到燃气喷嘴喷射时的燃气压力变化率的平均值；

s80、将每个燃气喷嘴喷射时的燃气压力变化率与所有燃气喷嘴喷射时的燃气压力变化率的平均值比较，如果差值超过某一阈值，则认为当前燃气喷嘴流量特性漂移量过大，需要更换；

s90、在发动机运行过程中，如果退出减速断油工况，则无论检测是否完成，则检测单元立即关闭，并开启减压器截止阀5与发动机点火；如果故障检测已完成，则开启减压器截止阀5与发动机点火，以保证发动机正常工作时的燃气供给与点火需求；

本实施例中，所述阈值需要燃气喷嘴厂家根据产品性能、以及发动机使用安全要求来决定。

本实施例的燃气喷嘴流量特性漂移量的在线检测方法，在不增加零部件及成本的前提下，为天然气发动机使用者提供燃气喷嘴流量特性漂移量过大的警示，以确保发动机使用过程安全；通过燃气喷嘴流量特性漂移量的检测，能够帮助发动机使用者排除故障原因；还能够及时提醒发动机使用者检查、更换燃气供给系统部件，确保燃气供给的可控，保证燃气使用安全；同时，本检测方法在发动机减速断油过程中执行，不影响发动机正常运行及使用，本检测方法简单、有效。

以上实施例的先后顺序仅为便于描述，不代表实施例的优劣。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。