一种燃气发动机预燃室电喷控制系统及控制方法与流程

本发明涉及燃气发动机控制，特别是涉及一种燃气发动机预燃室电喷控制系统及控制方法。

背景技术：

1、这里的陈述仅提供与本发明相关的背景技术，而不必然地构成现有技术。

2、天然气是一种绿色能源，以天然气为燃料的燃气发动机可以适应目前低碳环保、节能减排的要求。天然气发动机的一个显著的特点是燃烧速度慢、排温高，易出现爆震，这限制了发动机功率和热效率的提升。

3、发明人发现，为解决上述问题，目前大多燃气发动机采用预燃室火花塞或带预燃室的缸盖结构来改善发动机的性能，对于预燃室的进气通常采用机械式单项阀的方式进行控制，这种机械式利用压差对预燃室进气进行控制的方式，不能有效的控制各缸预燃室的进气时间和进气量，各缸均匀性差，且在选择合适开启压力的单向阀时需要进行大量的开发试验，工作量大。

技术实现思路

1、针对现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种燃气发动机预燃室电喷控制系统及控制方法，通过各传感器的实时监测以及电子控制系统的协调控制，实现了各缸预燃室进气时间和进气量的精确控制，并可单缸进行在线调整，保证各缸的均匀性，有效的提高燃烧速度、降低爆震的发生频率，整体上提高了燃气发动机的性能，解决了现有预燃室进气控制方式不能有效控制各缸预燃室的进气时间和进气量导致各缸均匀性差的问题。

2、为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：

3、第一方面，本发明提出一种燃气发动机预燃室电喷控制系统，包括固定于发动机的气缸盖，气缸盖内设置燃气进气通道与预燃室连通，燃气进气通道与预燃燃气管路连通，且预燃燃气管路设置电控调压阀和电喷阀；所述气缸盖内还设置缸内燃烧压力传感器，电控调压阀、电喷阀、缸内燃烧压力传感器均与电子控制系统连接，电子控制系统根据缸内燃烧压力实时修正电喷阀的开启角度和持续期。

4、作为进一步的技术方案，所述预燃燃气管路还设置燃气压力传感器，燃气压力传感器与电子控制系统连接，电子控制系统根据预燃燃气的压力控制电控调压阀的开度。

5、作为进一步的技术方案，所述电喷阀固定于电喷阀安装座，所述气缸盖外壁设置o型槽，o型槽内安装有o型圈，o型圈位于电喷阀安装座与气缸盖之间。

6、作为进一步的技术方案，所述燃气进气通道与预燃室的连通处设置单向阀，气缸盖内还设有燃烧室，燃烧室和预燃室连通；缸内燃烧压力传感器设于燃烧室。

7、作为进一步的技术方案，所述气缸盖与排气管路连接，排气管路设有单缸排温传感器，单缸排温传感器与电子控制系统连接，电子控制系统根据单缸的排气温度对电喷阀的控制参数进行实时修正。

8、作为进一步的技术方案，所述气缸盖还与空气进气管路连通，空气进气管路设置增压空气压力传感器，增压空气压力传感器和电子控制系统连接，空气进气管路还设置增压器和中冷器。

9、作为进一步的技术方案，所述电子控制系统还与功率检测设备连接，功率检测设备用于检测发动机的功率。

10、作为进一步的技术方案，发动机的输出端安装有转速传感器，转速传感器与电子控制系统连接以测量发动机的转速和相位。

11、第二方面，本发明提出一种如上所述的燃气发动机预燃室电喷控制系统的控制方法，包括以下步骤：

12、电子控制系统根据电喷阀预设开启的角度和持续期，输出电信号至电喷阀，控制电喷阀的开启和关闭，从而对预燃室燃气的进气时间和进气量进行控制；

13、同时，利用单缸排温值和/或缸内燃烧压力值对电喷阀的控制参数进行实时在线修正。

14、作为进一步的技术方案，电子控制系统根据预设的预燃燃气的压力值，输出电信号至电控调压阀，通过电控调压阀控制预燃燃气的压力值。

15、上述本发明的有益效果如下：

16、(1)本发明采用电喷阀控制预燃燃气的进气时间和进气量，并在电子控制系统的作用下结合单缸排温信号和/或缸内燃烧压力信号对电喷阀的控制参数进行实时在线修正，能够保证各缸进气时间和进气量控制的同时，保证了各缸均匀性，在加快燃烧速度的同时降低爆震发生的频率，有效的提高发动机的性能。

17、(2)本发明采用电控调压阀对预燃燃气压力进行控制，并在电控气调压阀后侧采用预燃管路燃气压力传感器对燃气压力进行测量，实现对预燃燃气压力的闭环控制，能够对预燃燃气管路内的预燃燃气压力进行实时监测，保证了预燃燃气压力调整的时效性。

18、(3)本发明将计算及控制功能集成在发动机的电子控制系统中，通过实时监测的各系统参数对系统部件进行调控，相对于机械式控制，响应速度快，控制精度高，可靠性高。

技术特征：

1.一种燃气发动机预燃室电喷控制系统，其特征是，包括固定于发动机的气缸盖，气缸盖内设置燃气进气通道与预燃室连通，燃气进气通道与预燃燃气管路连通，且预燃燃气管路设置电控调压阀和电喷阀；所述气缸盖内还设置缸内燃烧压力传感器，电控调压阀、电喷阀、缸内燃烧压力传感器均与电子控制系统连接，电子控制系统根据缸内燃烧压力实时修正电喷阀的开启角度和持续期。

2.如权利要求1所述的燃气发动机预燃室电喷控制系统，其特征是，所述预燃燃气管路还设置燃气压力传感器，燃气压力传感器与电子控制系统连接，电子控制系统根据预燃燃气的压力控制电控调压阀的开度。

3.如权利要求1所述的燃气发动机预燃室电喷控制系统，其特征是，所述电喷阀固定于电喷阀安装座，所述气缸盖外壁设置o型槽，o型槽内安装有o型圈，o型圈位于电喷阀安装座与气缸盖之间。

4.如权利要求1所述的燃气发动机预燃室电喷控制系统，其特征是，所述燃气进气通道与预燃室的连通处设置单向阀，气缸盖内还设有燃烧室，燃烧室和预燃室连通；缸内燃烧压力传感器设于燃烧室。

5.如权利要求1所述的燃气发动机预燃室电喷控制系统，其特征是，所述气缸盖与排气管路连接，排气管路设有单缸排温传感器，单缸排温传感器与电子控制系统连接，电子控制系统根据单缸的排气温度对电喷阀的控制参数进行实时修正。

6.如权利要求1所述的燃气发动机预燃室电喷控制系统，其特征是，所述气缸盖还与空气进气管路连通，空气进气管路设置增压空气压力传感器，增压空气压力传感器和电子控制系统连接，空气进气管路还设置增压器和中冷器。

7.如权利要求1所述的燃气发动机预燃室电喷控制系统，其特征是，所述电子控制系统还与功率检测设备连接，功率检测设备用于检测发动机的功率。

8.如权利要求1所述的燃气发动机预燃室电喷控制系统，其特征是，发动机的输出端安装有转速传感器，转速传感器与电子控制系统连接以测量发动机的转速和相位。

9.如权利要求1-8任一项所述的燃气发动机预燃室电喷控制系统的控制方法，其特征是，包括以下步骤：

10.如权利要求9所述的控制方法，其特征是，电子控制系统根据预设的预燃燃气的压力值，输出电信号至电控调压阀，通过电控调压阀控制预燃燃气的压力值。

技术总结
本发明公开了一种燃气发动机预燃室电喷控制系统及控制方法，属于燃气发动机控制技术领域，包括固定于发动机的气缸盖，气缸盖内设置燃气进气通道与预燃室连通，燃气进气通道与预燃燃气管路连通，且预燃燃气管路设置电控调压阀和电喷阀；所述气缸盖内还设置缸内燃烧压力传感器，电控调压阀、电喷阀、缸内燃烧压力传感器均与电子控制系统连接，电子控制系统根据缸内燃烧压力实时修正电喷阀的开启角度和持续期。

技术研发人员：林淑彦,杨加成,张田田,张振胜,李兆勇,周生伟,任少波,徐凯峰
受保护的技术使用者：中国石油天然气集团有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12