气体发动机用空燃比精准控制系统的制作方法

本发明属于气体发动机控制，具体涉及一种气体发动机用空燃比精准控制系统。

背景技术：

1、空燃比的控制对于气体发动机而言是非常重要的，不仅直接影响气体发动机的功率输出和排放，还影响发动机各缸均衡和燃料消耗。而气体发动机由于爆震和失火等原因，空燃比的精准控制尤为重要。通常，气体发动机空燃比控制主要有开环控制和闭环控制两种模式，闭环控制模式控制精度高、系统响应快，但是控制也较复杂；闭环控制模式主要是反馈控制，控制系统根据发动机转速、负载等确定目标空燃比，然后根据各缸燃料燃烧情况，如采集发动机排气温度修正空燃比，或通过氧传感器测量排气氧含量修正空燃比，从而实现对空燃比的闭环控制。

2、在闭环控制模式中，无论是采用发动机排气温度还是发动机排气氧含量信号作为反馈信号进行空燃比控制，这些信号都是发动机后一状态的运行参数，对于运行的气体发动机而言都具有滞后性，不能预先对空燃比进行控制和修正，因而还不能实现空燃比的精准控制，系统响应也相对较慢，难以满足中高速大功率气体发动机控制精度高、系统响应快的需求，因此，真滴上述问题，有必要进行改进。

技术实现思路

1、本发明解决的技术问题：提供一种气体发动机用空燃比精准控制系统，通过进气歧管上设置的进气歧管压力传感器和燃气管道上设置的燃气压力传感器，由ecu再结合目标空燃比控制燃气支管的燃气喷射量，实现对各缸燃气喷射量进行修正，构成燃气喷射量前馈控制的闭环控制，实现空燃比的精准控制，改善了气体发动机各气缸空燃比控制不均匀、不精确的问题，降低了气体发动机排放，提高了功率降低了燃料消耗。

2、本发明采用的技术方案：气体发动机用空燃比精准控制系统，包括安装于发动机的燃气管道上的燃气压力传感器，所述发动机各缸的进气歧管上均安装有燃气喷射阀，且与燃气管道并联的多个燃气支管与对应的燃气喷射阀连接，所述发动机各缸的进气歧管上均安装有用于测量管内气体压力的进气歧管压力传感器，所述燃气压力传感器、多个进气歧管压力传感器和燃气喷射阀均与ecu连接，并由ecu根据燃气压力传感器和多个进气歧管压力传感器检测的前馈信号对各燃气喷射阀的喷射量进行修正。

3、其中，所述发动机中与增压器输出端连接的排气管道上安装有氧传感器，且氧传感器的输出端与ecu连接，并由ecu根据氧传感器测得的排气管道中的排气氧含量作为目标空燃比进行修正的依据信号。

4、进一步地，所述发动机中与各缸的进气歧管连通的进气总管上安装有进气总管压力传感器，且进气总管压力传感器的输出端与ecu连接。

5、进一步地，所述燃气压力传感器和多个进气歧管压力传感器的输出端均与ecu连接，且燃气喷射阀的电控端与ecu连接。

6、进一步地，所述进气歧管压力传感器检测的进气歧管内的压力信号用于确定各缸的进气量，所述燃气压力传感器测得的燃气压力信号用于确定各燃气支管的燃气喷射量。

7、进一步地，所述发动机各缸的进气歧管分别与对应的燃气支管连通。

8、本发明与现有技术相比的优点：

9、1、本技术方案在各缸进气歧管上安装进气歧管压力传感器，结构简单、操作方便，而且能够获得各缸进气量，从而对各缸燃气喷射量进行控制，改善了气体发动机各气缸空燃比控制不均匀的问题，降低了气体发动机排放；

10、2、本技术方通过进气歧管上设置的进气歧管压力传感器和燃气管道上设置的燃气压力传感器，再结合氧传感器，实现燃气喷射量前馈和排气氧含量反馈的双闭环控制，实现了空燃比的精准控制，提高了系统响应，为中高速大功率气体发动机自动化、智能化提供了技术支持；

11、3、本技术方案引入燃气喷射量前馈控制，解决了单纯的排气温度反馈控制或排气氧含量反馈控制模式下，反馈滞后的问题，实现了空燃比的预先控制，改善了气体发动机各气缸空燃比控制不均匀、不精确的问题，降低了气体发动机排放，提高了功率降低了燃料消耗。

技术特征：

1.气体发动机用空燃比精准控制系统，其特征在于：包括安装于发动机的燃气管道(6)上的燃气压力传感器(4)，所述发动机各缸的进气歧管(8)上均安装有燃气喷射阀(3)，且与燃气管道(6)并联的多个燃气支管(7)与对应的燃气喷射阀(3)连接，所述发动机各缸的进气歧管(8)上均安装有节气门和用于测量管内气体压力的进气歧管压力传感器(2)，且各节气门与执行器连接，并由执行器控制各节气门的开度大小，所述燃气压力传感器(4)、多个进气歧管压力传感器(2)、执行器和燃气喷射阀(3)均与ecu连接，并由ecu根据燃气压力传感器(4)和多个进气歧管压力传感器(2)检测的前馈信号对各燃气喷射阀(3)的喷射量进行修正。

2.根据权利要求1所述的气体发动机用空燃比精准控制系统，其特征在于：所述发动机中与增压器输出端连接的排气管道(9)上安装有氧传感器(5)，且氧传感器(5)的输出端与ecu连接，并由ecu根据氧传感器(5)测得的排气管道(9)中的排气氧含量作为目标空燃比进行修正的依据信号。

3.根据权利要求1所述的气体发动机用空燃比精准控制系统，其特征在于：所述发动机中与各缸的进气歧管(8)连通的进气总管(10)上安装有进气总管压力传感器(1)，且进气总管压力传感器(1)的输出端与ecu连接。

4.根据权利要求1所述的气体发动机用空燃比精准控制系统，其特征在于：所述燃气压力传感器(4)和多个进气歧管压力传感器(2)的输出端均与ecu连接，且燃气喷射阀(3)的电控端与ecu连接。

5.根据权利要求4所述的气体发动机用空燃比精准控制系统，其特征在于：所述进气歧管压力传感器(2)检测的进气歧管(8)内的压力信号用于确定各缸的进气量，所述燃气压力传感器(4)测得的燃气压力信号用于确定各燃气支管(7)的燃气喷射量。

6.根据权利要求1-5任一项所述的气体发动机用空燃比精准控制系统，其特征在于：所述发动机各缸的进气歧管(8)分别与对应的燃气支管(7)连通。

技术总结
提供一种气体发动机用空燃比精准控制系统，与燃气管道并联的多个燃气支管与对应的燃气喷射阀连接，发动机各缸的进气歧管上均安装有用于测量管内气体压力的进气歧管压力传感器，燃气压力传感器、多个进气歧管压力传感器和燃气喷射阀均与ECU连接，并由ECU根据燃气压力传感器和多个进气歧管压力传感器检测的前馈信号对各燃气喷射阀的喷射量进行修正。本发明通过进气歧管压力传感器和燃气压力传感器的检测信号，再结合目标空燃比控制燃气支管的燃气喷射量，实现对各缸燃气喷射量进行修正，构成燃气喷射量前馈控制的闭环控制，实现空燃比的精准控制，改善了各气缸空燃比控制不均匀、不精确的问题，降低了气体发动机排放，提高了功率降低了燃料消耗。

技术研发人员：焦联国,刘静,李锦华,姬瑶瑶,陈智文,张卫昂,袁丹,白济东,谷鹏程
受保护的技术使用者：陕西柴油机重工有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16