運(yùn)用二甲醚和壓縮天然氣的電子噴射裝置及控制方法
【專利摘要】運(yùn)用二甲醚和壓縮天然氣的電子噴射裝置及控制方法，屬于燃料噴射控制【技術(shù)領(lǐng)域】。雙氣態(tài)燃料的電子噴射裝置在不同的工況下，通過調(diào)整燃料種類及燃料噴射比例，實(shí)施不同的策略，在異常條件下能夠打開提示報(bào)警燈并關(guān)閉噴嘴。該裝置成本較低，可以很方便的安裝在不同型號發(fā)動機(jī)，保證發(fā)動機(jī)安全平穩(wěn)運(yùn)行，提高發(fā)動機(jī)的整體燃燒性能，自動化操作，是一種值得推廣的雙氣態(tài)燃料系統(tǒng)控制方法。
【專利說明】運(yùn)用二甲醚和壓縮天然氣的電子噴射裝置及控制方法【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明提供一種燃料電子噴射裝置及控制方法，具體涉及一種運(yùn)用二甲醚(DME)和壓縮天然氣(CNG)雙氣態(tài)燃料的電子噴射裝置及控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著汽車工業(yè)的發(fā)展，石油短缺和環(huán)境污染是不容忽視的兩大問題。傳統(tǒng)汽油機(jī)在起動時會造成燃料燃燒不充分，排出大量的有害物質(zhì)；汽油霧化比較慢，也會造成燃料的大量浪費(fèi)。因此，代用燃料便成為研究的熱點(diǎn)。其中，二甲醚(DME)和壓縮天然氣(CNG)均得到廣泛的研究與應(yīng)用。與傳統(tǒng)汽油機(jī)相比，DME是高十六烷值燃料，含氧高，燃燒完全；由于不含C-C分子鏈，在燃燒過程不會分解出碳，在各種情況下都能實(shí)現(xiàn)無煙燃燒；在經(jīng)過噴油系統(tǒng)改進(jìn)后，推遲噴油提前期，可以降低NOx的排放并能實(shí)現(xiàn)低溫自燃，很適宜做汽車的起動燃料；CNG熱值高、抗爆性能好、著火溫度高，混合氣發(fā)火界限高，混合氣更均勻，燃燒也更完全。而且，DME和CNG都是氣態(tài)燃料:優(yōu)質(zhì)、高效、清潔。所以，要結(jié)合兩種氣態(tài)燃料的優(yōu)點(diǎn)，在汽車起動或怠速時燃用DME燃料，提高熱效率、降低有害排放；在部分負(fù)荷使用DME+CNG混合過渡模式，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)切換；高負(fù)荷下完全使用CNG模式，滿足動力要求。通過針對不同工況下燃用不同的燃料，改善燃燒狀況，達(dá)到節(jié)能減排的目的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了改善雙氣體燃料發(fā)動機(jī)燃燒與排放的性能，本發(fā)明提出了一種運(yùn)用二甲醚(DME)和壓縮天然氣(CNG)雙氣態(tài)燃料的電子噴射裝置及控制方法。
[0004]本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
[0005]運(yùn)用二甲醚和壓縮天然氣的電子噴射裝置，其包括DME燃料罐4、DME調(diào)壓器5、DME噴嘴6雙氣態(tài)燃料電子噴射裝置7，雙氣態(tài)燃料電子噴射裝置7發(fā)出的DME燃料噴射脈寬信號al及DME燃料噴射時刻信號a2輸入至DME噴嘴6 ；CNG燃料罐1、CNG調(diào)壓器2、CNG噴嘴3，雙氣態(tài)燃料電子噴射裝置7發(fā)出的CNG燃料噴射脈寬信號bl及CNG燃料噴射時刻信號b2輸入至CNG噴嘴3 ;雙氣態(tài)燃料電子噴射裝置7接收轉(zhuǎn)速傳感器信號Cl、冷卻液溫度傳感器信號c2、氧傳感器信號c3、發(fā)動機(jī)爆燃傳感器信號c4、油門位置傳感器信號c5、提示報(bào)警信號c6 ；DME燃料罐4、DME調(diào)壓器5、DME噴嘴6依次連接；CNG燃料罐1、CNG調(diào)壓器
2、CNG噴嘴3依次連接，雙氣態(tài)燃料電子噴射裝置7能夠分別控制DME和CNG的噴嘴，使其能夠獨(dú)立打開和關(guān)閉；雙氣態(tài)燃料電子噴射裝置7在接收提示報(bào)警信號c6時能夠打開提示警報(bào)燈報(bào)警；DME噴嘴6與CNG噴嘴3分別連接在進(jìn)氣歧管靠近進(jìn)氣門的位置。
[0006]運(yùn)用所述二甲醚和壓縮天然氣的電子噴射裝置進(jìn)行控制方法，包括如下控制過程:
[0007]I)雙氣態(tài)燃料電子噴射裝置7檢測到轉(zhuǎn)速傳感器信號Cl在0_790rpm或冷卻液溫度傳感器信號c2在-20-80°C時，雙氣態(tài)燃料電子噴射裝置7發(fā)出指令信號bl傳遞給CNG噴嘴3使其關(guān)閉CNG噴嘴6，同時雙氣態(tài)燃料電子噴射裝置7發(fā)出指令信號al傳遞給DME噴嘴6命令其打開DME噴嘴6 ;實(shí)現(xiàn)完全使用DME作為氣態(tài)車用起動燃料；在DME作為起動燃料的運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，燃料的噴射量、點(diǎn)火時刻以及點(diǎn)火提前角等均由雙氣態(tài)燃料電子噴射裝置7管理控制，并把DME噴射脈寬信號al和DME噴射時刻信號a2發(fā)到DME噴嘴6，使其過量空氣系數(shù)λ —般在0.6-0.8的過濃混合區(qū)域，使發(fā)動機(jī)在不發(fā)生爆震或失火的情況下能夠正常起動。雙氣態(tài)燃料電子噴射裝置7檢測到轉(zhuǎn)速傳感器信號Cl在1800-5500rpm并且冷卻液溫度傳感器信號c2在80°C以上時，雙氣態(tài)燃料電子噴射裝置7向DME噴嘴6發(fā)出指令信號al，關(guān)閉DME噴嘴6 ;同時雙氣態(tài)燃料電子噴射裝置7發(fā)出指令信號bl，打開CNG噴嘴3，雙氣態(tài)燃料電子噴射裝置7控制CNG噴射時刻和噴射脈寬，實(shí)現(xiàn)完全使用CNG作為氣態(tài)燃料使用，此時過量空氣系數(shù)λ=1。
[0008]2)雙氣態(tài)燃料電子噴射控制裝置7檢測到轉(zhuǎn)速傳感器信號Cl在790-1800rpm且冷卻液溫度傳感器信號c2在80°C以上時，雙氣態(tài)燃料電子噴射控制裝置7發(fā)出指令信號al傳遞給DME噴嘴6，使DME噴嘴6保持開啟狀態(tài)，可隨時噴射DME ;同時發(fā)出指令信號bl傳遞給CNG噴嘴3，打開CNG噴嘴3，雙氣態(tài)燃料電子噴射裝置7能夠分別控制兩種氣體的噴射脈寬和噴射時刻，實(shí)現(xiàn)雙氣態(tài)燃料多比例混合燃燒。在雙氣態(tài)燃料運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，噴射量及點(diǎn)火時刻等均由雙氣態(tài)燃料電子噴射控制裝置7管理控制。
[0009]3)雙氣態(tài)燃料電子噴射控制裝置7檢測到轉(zhuǎn)速傳感器信號Cl大于5500rpm或者冷卻液溫度傳感器信號c2小于_20°C時，發(fā)出指令信號al到DME噴嘴6，使DME噴嘴6保持關(guān)閉狀態(tài)；同時向CNG噴嘴3發(fā)出指令信號bl，使CNG噴嘴3保持關(guān)閉狀態(tài)。此時車輛不再繼續(xù)工作。
[0010]在雙氣態(tài)燃料電子噴射裝置7上設(shè)置轉(zhuǎn)速傳感器信號Cl、冷卻液溫度傳感器信號c2、氧傳感器信號c3、發(fā)動機(jī)爆燃傳感器信號c4、油門位置傳感器信號c5和提示報(bào)警信號c60
[0011]雙氣態(tài)燃料電子噴射裝置7根據(jù)接收到的轉(zhuǎn)速傳感器信號Cl、冷卻液溫度傳感器信號c2、氧傳感器信號c3、發(fā)動機(jī)爆燃傳感器信號c4、油門位置傳感器信號c5、提示報(bào)警信號c6后，判定發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速、冷卻水溫度等工況及時做出反應(yīng)動作。
[0012]在實(shí)現(xiàn)雙氣態(tài)燃料多比例混合燃燒過程中，雙氣態(tài)燃料電子噴射裝置7根據(jù)轉(zhuǎn)速傳感器Cl和冷卻液溫度傳感器信號c2，通過DME、CNG的空燃比以及熱值將燃料噴射時
亥IJ、噴射脈寬、噴射量按照公式
【權(quán)利要求】
1.運(yùn)用二甲醚和壓縮天然氣的電子噴射裝置，其特征在于:其包括DME燃料罐(4)、DME調(diào)壓器(5 )、DME噴嘴(6 )雙氣態(tài)燃料電子噴射裝置(7 )，雙氣態(tài)燃料電子噴射裝置(7 )發(fā)出的DME燃料噴射脈寬信號al及DME燃料噴射時刻信號a2輸入至DME噴嘴(6);CNG燃料罐(I)、CNG調(diào)壓器(2 )、CNG噴嘴(3 )，雙氣態(tài)燃料電子噴射裝置(7 )發(fā)出的CNG燃料噴射脈寬信號bl及CNG燃料噴射時刻信號b2輸入至CNG噴嘴(3);雙氣態(tài)燃料電子噴射裝置(7)接收轉(zhuǎn)速傳感器信號Cl、冷卻液溫度傳感器信號c2、氧傳感器信號c3、發(fā)動機(jī)爆燃傳感器信號c4、油門位置傳感器信號c5、提示報(bào)警信號c6 ;DME燃料罐(4)、DME調(diào)壓器(5)、DME噴嘴(6)依次連接；CNG燃料罐(1)、CNG調(diào)壓器(2)、CNG噴嘴(3)依次連接，雙氣態(tài)燃料電子噴射裝置(7)能夠分別控制DME和CNG的噴嘴，使其能夠獨(dú)立打開和關(guān)閉；雙氣態(tài)燃料電子噴射裝置(7)在接收提示報(bào)警信號c6時能夠打開提示警報(bào)燈報(bào)警；DME噴嘴(6)與CNG噴嘴(3)分別連接在進(jìn)氣歧管靠近進(jìn)氣門的位置。
2.運(yùn)用權(quán)利要求1所述二甲醚和壓縮天然氣的電子噴射裝置進(jìn)行控制方法，包括如下控制過程: 1)雙氣態(tài)燃料電子噴射裝置(7)檢測到轉(zhuǎn)速傳感器信號Cl在0-790rpm或冷卻液溫度傳感器信號c2在-20-80°C時，雙氣態(tài)燃料電子噴射裝置(7)發(fā)出指令信號bl傳遞給CNG噴嘴(3)使其關(guān)閉CNG噴嘴(6)，同時雙氣態(tài)燃料電子噴射裝置(7)發(fā)出指令信號al傳遞給DME噴嘴(6)命令其打開DME噴嘴(6);實(shí)現(xiàn)完全使用DME作為氣態(tài)車用起動燃料；在DME作為起動燃料的運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，燃料的噴射量、點(diǎn)火時刻以及點(diǎn)火提前角等均由雙氣態(tài)燃料電子噴射裝置(7)管理控制，并把DME噴射脈寬信號al和DME噴射時刻信號a2發(fā)到DME噴嘴(6)，使其過量空氣系數(shù)λ —般在0.6-0.8的過濃混合區(qū)域，使發(fā)動機(jī)在不發(fā)生爆震或失火的情況下能夠正常起動；雙氣態(tài)燃料電子噴射裝置(7)檢測到轉(zhuǎn)速傳感器信號Cl在1800-5500rpm并且冷卻液溫度傳感器信號c2在80°C以上時，雙氣態(tài)燃料電子噴射裝置(7)向DME噴嘴(6)發(fā)出指令信號al，關(guān)閉DME噴嘴(6);同時雙氣態(tài)燃料電子噴射裝置(7)發(fā)出指令信號bl，打開CNG噴嘴(3)，雙氣態(tài)燃料電子噴射裝置(7)控制CNG噴射時刻和噴射脈寬，實(shí)現(xiàn)完全使用CNG作為氣態(tài)燃料使用，此時過量空氣系數(shù)λ=1 ； 2)雙氣態(tài)燃料電子噴射控制裝置(7)檢測到轉(zhuǎn)速傳感器信號Cl在790-1800rpm且冷卻液溫度傳感器信號c2在80°C以上時，雙氣態(tài)燃料電子噴射控制裝置(7)發(fā)出指令信號al傳遞給DME噴嘴(6 )，使DME噴嘴(6 )保持開啟狀態(tài)，可隨時噴射DME ;同時發(fā)出指令信號bI傳遞給CNG噴嘴(3)，打開CNG噴嘴(3)，雙氣態(tài)燃料電子噴射裝置(7)能夠分別控制兩種氣體的噴射脈寬和噴射時刻，實(shí)現(xiàn)雙氣態(tài)燃料多比例混合燃燒；在雙氣態(tài)燃料運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，噴射量及點(diǎn)火時刻等均由雙氣態(tài)燃料電子噴射控制裝置(7)管理控制； 3)雙氣態(tài)燃料電子噴射控制裝置(7)檢測到轉(zhuǎn)速傳感器信號Cl大于5500rpm或者冷卻液溫度傳感器信號c2小于-20°C時，發(fā)出指令信號al到DME噴嘴(6)，使DME噴嘴(6)保持關(guān)閉狀態(tài)；同時向CNG噴嘴(3)發(fā)出指令信號bl，使CNG噴嘴(3)保持關(guān)閉狀態(tài)；此時車輛不再繼續(xù)工作；
在雙氣態(tài)燃料電子噴射裝置(7)上設(shè)置轉(zhuǎn)速傳感器信號Cl、冷卻液溫度傳感器信號c2、氧傳感器信號c3、發(fā)動機(jī)爆燃傳感器信號c4、油門位置傳感器信號c5和提示報(bào)警信號c6 ； 雙氣態(tài)燃料電子噴射裝置(7)根據(jù)接收到的轉(zhuǎn)速傳感器信號Cl、冷卻液溫度傳感器信號c2、氧傳感器信號c3、發(fā)動機(jī)爆燃傳感器信號c4、油門位置傳感器信號c5、提示報(bào)警信號c6后，判定發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速、冷卻水溫度等工況及時做出反應(yīng)動作；(括號內(nèi)的1)，2)3)的范圍中的范圍沒有重合，且能夠包括完整的區(qū)間；1)和2)之間有重合區(qū)間C2為80° ;所以區(qū)間你要仔細(xì)檢查一下；另外Cl信號在1800和5500之間也沒有介紹；)Cl信號有，已經(jīng)標(biāo)出；給定的區(qū)間是安全行駛區(qū)間，不在區(qū)間之內(nèi)默認(rèn)為非正常情況報(bào)警，下一段有寫；在實(shí)現(xiàn)雙氣態(tài)燃料多比例混合燃燒過程中，雙氣態(tài)燃料電子噴射裝置(7)根據(jù)轉(zhuǎn)速傳感器Cl和冷卻液溫度傳感器信號c2，通過DME、CNG的空燃比以及熱值將燃料噴射時刻、噴射脈寬、噴射量按照公式
【文檔編號】F02M21/02GK103883414SQ201410108783
【公開日】2014年6月25日 申請日期:2014年3月21日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月21日
【發(fā)明者】紀(jì)常偉, 石磊, 汪碩峰, 張擘, 朱永明 申請人:北京工業(yè)大學(xué)