一種柴油發(fā)動(dòng)機(jī)雙燃料改裝燃料供給量的確定方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種柴油發(fā)動(dòng)機(jī)雙燃料改裝燃料供給量的確定方法，其特征在于：當(dāng)所述柴油發(fā)動(dòng)機(jī)在加速及大負(fù)荷工況時(shí)，天然氣的供給量按等熱值計(jì)算方法進(jìn)行計(jì)算，發(fā)當(dāng)所述柴油發(fā)動(dòng)機(jī)處于正常巡航狀態(tài)時(shí)，以等空氣消耗量計(jì)算方法進(jìn)行天然氣供給量的計(jì)算；利用本發(fā)明專利可以根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)純柴油模式下的萬(wàn)有特性數(shù)據(jù)進(jìn)行雙燃料工作模式下柴油供給量和天然氣供給量的MAP數(shù)據(jù)計(jì)算，解決了柴油發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行雙燃料改裝的離線標(biāo)定關(guān)鍵問(wèn)題。
【專利說(shuō)明】一種柴油發(fā)動(dòng)機(jī)雙燃料改裝燃料供給量的確定方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及柴油發(fā)動(dòng)機(jī)【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是一種柴油發(fā)動(dòng)機(jī)雙燃料改裝燃料供給量的確定方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在用柴油發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行柴油-天然氣(CNG/LNG)雙燃料改裝的關(guān)鍵技術(shù)是如何確定改裝后發(fā)動(dòng)機(jī)在各種不同工況下的柴油引燃量和天然氣供給量，使得改裝后的發(fā)動(dòng)機(jī)在各種不同工況下能保證動(dòng)力性沒(méi)有明顯下降的情況下，顯示其優(yōu)越的經(jīng)濟(jì)性和尾氣排放性倉(cāng)泛。
[0003]目前已有的關(guān)于柴油發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行柴油-天然氣(CNG/LNG)改裝技術(shù)主要關(guān)注雙燃料改裝系統(tǒng)整體方案以及各控制系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)，沒(méi)有針對(duì)系統(tǒng)最為核心的不同工況下柴油引燃量和天然氣供給量的數(shù)據(jù)確定方法進(jìn)行有效闡述。
[0004]大城市空氣中的PM2.5微細(xì)顆粒的最主要來(lái)源是汽車尾氣，尤其是柴油汽車的尾氣，機(jī)動(dòng)車污染已經(jīng)成為大氣環(huán)境污染中最突出、最緊迫的問(wèn)題之一。天燃?xì)庾鳛榍鍧嵞茉矗苁蛊嚨奈矚馕廴疚锏呐欧泡^柴油車有大幅降低，除了推廣純天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)汽車外，對(duì)在用存量巨大的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行柴油一天然氣雙燃料技術(shù)改裝是治理城市大氣污染的有效措施之一。
[0005]車用天然氣主要以壓縮天然氣CNG和液化天然氣LNG兩種形式儲(chǔ)存。雖然有儲(chǔ)存方式上的差別，但對(duì)最終都以不同壓力狀態(tài)下的天然氣氣體方式進(jìn)入氣缸，在天然氣供給量的確定方面面臨相同的問(wèn)題。
[0006]柴油發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行柴油-天然氣雙燃料改裝的本質(zhì)就是對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)在燃料發(fā)生變化后，對(duì)原發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行重新標(biāo)定匹配，其核心問(wèn)題在于能否精確地計(jì)算、控制好柴油引燃量和天然氣供給量，使發(fā)動(dòng)機(jī)在各種不同工況下能保證動(dòng)力性沒(méi)有明顯下降，并獲得最佳的經(jīng)濟(jì)性能和排放性能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]有鑒于此，本發(fā)明的目的是提供一種柴油發(fā)動(dòng)機(jī)雙燃料改裝燃料供給量的確定方法，能保證發(fā)動(dòng)機(jī)在各種不同工況下能保證動(dòng)力性沒(méi)有明顯下降，并獲得較佳的經(jīng)濟(jì)性和排放性能。
[0008]本發(fā)明采用以下方案實(shí)現(xiàn):一種柴油發(fā)動(dòng)機(jī)雙燃料改裝燃料供給量的確定方法，其特征在于:當(dāng)所述柴油發(fā)動(dòng)機(jī)在加速及大負(fù)荷工況時(shí)，天然氣的供給量按等熱值計(jì)算方法進(jìn)行計(jì)算，發(fā)當(dāng)所述柴油發(fā)動(dòng)機(jī)處于正常巡航狀態(tài)時(shí)，以等空氣消耗量計(jì)算方法進(jìn)行天然氣供給量的計(jì)算；
所述等熱值計(jì)算方法即雙燃料狀態(tài)下，以燃料產(chǎn)生的總熱值保持不變?yōu)樵瓌t，所述天然氣的供給量:Qn=QcXkX42500/48000=0.8854k.Qc ；
所述等空氣消耗量計(jì)算方法即純柴油模式下，單缸每工作循環(huán)的供天然氣燃燒所消耗空氣量 Qa= (Qc-Qd) /Λ d=kXQc/Λ d ;天然氣的供給量:Qn=^iXQaX An ；
其中，空氣流量修正系數(shù)％= 0.9，天然氣的理論空燃比』?=17.2，柴油的理論空燃比』,=14.3，柴油低熱值為42500KJ/Kg，天然氣低熱值為48000KJ/Kg ;發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸數(shù)為C，在發(fā)動(dòng)機(jī)某工況下，發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速S(rad/min)，單燃料狀態(tài)下柴油油耗量Qs (Kg/H)，此刻天然氣的目標(biāo)替代率設(shè)定為k，則純柴油模式下，單缸每工作循環(huán)的柴油供給量Qc (g/循環(huán).缸)計(jì)算:0。=(100008/60)/[〇\(5/2)]=100 18/(3^5);柴油的引燃量:Qd=QcX (Ι-k)
[0009]本發(fā)明發(fā)動(dòng)機(jī)在加速及大負(fù)荷工況時(shí)，天然氣的供給量按等熱值計(jì)算方法進(jìn)行計(jì)算，發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性得以保證；正常巡航狀態(tài)時(shí)，以等空氣消耗量計(jì)算方法進(jìn)行天然氣供給量的計(jì)算，以突顯雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)的顯著經(jīng)濟(jì)性。采用電控系統(tǒng)對(duì)柴油發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行柴油-天然氣雙燃料改裝是目前主流的技術(shù)方案，計(jì)算并確認(rèn)ECU內(nèi)部的柴油供給量和天然氣供給量的MAP數(shù)據(jù)是最為關(guān)鍵的系統(tǒng)參數(shù)。對(duì)于在用汽車柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的雙燃料改裝，不可能對(duì)每一種發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行試驗(yàn)室發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架標(biāo)定試驗(yàn)，利用本發(fā)明專利可以根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)純柴油模式下的萬(wàn)有特性數(shù)據(jù)進(jìn)行雙燃料工作模式下柴油供給量和天然氣供給量的MAP數(shù)據(jù)計(jì)算，解決了發(fā)動(dòng)機(jī)離線標(biāo)定關(guān)鍵問(wèn)題。
【具體實(shí)施方式】
[0010]本實(shí)施例提供一種柴油發(fā)動(dòng)機(jī)雙燃料改裝燃料供給量的確定方法，其特征在于:當(dāng)所述柴油發(fā)動(dòng)機(jī)在加速及大負(fù)荷工況時(shí)，天然氣的供給量按等熱值計(jì)算方法進(jìn)行計(jì)算，發(fā)當(dāng)所述柴油發(fā)動(dòng)機(jī)處于正常巡航狀態(tài)時(shí)，以等空氣消耗量計(jì)算方法進(jìn)行天然氣供給量的計(jì)算;
所述等熱值計(jì)算方法即雙燃料狀態(tài)下，以燃料產(chǎn)生的總熱值保持不變?yōu)樵瓌t，所述天然氣的供給量:Qn=QcXkX42500/48000=0.8854k.Qc ；
所述等空氣消耗量計(jì)算方法即純柴油模式下，單缸每工作循環(huán)的供天然氣燃燒所消耗空氣量 Qa= (Qc-Qd)/Λ d=kXQc/Λ d ;天然氣的供給量:Qn=^iXQaX An ；
其中，空氣流量修正系數(shù)％= 0.9，天然氣的理論空燃比』?=17.2，柴油的理論空燃比』,=14.3，柴油低熱值為42500KJ/Kg，天然氣低熱值為48000KJ/Kg ;發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸數(shù)為C，在發(fā)動(dòng)機(jī)某工況下，發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速S (rad/min)，單燃料狀態(tài)下柴油油耗量Qs (Kg/H),此刻天然氣的目標(biāo)替代率設(shè)定為k，則純柴油模式下，單缸每工作循環(huán)的柴油供給量Qc (g/循環(huán).缸)計(jì)算:
Qc=(1000Qs/60)/[CX (S/2)]=100.Qs/(3.C.S);
天然氣的供給量:Qn= QaXJi3;而對(duì)于天然氣在進(jìn)氣管供給方式，由于天然氣的供給，空氣流量受之影響而減小，需要流量修正系數(shù)&，一般取0.9。因此，天然氣的供給量:Qn=<7iXQaX Λ η。
以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，凡依本發(fā)明申請(qǐng)專利范圍所做的均等變化與修飾，皆應(yīng)屬本發(fā)明的涵蓋范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種柴油發(fā)動(dòng)機(jī)雙燃料改裝燃料供給量的確定方法，其特征在于:當(dāng)所述柴油發(fā)動(dòng)機(jī)在加速及大負(fù)荷工況時(shí)，天然氣的供給量按等熱值計(jì)算方法進(jìn)行計(jì)算，當(dāng)所述柴油發(fā)動(dòng)機(jī)處于正常巡航狀態(tài)時(shí)，以等空氣消耗量計(jì)算方法進(jìn)行天然氣供給量的計(jì)算； 所述等熱值計(jì)算方法即雙燃料狀態(tài)下，以燃料產(chǎn)生的總熱值保持不變?yōu)樵瓌t，所述天然氣的供給量:Qn=QcXkX42500/48000=0.8854k.Qc ； 所述等空氣消耗量計(jì)算方法即純柴油模式下，單缸每工作循環(huán)的供天然氣燃燒所消耗空氣量 Qa=(Qc-Qd)/^ rf=kXQc/』;天然氣的供給量:Qn=^iXQaX An ； 其中，空氣流量修正系數(shù)％= 0.9，天然氣的理論空燃比』?=17.2 ; 柴油的理論空燃比』,=14.3，柴油低熱值為42500KJ/Kg，天然氣低熱值為48000KJ/Kg ；發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸數(shù)為C，在發(fā)動(dòng)機(jī)某工況下，發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速S (rad/min)，單燃料狀態(tài)下柴油油耗量Qs (Kg/H)，此刻天然氣的目標(biāo)替代率設(shè)定為k， 則純柴油模式下，單缸每工作循環(huán)的柴油供給量Qc (g/循環(huán).缸)計(jì)算: Qc=(1000Qs/60)/[CX (S/2)] =100.Qs/(3.C.S)； 柴油的引燃量=Qd=Qc X (1-k)。
【文檔編號(hào)】F02D19/08GK103470383SQ201310453657
【公開(kāi)日】2013年12月25日 申請(qǐng)日期:2013年9月29日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月29日
【發(fā)明者】彭育輝, 蔡成楊, 陳超, 林騰飛 申請(qǐng)人:福州大學(xué)