車用天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)燃?xì)鈬娚淞烤鶆蛐钥刂葡到y(tǒng)及控制方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種車用天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)燃?xì)鈬娚淞烤鶆蛐钥刂葡到y(tǒng)及控制方法，包括ECU、天然氣供氣瓶和與發(fā)動(dòng)機(jī)的氣缸數(shù)量相等的噴射系統(tǒng)，每個(gè)噴射系統(tǒng)均包括至少一個(gè)氣軌和與ECU相連接的噴射單元，每個(gè)氣軌的進(jìn)氣口與高壓電磁閥之間均設(shè)有一個(gè)計(jì)量單元，每個(gè)計(jì)量單元均包括一個(gè)與ECU相連接的毫秒級(jí)轉(zhuǎn)子流量計(jì)，該毫秒級(jí)轉(zhuǎn)子流量計(jì)能對(duì)毫秒級(jí)別的天然氣瞬態(tài)流量進(jìn)行計(jì)量。采用上述結(jié)構(gòu)與方法后，能顯著提升天然氣噴射量的均勻性，解決天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)由于噴嘴的一致性帶來(lái)的控制問題，實(shí)時(shí)監(jiān)控噴射系統(tǒng)狀態(tài)，能維持天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)的穩(wěn)定扭矩輸出，有利于缸內(nèi)直噴稀燃天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)的開發(fā)，且各種排量的天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)均適用。
【專利說(shuō)明】
車用天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)燃?xì)鈬娚淞烤鶆蛐钥刂葡到y(tǒng)及控制方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種電控噴射天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)燃?xì)鈬娚溲b置及噴射方法，特別是一種車用天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)燃?xì)鈬娚淞烤鶆蛐钥刂葡到y(tǒng)及控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]國(guó)內(nèi)現(xiàn)有重型天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)由柴油機(jī)改裝而來(lái)，該發(fā)動(dòng)機(jī)電控噴射系統(tǒng)主要由進(jìn)氣道混合器式的單點(diǎn)噴射系統(tǒng)組成，該噴射系統(tǒng)類似于汽油機(jī)化油器式噴射系統(tǒng)，天然氣與空氣在進(jìn)氣道內(nèi)即充分混合，采用兩組氣軌加一組(能多達(dá)十幾只)汽油機(jī)用噴射器計(jì)量天然氣噴射量。這種計(jì)量及天然氣-空氣混合方式容易造成燃?xì)鈧鞑パ舆t通道較長(zhǎng)及對(duì)空氣充量系數(shù)影響較大，發(fā)動(dòng)機(jī)循環(huán)變動(dòng)大、排溫高、NOx排放高等缺點(diǎn)。
[0003]另有公司開發(fā)進(jìn)氣道多點(diǎn)噴射(噴射壓力7bar)、缸內(nèi)低壓直噴(噴射壓力15bar)、缸內(nèi)高壓直噴(噴射壓力30MPa)等噴射系統(tǒng)，其中進(jìn)氣道多點(diǎn)噴射及缸內(nèi)直噴發(fā)動(dòng)機(jī)已進(jìn)行到樣機(jī)階段，但受限于現(xiàn)有天然氣噴嘴流量均勻性差導(dǎo)致的噴射量不能閉環(huán)控制，從而引發(fā)燃燒不受控等原因，始終不能量產(chǎn)。
[0004]天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)之于汽柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的優(yōu)點(diǎn)是稀燃容易組織，稀燃天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒溫度低、NOx排放低、顆粒排放低、部分負(fù)荷栗氣損失少、允許采用較大的壓縮比和增壓技術(shù)、燃油經(jīng)濟(jì)性好。但天然氣噴射量均勻性若不受控，這些優(yōu)點(diǎn)都不能很好的實(shí)現(xiàn)。
[0005]國(guó)內(nèi)外天然氣計(jì)量均圍繞天然氣噴嘴做研究，如貴州紅林公司公開號(hào)為CN101059113A的一種缸內(nèi)直噴高壓燃?xì)鈬娚溟y，大陸汽車專利號(hào)為US7621469B2的一種汽車用液化石油氣噴射閥，加拿大西港公司專利號(hào)為US6575138B2的一種直接動(dòng)作式噴射閥。噴嘴可分為進(jìn)氣道噴射用的孔式噴射器、缸內(nèi)直噴用的外開式噴射器。
[0006]由于汽、柴油機(jī)電磁閥噴嘴噴射的是液體，流量對(duì)變孔徑不敏感，通過(guò)計(jì)量電磁閥開啟脈寬，計(jì)算噴射脈寬與流體固定流速的乘積即可獲得較為穩(wěn)定的質(zhì)量流量，一般誤差能在5%以內(nèi)。當(dāng)電磁閥噴射用于天然氣噴射時(shí)，噴射脈寬雖可控制，但天然氣對(duì)電磁閥噴嘴中的變孔徑敏感，受限于噴嘴加工一致性、氣體節(jié)流壓力波動(dòng)等因素影響，流體的流速不能保證一致，從而導(dǎo)致流量一致性差，噴射量均勻性不能得到很好的控制。
[0007]另外，目前，車用天然氣噴射系統(tǒng)微小流量的高響應(yīng)性動(dòng)態(tài)流量計(jì)量國(guó)內(nèi)外尚無(wú)相關(guān)工作開展。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，而提供一種車用天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)燃?xì)鈬娚淞烤鶆蛐钥刂葡到y(tǒng)，該車用天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)燃?xì)鈬娚淞烤鶆蛐钥刂葡到y(tǒng)能解決進(jìn)氣道或缸內(nèi)直噴多點(diǎn)噴射天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)在運(yùn)行過(guò)程中遇到的噴射量均勻性問題，使整個(gè)運(yùn)行過(guò)程中，噴射量均能保持均勻噴射。
[0009]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:
一種車用天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)燃?xì)鈬娚淞烤鶆蛐钥刂葡到y(tǒng)，包括ECU、天然氣供氣瓶和與發(fā)動(dòng)機(jī)的氣缸數(shù)量相等的噴射系統(tǒng)，每個(gè)噴射系統(tǒng)均包括至少一個(gè)氣軌和與ECU相連接的噴射單元，每個(gè)氣軌的進(jìn)氣口均通過(guò)帶有減壓器的高壓電磁閥與天然氣供氣瓶相連接，噴射單元與氣軌的出氣口相連接，每個(gè)所述氣軌的進(jìn)氣口與高壓電磁閥之間均設(shè)置有一個(gè)計(jì)量單元，每個(gè)計(jì)量單元均包括一個(gè)與ECU相連接的毫秒級(jí)轉(zhuǎn)子流量計(jì)，該毫秒級(jí)轉(zhuǎn)子流量計(jì)能對(duì)毫秒級(jí)別的天然氣瞬態(tài)流量進(jìn)行計(jì)量。
[0010]每個(gè)所述噴射系統(tǒng)中的計(jì)量單元和氣軌的數(shù)量，均取決于發(fā)動(dòng)機(jī)的缸數(shù)和燃?xì)鈬娚涿}寬；當(dāng)每個(gè)噴射系統(tǒng)中的計(jì)量單元和氣軌的數(shù)量均大于I時(shí)，計(jì)量單元和氣軌采用并聯(lián)的方式，設(shè)置在高壓電磁閥與噴射單元之間。
[0011]每個(gè)所述噴射單元包括若干個(gè)噴嘴，每個(gè)噴嘴的入口均與相應(yīng)的氣軌相連接，每個(gè)噴嘴的出口均通過(guò)一根導(dǎo)流管與進(jìn)氣歧管或缸蓋相連接。
[0012]每個(gè)所述毫秒級(jí)轉(zhuǎn)子流量計(jì)的計(jì)量精度均為1%，重復(fù)性誤差小于1%。
[0013]本發(fā)明還提供一種車用天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)燃?xì)鈬娚淞烤鶆蛐钥刂品椒?，該車用天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)燃?xì)鈬娚淞烤鶆蛐钥刂品椒芙鉀Q進(jìn)氣道或缸內(nèi)直噴多點(diǎn)噴射天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)在運(yùn)行過(guò)程中遇到的噴射量均勻性問題，使整個(gè)運(yùn)行過(guò)程中，噴射量均能保持均勻噴射。
[0014]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:
一種車用天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)燃?xì)鈬娚淞烤鶆蛐钥刂品椒?，包括如下步驟:
第一步，天然氣供給及噴射量設(shè)定目標(biāo)值的獲取:天然氣供氣瓶提供高壓天然氣，經(jīng)高壓電磁閥進(jìn)行減壓；同時(shí)，ECU根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行工況，初步給定目標(biāo)燃?xì)鈬娚涿}寬，通過(guò)查詢ECU中內(nèi)置數(shù)據(jù)庫(kù)，獲取目標(biāo)燃?xì)鈬娚涿}寬所對(duì)應(yīng)的噴射量設(shè)定目標(biāo)值；
第二步，噴射單元中流過(guò)噴嘴的瞬態(tài)流量的計(jì)量及流量信號(hào)反饋:計(jì)量單元中的毫秒級(jí)轉(zhuǎn)子流量計(jì)，將對(duì)噴射單元中流過(guò)噴嘴的瞬態(tài)流量，進(jìn)行實(shí)時(shí)計(jì)量;然后，計(jì)量單元還將實(shí)時(shí)計(jì)量的瞬態(tài)流量，轉(zhuǎn)換為流量信號(hào)反饋給ECU;
第三步，噴射量比較與修正:ECU將第二步中接收的流量信號(hào)，轉(zhuǎn)化為質(zhì)量流量，并將該質(zhì)量流量與第一步中獲取的噴射量設(shè)定目標(biāo)值進(jìn)行比較，并判定是否偏離噴射量的設(shè)定目標(biāo)值；當(dāng)判定為偏離設(shè)定目標(biāo)值時(shí)，E⑶將通過(guò)調(diào)整噴射單元中噴嘴的噴射脈寬，直至符合設(shè)定目標(biāo)值，從而使噴射單元的噴射量保持均勻。
[0015]所述第二步中，所述毫秒級(jí)轉(zhuǎn)子流量計(jì)，在線性轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)，與氣體體積流量呈正比，通過(guò)霍爾或光電傳感器測(cè)量轉(zhuǎn)速，輸出流量信號(hào)反饋給ECU。
[0016]ECU按照體積修正的方式，將第二步中接收的流量信號(hào)轉(zhuǎn)化為質(zhì)量流量。
[0017]所述第三步中，當(dāng)ECU判定為偏離設(shè)定目標(biāo)值時(shí)，ECU將調(diào)節(jié)各個(gè)氣缸中噴嘴的驅(qū)動(dòng)噴氣脈寬，生成驅(qū)動(dòng)脈寬信號(hào)予以確認(rèn);噴嘴根據(jù)ECU輸出的驅(qū)動(dòng)脈寬信號(hào)控制各個(gè)氣缸的實(shí)際燃?xì)鈬娚淞俊?br>[0018]本發(fā)明采用上述結(jié)構(gòu)與方法后，能顯著提升天然氣噴射量的均勻性，解決天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)由于噴嘴的一致性帶來(lái)的控制問題，實(shí)時(shí)監(jiān)控噴射系統(tǒng)狀態(tài)，能夠彌補(bǔ)噴射系統(tǒng)應(yīng)用一定時(shí)間后的劣化問題，維持天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)的穩(wěn)定扭矩輸出，有利于缸內(nèi)直噴稀燃天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)的開發(fā)，且各種排量的天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)均適用。
[0019]另外，上述毫秒級(jí)轉(zhuǎn)子流量計(jì)為轉(zhuǎn)子式流量計(jì)，精度高、重復(fù)性好、量程比寬，在一定的流量范圍內(nèi)，通過(guò)選擇對(duì)應(yīng)口徑的流量計(jì)，如噴射系統(tǒng)單次噴射量計(jì)量要求等，使轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的角速度與流體體積流量成正比，利用電磁感應(yīng)原理，即能測(cè)得與轉(zhuǎn)子同步的滿足100Hz的高頻脈沖信號(hào)，且計(jì)量精度滿足I %的要求，從而滿足流量計(jì)量要求。
【附圖說(shuō)明】
[0020]圖1顯示了實(shí)施例1中車用天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)燃?xì)鈬娚淞烤鶆蛐钥刂葡到y(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2顯示了實(shí)施例2中車用天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)燃?xì)鈬娚淞烤鶆蛐钥刂葡到y(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3顯示了實(shí)施例1中天然氣噴嘴噴射策略示意圖；
圖4顯示了本發(fā)明中車用天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)燃?xì)鈬娚淞烤鶆蛐钥刂品椒ǖ牧鞒虉D。
[0021]其中有:
1.天然氣儲(chǔ)氣瓶；
2.高壓電磁閥；
3.計(jì)量單元;31.毫秒級(jí)轉(zhuǎn)子流量計(jì)；
4.氣軌；
5.噴射單元;51.噴嘴；
6.導(dǎo)流管；
7.進(jìn)氣歧管;71.缸蓋；
8.發(fā)動(dòng)機(jī)；
9.ECU。
【具體實(shí)施方式】
[0022]下面結(jié)合附圖和具體較佳實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。
[0023]如圖1和圖2所示，一種車用天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)燃?xì)鈬娚淞烤鶆蛐钥刂葡到y(tǒng)，包括ECU
9、天然氣供氣瓶I和與發(fā)動(dòng)機(jī)8的氣缸數(shù)量相等的噴射系統(tǒng)。
[0024]天然氣供氣瓶I的數(shù)量可以為I個(gè)，也可以為多個(gè)，優(yōu)選固定在車架上。
[0025]每個(gè)噴射系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)具有如下兩種優(yōu)選實(shí)施例。
[0026]實(shí)施例1
如圖1所示，每個(gè)噴射系統(tǒng)均包括一個(gè)氣軌4、一個(gè)計(jì)量單元3和與ECU 9相連接的噴射單元5 ο
[0027]氣軌4的進(jìn)氣口通過(guò)帶有減壓器的高壓電磁閥2與天然氣供氣瓶I相連接。高壓電磁閥2也優(yōu)選固定在車架上，氣軌4優(yōu)選固定在發(fā)動(dòng)機(jī)8上。
[0028I 計(jì)量單元3設(shè)置在氣軌4的進(jìn)氣口與高壓電磁閥2之間，計(jì)量單元3包括與ECU 9相連接的毫秒級(jí)轉(zhuǎn)子流量計(jì)31，該毫秒級(jí)轉(zhuǎn)子流量計(jì)31能對(duì)毫秒級(jí)別的天然氣瞬態(tài)流量進(jìn)行計(jì)量。
[0029]噴射單元5與氣軌4的出氣口相連接，噴射單元5包括若干個(gè)噴嘴51，如圖1所示，噴射單元5優(yōu)選包括6個(gè)噴嘴51，6個(gè)噴嘴51的入口均與氣軌4的出氣口相連接，6個(gè)噴嘴51的出口均通過(guò)一根導(dǎo)流管6與進(jìn)氣歧管7或缸蓋71相連接。導(dǎo)流管6的外徑優(yōu)選與噴嘴51的內(nèi)徑相等。
[0030]現(xiàn)以6缸機(jī)為例，結(jié)合圖3和圖1，對(duì)天然氣噴嘴噴射策略進(jìn)行一下說(shuō)明，其中流量計(jì)單元3實(shí)時(shí)測(cè)量噴嘴51的實(shí)際噴射量。
[0031]如圖3所示，從箭頭開始，從左至右，噴嘴51所對(duì)應(yīng)的缸號(hào)一般為I缸-5缸-3缸-6缸-2缸-4缸。圖3中，橫坐標(biāo)為曲軸轉(zhuǎn)角。圖3以6缸機(jī)為例，且測(cè)量窗口為經(jīng)優(yōu)選計(jì)算的84°，也可為其它數(shù)值。
[0032]發(fā)動(dòng)機(jī)中、高轉(zhuǎn)速時(shí)，受進(jìn)氣曲軸轉(zhuǎn)角影響，各噴嘴實(shí)際噴射脈寬會(huì)有重疊，即各工況下實(shí)際可測(cè)量窗口小于90° CA，其中CA表示發(fā)動(dòng)機(jī)中曲軸轉(zhuǎn)角度的信號(hào)。中、低負(fù)荷時(shí)，最大測(cè)量窗口可達(dá)120° CA，ECU控制流量計(jì)測(cè)量起始時(shí)刻、測(cè)量窗口等參數(shù)，此時(shí)流量計(jì)單個(gè)可靠計(jì)量的流量信號(hào)δν必須滿足毫秒級(jí)別響應(yīng)要求，流量計(jì)實(shí)時(shí)測(cè)量代表可靠的流量信號(hào)&轉(zhuǎn)速信號(hào)，并經(jīng)ECU處理;隨后ECU控制流量計(jì)進(jìn)入下一個(gè)噴嘴的流量測(cè)量反饋。
[0033]針對(duì)4缸機(jī)或者更多缸天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)只需要修改控制策略，調(diào)整實(shí)際測(cè)量窗口，即可實(shí)現(xiàn)流量計(jì)量反饋。
[0034]實(shí)施例2
如圖2所示，每個(gè)噴射系統(tǒng)均包括兩個(gè)氣軌4、兩個(gè)計(jì)量單元3和一個(gè)與ECU 9相連接的噴射單元5。
[0035]兩個(gè)氣軌4的進(jìn)氣口均通過(guò)帶有減壓器的高壓電磁閥2與天然氣供氣瓶I相連接。高壓電磁閥2也優(yōu)選固定在車架上，兩個(gè)氣軌4優(yōu)選固定在發(fā)動(dòng)機(jī)8上，兩個(gè)氣軌4優(yōu)選并聯(lián)設(shè)置。
[0036]在每個(gè)氣軌4的進(jìn)氣口與相應(yīng)的高壓電磁閥2之間各設(shè)置有一個(gè)計(jì)量單元3，每個(gè)計(jì)量單元3均包括與ECU 9相連接的毫秒級(jí)轉(zhuǎn)子流量計(jì)31，該毫秒級(jí)轉(zhuǎn)子流量計(jì)31能對(duì)毫秒級(jí)別的天然氣瞬態(tài)流量進(jìn)行計(jì)量。
[0037]噴射單元5與兩個(gè)氣軌4的出氣口相連接，噴射單元5包括若干個(gè)噴嘴51，如圖2所示，噴射單元5優(yōu)選包括6個(gè)噴嘴51，其中，3個(gè)噴嘴51的入口與其中一個(gè)氣軌4的出氣口相連接，另外3個(gè)噴嘴51的入口與另外一個(gè)氣軌4的出氣口相連接。6個(gè)噴嘴51的出口均通過(guò)一根導(dǎo)流管6與進(jìn)氣歧管7或缸蓋71相連接。導(dǎo)流管6的外徑優(yōu)選與噴嘴51的內(nèi)徑相等。
[0038]作為替換，每個(gè)噴射系統(tǒng)均還可包括多個(gè)氣軌4和多個(gè)計(jì)量單元3，每個(gè)34噴射系統(tǒng)中的計(jì)量單元和氣軌的數(shù)量，均取決于發(fā)動(dòng)機(jī)的缸數(shù)和燃?xì)鈬娚涿}寬；當(dāng)每個(gè)噴射系統(tǒng)中的計(jì)量單元3和氣軌4的數(shù)量均大于I時(shí)，計(jì)量單元3和氣軌4均采用如實(shí)施例2中的并聯(lián)的方式，設(shè)置在尚壓電磁閥2與噴射單兀5之間。
[0039]進(jìn)一步，每個(gè)上述毫秒級(jí)轉(zhuǎn)子流量計(jì)31的計(jì)量精度均優(yōu)選為1%，重復(fù)性誤差小于1%。
[0040]一種車用天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)燃?xì)鈬娚淞烤鶆蛐钥刂品椒?，包括如下步驟:
第一步，天然氣供給及噴射量設(shè)定目標(biāo)值的獲取:天然氣供氣瓶I提供高壓天然氣，經(jīng)高壓電磁閥2進(jìn)行減壓；同時(shí)，ECU 9根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)8的運(yùn)行工況，初步給定目標(biāo)燃?xì)鈬娚涿}寬，通過(guò)查詢ECU 9中內(nèi)置數(shù)據(jù)庫(kù)，獲取目標(biāo)燃?xì)鈬娚涿}寬所對(duì)應(yīng)的噴射量設(shè)定目標(biāo)值。
[0041 ]第二步，噴射單元5中流過(guò)噴嘴51的瞬態(tài)流量的計(jì)量及流量信號(hào)反饋:計(jì)量單元3中的毫秒級(jí)轉(zhuǎn)子流量計(jì)31，將對(duì)噴射單元5中流過(guò)噴嘴51的瞬態(tài)流量，進(jìn)行實(shí)時(shí)計(jì)量。也即圖4中所示的，測(cè)量天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)各缸的實(shí)際噴射量信號(hào)。然后，計(jì)量單元3還將實(shí)時(shí)計(jì)量的瞬態(tài)流量，轉(zhuǎn)換為流量信號(hào)反饋給ECU 9。也即圖4中所示的，將檢測(cè)到的轉(zhuǎn)速信號(hào)轉(zhuǎn)化后輸出。
[0042]此步驟中，毫秒級(jí)轉(zhuǎn)子流量計(jì)31，在線性轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)，與氣體體積流量呈正比，通過(guò)霍爾或光電傳感器測(cè)量轉(zhuǎn)速，能輸出流量信號(hào)反饋給ECU 9。
[0043]第三步，噴射量比較與修正:E⑶9將第二步中接收的流量信號(hào)，優(yōu)選按照體積修正的方式，轉(zhuǎn)化為質(zhì)量流量，并將該質(zhì)量流量與第一步中獲取的噴射量設(shè)定目標(biāo)值進(jìn)行比較，并判定是否偏離噴射量的設(shè)定目標(biāo)值；當(dāng)判定為偏離設(shè)定目標(biāo)值時(shí)，ECU 9將通過(guò)調(diào)整噴射單元5中噴嘴51的噴射脈寬，直至符合設(shè)定目標(biāo)值，從而使噴射單元的噴射量保持均勻。ECU 9按照多點(diǎn)噴射順序控制噴嘴51噴射脈寬進(jìn)行天然氣噴射，后經(jīng)與噴嘴51內(nèi)徑相同的導(dǎo)流管6進(jìn)入進(jìn)氣歧管7或缸蓋71。
[0044]此步驟中，當(dāng)ECU9判定為偏離設(shè)定目標(biāo)值時(shí)，E⑶9將調(diào)節(jié)各個(gè)氣缸中噴嘴51的驅(qū)動(dòng)噴氣脈寬，生成驅(qū)動(dòng)脈寬信號(hào)予以確認(rèn);噴嘴51根據(jù)ECU 9輸出的驅(qū)動(dòng)脈寬信號(hào)控制各個(gè)氣缸的實(shí)際燃?xì)鈬娚淞俊?br>[0045]以上詳細(xì)描述了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，但是，本發(fā)明并不限于上述實(shí)施方式中的具體細(xì)節(jié)，在本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思范圍內(nèi)，可以對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行多種等同變換，這些等同變換均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種車用天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)燃?xì)鈬娚淞烤鶆蛐钥刂葡到y(tǒng)，包括ECU、天然氣供氣瓶和與發(fā)動(dòng)機(jī)的氣缸數(shù)量相等的噴射系統(tǒng)，每個(gè)噴射系統(tǒng)均包括至少一個(gè)氣軌和與ECU相連接的噴射單元，每個(gè)氣軌的進(jìn)氣口均通過(guò)帶有減壓器的高壓電磁閥與天然氣供氣瓶相連接，噴射單元與氣軌的出氣口相連接，其特征在于:每個(gè)所述氣軌的進(jìn)氣口與高壓電磁閥之間均設(shè)置有一個(gè)計(jì)量單元，每個(gè)計(jì)量單元均包括一個(gè)與ECU相連接的毫秒級(jí)轉(zhuǎn)子流量計(jì)，該毫秒級(jí)轉(zhuǎn)子流量計(jì)能對(duì)毫秒級(jí)別的天然氣瞬態(tài)流量進(jìn)行計(jì)量。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的車用天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)燃?xì)鈬娚淞烤鶆蛐钥刂葡到y(tǒng)，其特征在于:每個(gè)所述噴射系統(tǒng)中的計(jì)量單元和氣軌的數(shù)量，均取決于發(fā)動(dòng)機(jī)的缸數(shù)和燃?xì)鈬娚涿}寬；當(dāng)每個(gè)噴射系統(tǒng)中的計(jì)量單元和氣軌的數(shù)量均大于I時(shí)，計(jì)量單元和氣軌采用并聯(lián)的方式，設(shè)置在高壓電磁閥與噴射單元之間。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的車用天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)燃?xì)鈬娚淞烤鶆蛐钥刂葡到y(tǒng)，其特征在于:每個(gè)所述噴射單元包括若干個(gè)噴嘴，每個(gè)噴嘴的入口均與相應(yīng)的氣軌相連接，每個(gè)噴嘴的出口均通過(guò)一根導(dǎo)流管與進(jìn)氣歧管或缸蓋相連接。4.根據(jù)權(quán)利要求1每個(gè)所述的車用天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)燃?xì)鈬娚淞烤鶆蛐钥刂葡到y(tǒng)，其特征在于:每個(gè)所述毫秒級(jí)轉(zhuǎn)子流量計(jì)的計(jì)量精度均為1%，重復(fù)性誤差小于1%。5.—種車用天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)燃?xì)鈬娚淞烤鶆蛐钥刂品椒?，其特征在于，包括如下步驟: 第一步，天然氣供給及噴射量設(shè)定目標(biāo)值的獲取:天然氣供氣瓶提供高壓天然氣，經(jīng)高壓電磁閥進(jìn)行減壓；同時(shí)，ECU根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行工況，初步給定目標(biāo)燃?xì)鈬娚涿}寬，通過(guò)查詢ECU中內(nèi)置數(shù)據(jù)庫(kù)，獲取目標(biāo)燃?xì)鈬娚涿}寬所對(duì)應(yīng)的噴射量設(shè)定目標(biāo)值； 第二步，噴射單元中流過(guò)噴嘴的瞬態(tài)流量的計(jì)量及流量信號(hào)反饋:計(jì)量單元中的毫秒級(jí)轉(zhuǎn)子流量計(jì)，將對(duì)噴射單元中流過(guò)噴嘴的瞬態(tài)流量進(jìn)行實(shí)時(shí)計(jì)量;然后，計(jì)量單元還將實(shí)時(shí)計(jì)量的瞬態(tài)流量，轉(zhuǎn)換為流量信號(hào)反饋給ECU; 第三步，噴射量比較與修正:ECU將第二步中接收的流量信號(hào)，轉(zhuǎn)化為質(zhì)量流量，并將該質(zhì)量流量與第一步中獲取的噴射量設(shè)定目標(biāo)值進(jìn)行比較，并判定是否偏離噴射量的設(shè)定目標(biāo)值；當(dāng)判定為偏離設(shè)定目標(biāo)值時(shí)，E⑶將通過(guò)調(diào)整噴射單元中噴嘴的噴射脈寬，直至符合設(shè)定目標(biāo)值，從而使噴射單元的噴射量保持均勻。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的車用天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)燃?xì)鈬娚淞烤鶆蛐钥刂品椒ǎ涮卣髟谟?所述第二步中，所述毫秒級(jí)轉(zhuǎn)子流量計(jì)，在線性轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)，與氣體體積流量呈正比，通過(guò)霍爾或光電傳感器測(cè)量轉(zhuǎn)速，輸出流量信號(hào)反饋給ECU。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的車用天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)燃?xì)鈬娚淞烤鶆蛐钥刂品椒?，其特征在?ECU按照體積修正的方式，將第二步中接收的流量信號(hào)轉(zhuǎn)化為質(zhì)量流量。8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的車用天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)燃?xì)鈬娚淞烤鶆蛐钥刂品椒?，其特征在?所述第三步中，當(dāng)ECU判定為偏離設(shè)定目標(biāo)值時(shí)，ECU將調(diào)節(jié)各個(gè)氣缸中噴嘴的驅(qū)動(dòng)噴氣脈寬，生成驅(qū)動(dòng)脈寬信號(hào)予以確認(rèn);噴嘴根據(jù)ECU輸出的驅(qū)動(dòng)脈寬信號(hào)控制各個(gè)氣缸的實(shí)際燃?xì)鈬娚淞俊?br>【文檔編號(hào)】F02M51/06GK105840372SQ201610350819
【公開日】2016年8月10日
【申請(qǐng)日】2016年5月25日
【發(fā)明人】楊曉鋒, 白沖, 夏少華, 陳希穎, 王健
【申請(qǐng)人】中國(guó)第汽車股份有限公司無(wú)錫油泵油嘴研究所, 中國(guó)第一汽車股份有限公司無(wú)錫油泵油嘴研究所, 中國(guó)第汽車股份有限公司, 中國(guó)第一汽車股份有限公司