天燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)燃料噴射系統(tǒng)和進(jìn)氣量計(jì)算方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種天燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)燃料噴射系統(tǒng)，包括：天燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)控制器，渦輪增壓器，氣瓶，減壓閥，天燃?xì)鈿廛?，電子?jié)氣門(mén)，混合器，增壓壓力溫度傳感器，天燃?xì)鈿廛墘毫囟葌鞲衅鳎M(jìn)氣壓力溫度傳感器；混合器設(shè)置在電子節(jié)氣門(mén)和發(fā)動(dòng)機(jī)缸體之間的進(jìn)氣管上，空氣通過(guò)渦輪增壓器以及電子節(jié)氣門(mén)之后輸入到混合器中，天燃?xì)鈴臍馄拷?jīng)過(guò)減壓閥和天燃?xì)鈿廛壓筝斎氲交旌掀髦?。本發(fā)明避免了混合氣通過(guò)電子節(jié)氣門(mén)，能提高系統(tǒng)的安全性。本發(fā)明公開(kāi)了一種天燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)燃料噴射系統(tǒng)的進(jìn)氣量計(jì)算方法，能良好的計(jì)算出進(jìn)入氣缸內(nèi)的實(shí)際空氣量，使系統(tǒng)性能更優(yōu)化。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
天燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)燃料噴射系統(tǒng)和進(jìn)氣量計(jì)算方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及一種天燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)，特別是涉及一種天燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)燃料噴射系統(tǒng)；本 發(fā)明還涉及一種天燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)燃料噴射系統(tǒng)的進(jìn)氣量計(jì)算方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 面對(duì)能源和環(huán)保兩大問(wèn)題的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)，為了合理利用有限的資源及保護(hù)人類(lèi)賴(lài) 以生存的環(huán)境，從上世紀(jì)五十年代開(kāi)始，各國(guó)都相繼制定了相應(yīng)的車(chē)輛排放法規(guī)，并且要求 日益嚴(yán)格。一些新興的清潔能源相繼出現(xiàn)，以期減少對(duì)石油燃料的依賴(lài)程度，并主動(dòng)控制和 減少內(nèi)燃機(jī)各類(lèi)污染物的排放水平。天燃?xì)獾膬?yōu)點(diǎn)包括資源豐富、排放污染低、價(jià)格低廉 等，日益受到重視，被認(rèn)為是一種非常具有發(fā)展前景的燃料，天燃?xì)庾鳛槔^煤、石油之后的 世界上的第三大能源，正揮著越來(lái)越重要的角色。其燃燒后基本沒(méi)有微粒排放，燃燒后的CO 生成量也很少。與其他化石類(lèi)燃料相比較而言，在開(kāi)采、生產(chǎn)、儲(chǔ)藏、運(yùn)輸、使用等全生命周 期內(nèi)產(chǎn)生的污染物排放量最少，因此天燃?xì)庥直蝗藗兎Q(chēng)之為"清潔燃料"。
[0003] 基于天燃?xì)獾呢S富儲(chǔ)量和良好的排放特性，世界很多國(guó)家和地區(qū)在發(fā)展天燃?xì)馄?車(chē)方面投入了巨大的精力，進(jìn)行了大量的研究開(kāi)發(fā)工作，并已具備了較為成熟的技術(shù)。南美 相關(guān)國(guó)家和美國(guó)均出臺(tái)了能源政策法案，鼓勵(lì)進(jìn)行天燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)和汽車(chē)的研究和使用，其 目的是使用可再生的國(guó)內(nèi)能源來(lái)降低對(duì)進(jìn)口石油的依賴(lài)。政策法案的引導(dǎo)和多個(gè)支持項(xiàng)目 的進(jìn)行，促進(jìn)了美國(guó)天燃?xì)馄?chē)的快速發(fā)展。亞洲已經(jīng)成為繼南美之后天燃?xì)馄?chē)發(fā)展最 快的地區(qū)，韓國(guó)，日本，泰國(guó)，菲律賓等國(guó)家都在積極推廣使用天燃?xì)馄?chē)。1995年5月，歐 洲聯(lián)盟國(guó)家與歐洲天燃?xì)鈪f(xié)會(huì)共同制訂了"歐洲代用燃料政策"，對(duì)歐洲的天燃?xì)馄?chē)發(fā)展 起到了巨大的推動(dòng)作用。我國(guó)政府在1999年開(kāi)展了"清潔汽車(chē)行動(dòng)"，對(duì)天燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行 研究開(kāi)發(fā)。到目前為止，我國(guó)16個(gè)示范城市內(nèi)有公交車(chē)3萬(wàn)多輛，出租車(chē)6萬(wàn)多輛，其它用 途車(chē)輛超過(guò)3萬(wàn)輛，還有10余個(gè)省市正在啟動(dòng)天燃?xì)馄?chē)的發(fā)展計(jì)劃。
[0004] 天燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)的燃料噴射有兩種：進(jìn)氣道噴射、缸內(nèi)直接噴射。
[0005] 由于天燃?xì)鈬姎庾斓牧髁肯拗?，以及天燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)的熱負(fù)荷限制等因素，目前市 場(chǎng)上使用最多的是天燃?xì)膺M(jìn)氣道噴射。
[0006] 天燃?xì)膺M(jìn)氣道噴射又分為：進(jìn)氣道多點(diǎn)噴射和進(jìn)氣道單點(diǎn)噴射。
[0007] 為了保證天燃?xì)夂涂諝庠谶M(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)缸內(nèi)之前能夠充分混合，目前市場(chǎng)上的天燃 氣發(fā)動(dòng)機(jī)都使用進(jìn)氣道單點(diǎn)噴射。
[0008] 如圖1所示，是現(xiàn)有第一種天燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)燃料噴射系統(tǒng)的示意圖，圖1中展示的是 進(jìn)氣道單點(diǎn)噴射的一種方式，天燃?xì)鈴奶烊細(xì)夤?01出來(lái)，經(jīng)過(guò)高壓減壓器102和低壓截止 閥103后，經(jīng)過(guò)調(diào)壓器104控制壓力，最后進(jìn)入到發(fā)動(dòng)機(jī)109的節(jié)氣門(mén)108之前，中冷器107 之后的混合器105中。進(jìn)氣為空氣，空氣通過(guò)增壓器106后在經(jīng)過(guò)中冷器107然后進(jìn)入到 混合器105中。在混合器105中，天燃?xì)夂瓦M(jìn)入的空氣完成混合，混合好的混合氣經(jīng)過(guò)節(jié)氣 門(mén)108進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)109的氣缸中。圖1的天燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)還包括點(diǎn)火線圈110,環(huán)境傳感器 111，節(jié)氣門(mén)前壓力傳感器112,進(jìn)氣壓力溫度傳感器113,凸輪軸位置和轉(zhuǎn)速傳感器114,水 溫傳感器115,廢氣閥116,廢氣控制閥117, 24V電源118,電子油門(mén)踏板119和發(fā)動(dòng)機(jī)控制 器（E⑶)120。E⑶120通過(guò)RS232接口電纜和外部電腦連接。通過(guò)MIL信號(hào)發(fā)出檢查發(fā)動(dòng) 機(jī)的警報(bào)。
[0009] 如圖2所示，是現(xiàn)有第二種天燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)燃料噴射系統(tǒng)的示意圖，圖2是進(jìn)氣道單 點(diǎn)噴射的另一種方式，天燃?xì)鈴臍馄?01出來(lái)后，經(jīng)過(guò)氣瓶閥202,充氣閥203,壓力器204 后進(jìn)入到減壓器206中，壓力器204輸出壓力信號(hào)到氣量顯示器205中進(jìn)行壓力數(shù)字顯示； 減壓器206采用高壓電磁閥207控制；氣瓶201到減壓器206之間采用高壓管路，減壓器 206出來(lái)后采用低壓膠管接入到過(guò)濾器208中，然后進(jìn)入燃?xì)鈬娮鞖廛壙偝?10,在這個(gè)燃 氣噴嘴氣軌總成210中有很多噴氣嘴，不過(guò)所有噴氣嘴都將天燃?xì)鈬娙氲揭粋€(gè)氣軌中，然 后天燃?xì)鈴娜細(xì)鈬娮鞖廛壙偝?10中出來(lái)，流入到發(fā)動(dòng)機(jī)節(jié)氣門(mén)213之前，中冷器之后的混 合器212中。增壓空氣也輸入到混合器212中，在混合器212中，天燃?xì)夂瓦M(jìn)入的空氣完成 混合，混合好的混合氣經(jīng)過(guò)節(jié)氣門(mén)213進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)?？諝饨?jīng)過(guò)增壓器214增壓，增壓器214 和發(fā)動(dòng)機(jī)的排出的尾氣相連，利用尾氣實(shí)現(xiàn)增壓，增壓器214之后連接催化轉(zhuǎn)換器215,催 化轉(zhuǎn)換器215將尾氣處理后排出。圖2的天燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)還包括氣軌溫度壓力傳感器209,噴 嘴驅(qū)動(dòng)器211，增壓壓力傳感器216,進(jìn)氣溫度壓力傳感器217,火花塞218,點(diǎn)火線圈219， 凸輪軸位置傳感器220,前氧傳感器221，后氧傳感器222,曲輪位置傳感器223,三通電磁閥 224,水溫傳感器225, ECU226。
[0010] 雖然這兩種噴射方式有些差別，但是他們的共同特點(diǎn)是：
[0011] 1、都是進(jìn)氣道單點(diǎn)噴射。
[0012] 2、都是天燃?xì)夂涂諝庠诠?jié)氣門(mén)之前混合。
[0013] 3、節(jié)氣門(mén)前后的氣體都是天燃?xì)夂涂諝獾幕旌蠚?，即混合氣?jīng)過(guò)電子節(jié)氣門(mén)。
[0014] 這兩種噴射方式中，混合器安裝在節(jié)氣門(mén)前進(jìn)，所以節(jié)氣門(mén)前后的氣體都是天燃 氣和空氣的混合氣，混合氣直接經(jīng)過(guò)電子節(jié)氣門(mén)。這樣布置方式的最大問(wèn)題就是系統(tǒng)安全 問(wèn)題，因?yàn)殡娮庸?jié)氣門(mén)通常使用的都是有刷電機(jī)，而有刷電機(jī)的工作過(guò)程中可能會(huì)有電火 花產(chǎn)生，此時(shí)天燃?xì)夂涂諝獾幕旌蠚庵苯咏?jīng)過(guò)電子節(jié)氣門(mén)，可能會(huì)有爆炸的危險(xiǎn)，當(dāng)然天燃 氣和空氣的混合氣需要的點(diǎn)火能量比較高，通常即使電子節(jié)氣門(mén)有電火花產(chǎn)生，可能也點(diǎn) 不燃混合氣，但是畢竟這種噴射方式存在一定的系統(tǒng)安全風(fēng)險(xiǎn)。
[0015] 天燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)燃料噴射系統(tǒng)中，進(jìn)入到發(fā)動(dòng)機(jī)的空氣量即進(jìn)氣量的計(jì)算很重要， 知道進(jìn)氣量后能夠?qū)μ烊細(xì)獾膰娚溥M(jìn)行控制，從而提高混合氣體的空燃比的質(zhì)量。發(fā)動(dòng)機(jī) 空氣量計(jì)算通常有三種模式：
[0016] 1、空氣流量計(jì)傳感器計(jì)算，就是在發(fā)動(dòng)機(jī)空濾后安裝空氣流量計(jì)，直接計(jì)算發(fā)動(dòng) 機(jī)空氣量，這種方式由于維護(hù)和成本的原因很少在天燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)上使用。
[0017] 2、根據(jù)節(jié)氣門(mén)不同開(kāi)度下的流量特性，根據(jù)節(jié)氣門(mén)前后的壓力，計(jì)算節(jié)氣門(mén)前后 的壓力比，并結(jié)合發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速計(jì)算發(fā)動(dòng)機(jī)空氣量。這種方法的精度較低，通常在天燃?xì)獍l(fā)動(dòng) 機(jī)上也會(huì)使用，只是該方法計(jì)算的結(jié)果只作為備用計(jì)算值，在主計(jì)算方法發(fā)生故障時(shí)使用。
[0018] 3、根據(jù)進(jìn)氣道壓力結(jié)合理想氣體狀態(tài)方程計(jì)算空氣量，對(duì)于增壓發(fā)動(dòng)機(jī)，還需要 節(jié)氣門(mén)前增壓壓力，這種方法是目前天燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)計(jì)算空氣量的主要方法。圖1和圖2所 示的現(xiàn)有系統(tǒng)的混合器都是安裝在節(jié)氣門(mén)之前，也即節(jié)氣門(mén)之前天燃?xì)夂涂諝庖呀?jīng)混合， 這樣根據(jù)節(jié)氣門(mén)前后的壓力傳感器能夠計(jì)算出空氣進(jìn)氣量，圖1和2所示系統(tǒng)在節(jié)氣門(mén)之 后的壓力傳感器測(cè)試的都是混合氣的壓強(qiáng)，圖1所示系統(tǒng)的節(jié)氣門(mén)之前的壓力傳感器即節(jié) 氣門(mén)前壓力傳感器112測(cè)試的也是混合氣的壓強(qiáng)，圖2所示系統(tǒng)的節(jié)氣門(mén)之前的壓力傳感 器即增壓壓力傳感器216測(cè)試的也是空氣的壓強(qiáng)。而對(duì)于節(jié)氣門(mén)前后氣體不一樣的情形， 現(xiàn)有方法并不能給出良好的計(jì)算方法。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0019] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種天燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)燃料噴射系統(tǒng)，能提高系統(tǒng) 安全；本發(fā)明還提供一種天燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)燃料噴射系統(tǒng)的進(jìn)氣量計(jì)算方法，能良好的計(jì)算進(jìn) 入氣缸內(nèi)的實(shí)際空氣量。
[0020] 為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供的天燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)燃料噴射系統(tǒng)包括：天燃?xì)獍l(fā) 動(dòng)機(jī)控制器，渦輪增壓器，氣瓶，減壓閥，天燃?xì)鈿廛?，電子?jié)氣門(mén)，混合器，增壓壓力溫度傳 感器，天燃?xì)鈿廛墘毫囟葌鞲衅鳎M(jìn)氣壓力溫度傳感器，線性氧傳感器。
[0021] 所述混合器設(shè)置在電子節(jié)氣門(mén)和發(fā)動(dòng)機(jī)缸體之間的進(jìn)氣管上，空氣通過(guò)所述渦輪 增壓器以及所述電子節(jié)氣門(mén)之后輸入到所述混合器中，天燃?xì)鈴乃鰵馄拷?jīng)過(guò)所述減壓閥 和所述天燃?xì)鈿廛壓筝斎氲剿龌旌掀髦小?br>[0022] 所述增壓壓力溫度傳感器設(shè)置在所述渦輪增壓器和所述電子節(jié)氣門(mén)之間的進(jìn)氣 管上，用于測(cè)量空氣經(jīng)過(guò)所述渦輪增壓器增壓后的壓強(qiáng)和溫度。
[0023] 所述天燃?xì)鈿廛墘毫囟葌鞲衅髟O(shè)置在所述天燃?xì)鈿廛壣?，用于測(cè)量所述天燃?xì)?氣軌中的天燃?xì)獾膲簭?qiáng)和溫度。
[0024] 所述進(jìn)氣壓力溫度傳感器設(shè)置在所述混合器上或所述混合器到所述發(fā)動(dòng)機(jī)缸體 之間的進(jìn)氣管上，用于測(cè)量天燃?xì)夂涂諝饣旌虾蟮膲簭?qiáng)和溫度。
[0025] 所述線性氧傳感器設(shè)置在尾氣的排放管路上。
[0026] 所述天燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)控制器用于控制天燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)的工作。
[0027] 進(jìn)一步的改進(jìn)是，根據(jù)所述進(jìn)氣壓力溫度傳感器所測(cè)得的天燃?xì)夂涂諝獾幕旌蠚?的壓強(qiáng)計(jì)算進(jìn)入所述發(fā)動(dòng)機(jī)缸體的空氣量，計(jì)算公式為
[0028] 其中Pnilx表示所述混合氣的壓強(qiáng)，P _表示所述混合氣中所述空氣的分壓，λ表示 天燃?xì)鈱?shí)際空燃比和天燃?xì)猱?dāng)量空燃比的比值，空燃比表示所述混合氣中空氣和天燃?xì)獾?質(zhì)量比，所述天燃?xì)猱?dāng)量空燃比為17. 2m，λ通過(guò)所述線性氧傳感器測(cè)量得到。
[0029] 進(jìn)一步的改進(jìn)是，所述天燃?xì)鈿廛壷邪ǘ鄠€(gè)噴氣嘴，天燃?xì)馔ㄟ^(guò)噴氣嘴噴入到 所述天燃?xì)鈿廛?，所述天燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)控制器通過(guò)所計(jì)算進(jìn)入所述發(fā)動(dòng)機(jī)缸體的空氣量控制 所述噴氣嘴噴入到所述天燃?xì)鈿廛壷械奶烊細(xì)饬浚顾龌旌蠚獾膶?shí)際空燃比向所述天燃 氣當(dāng)量空燃比趨近。
[0030] 進(jìn)一步的改進(jìn)是，天燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)除了包括燃料噴射系統(tǒng)外，還包括：外驅(qū)點(diǎn)火線 圈，凸輪軸位置傳感器，冷卻液溫度傳感器，曲軸位置傳感器，爆震傳感器。
[0031] 進(jìn)一步的改進(jìn)是，天燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)燃料噴射系統(tǒng)還包括中冷器，所述中冷器設(shè)置在 所述電子節(jié)氣門(mén)和所述渦輪增壓器，用于對(duì)經(jīng)過(guò)所述渦輪增壓器增壓后的空氣進(jìn)行冷卻； 所述增壓壓力溫度傳感器設(shè)置在所述中冷器和所述電子節(jié)氣門(mén)之間的進(jìn)氣管上。
[0032] 為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供的天燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)燃料噴射系統(tǒng)的進(jìn)氣量計(jì)算方 法，其特征在于：根據(jù)所述進(jìn)氣壓力溫度傳感器所測(cè)得的天燃?xì)夂涂諝獾幕旌蠚獾膲簭?qiáng)計(jì) 算進(jìn)入所述發(fā)動(dòng)機(jī)缸體的空氣量，計(jì)算公式為：
[0033] 其中Pnilx表示所述混合氣的壓強(qiáng)，P _表示所述混合氣中所述空氣的分壓，λ表示 天燃?xì)鈱?shí)際空燃比和天燃?xì)猱?dāng)量空燃比的比值，空燃比表示所述混合氣中空氣和天燃?xì)獾?質(zhì)量比，所述天燃?xì)猱?dāng)量空燃比為17. 2, λ通過(guò)所述線性氧傳感器測(cè)量得到。
[0034] 進(jìn)一步的改進(jìn)是，所述天燃?xì)鈿廛壷邪ǘ鄠€(gè)噴氣嘴，天燃?xì)馔ㄟ^(guò)噴氣嘴噴入到 所述天燃?xì)鈿廛?，所述天燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)控制器通過(guò)所計(jì)算進(jìn)入所述發(fā)動(dòng)機(jī)缸體的空氣量控制 所述噴氣嘴噴入到所述天燃?xì)鈿廛壷械奶烊細(xì)饬?，使所述混合氣的?shí)際空燃比向所述天燃 氣當(dāng)量空燃比趨近。
[0035] 本發(fā)明通過(guò)將混合器設(shè)置在電子節(jié)氣門(mén)和發(fā)動(dòng)機(jī)缸體之間的進(jìn)氣管上，使得僅有 空氣通過(guò)電子節(jié)氣門(mén)，混合氣體是在電子節(jié)氣門(mén)之后混合得到，這樣能夠避免混合氣體通 過(guò)電子節(jié)氣門(mén)時(shí)電子節(jié)氣門(mén)的電火花可能會(huì)使混合氣體點(diǎn)燃并產(chǎn)生爆炸的危險(xiǎn)，從而能提 高系統(tǒng)的安全性。同時(shí)，本發(fā)明進(jìn)氣量計(jì)算方法通過(guò)混合氣的壓強(qiáng)來(lái)計(jì)算混合氣中空氣的 分壓從而計(jì)算進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)缸體的空氣量即進(jìn)氣量，本發(fā)明很好的剔除了混合氣中的天燃?xì)?的壓強(qiáng)，從而使得進(jìn)氣量的計(jì)算準(zhǔn)確，所以本發(fā)明能良好的計(jì)算出混合器設(shè)置在電子節(jié)氣 門(mén)之后的情形下進(jìn)入氣缸內(nèi)的實(shí)際空氣量，使系統(tǒng)性能更優(yōu)化。
【附圖說(shuō)明】
[0036] 下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明：
[0037] 圖1是現(xiàn)有第一種天燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)燃料噴射系統(tǒng)的示意圖；
[0038] 圖2是現(xiàn)有第二種天燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)燃料噴射系統(tǒng)的示意圖；
[0039] 圖3是本發(fā)明實(shí)施例天燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)燃料噴射系統(tǒng)的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0040] 如圖3所示，是本發(fā)明實(shí)施例天燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)燃料噴射系統(tǒng)的示意圖。本發(fā)明天燃 氣發(fā)動(dòng)機(jī)燃料噴射系統(tǒng)包括：天燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)控制器20,渦輪增壓器6,氣瓶1，減壓閥2,天燃 氣氣軌3,電子節(jié)氣門(mén)4,混合器5,增壓壓力溫度傳感器11，天燃?xì)鈿廛墘毫囟葌鞲衅?0， 進(jìn)氣壓力溫度傳感器12,中冷器8,線性氧傳感器18。
[0041] 所述混合器5設(shè)置在電子節(jié)氣門(mén)4和發(fā)動(dòng)機(jī)缸體之間的進(jìn)氣管上，空氣通過(guò)過(guò)濾 器7、所述渦輪增壓器6以及所述電子節(jié)氣門(mén)4之后輸入到所述混合器5中，天燃?xì)鈴乃?氣瓶1經(jīng)過(guò)所述減壓閥2和所述天燃?xì)鈿廛?后輸入到所述混合器5中。
[0042] 所述增壓壓力溫度傳感器11設(shè)置在所述渦輪增壓器6和所述電子節(jié)氣門(mén)4之間 的進(jìn)氣管上，用于測(cè)量空氣經(jīng)過(guò)所述渦輪增壓器6增壓后的壓強(qiáng)和溫度。
[0043] 所述天燃?xì)鈿廛墘毫囟葌鞲衅?0設(shè)置在所述天燃?xì)鈿廛?上，用于測(cè)量所述天 燃?xì)鈿廛?中的天燃?xì)獾膲簭?qiáng)和溫度。
[0044] 所述天燃?xì)鈿廛?中包括多個(gè)噴氣嘴3a，天燃?xì)馔ㄟ^(guò)噴氣嘴3a噴入到所述天燃?xì)?氣軌3。
[0045] 所述進(jìn)氣壓力溫度傳感器12設(shè)置在所述混合器5上或所述混合器5到所述發(fā)動(dòng) 機(jī)缸體之間的進(jìn)氣管上，用于測(cè)量天燃?xì)夂涂諝饣旌虾蟮膲簭?qiáng)和溫度。
[0046] 所述線性氧傳感器18設(shè)置在尾氣的排放管路上。
[0047] 所述天燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)控制器20用于控制天燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)的工作。
[0048] 所述中冷器8設(shè)置在所述電子節(jié)氣門(mén)4和所述渦輪增壓器6,用于對(duì)經(jīng)過(guò)所述渦輪 增壓器6增壓后的空氣進(jìn)行冷卻；所述增壓壓力溫度傳感器11設(shè)置在所述中冷器8和所述 電子節(jié)氣門(mén)4之間的進(jìn)氣管上。
[0049] 天燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)9除了包括燃料噴射系統(tǒng)外，還包括：外驅(qū)點(diǎn)火線圈13,凸輪軸位置 傳感器14,冷卻液溫度傳感器15,曲軸位置傳感器16,爆震傳感器17和催化轉(zhuǎn)換器19。
[0050] 本發(fā)明實(shí)施例中所有噴氣嘴3a都將燃料噴入到所述天燃?xì)鈿廛?中，然后進(jìn)入到 發(fā)動(dòng)機(jī)9的進(jìn)氣道中，位置在電子節(jié)氣門(mén)4之后，空氣和天燃?xì)庠诨旌掀?中混合均勻，然 后進(jìn)入到發(fā)動(dòng)機(jī)9的缸內(nèi)。本發(fā)明實(shí)施例通過(guò)重新布置混合器5位置，避免了燃料與空氣 的混合氣體直接通過(guò)電子節(jié)氣門(mén)4,避免了可能的系統(tǒng)安全風(fēng)險(xiǎn)。
[0051] 本實(shí)施例采用進(jìn)氣道壓力來(lái)計(jì)算空氣量。在現(xiàn)有典型的點(diǎn)燃式發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng) 中，進(jìn)氣壓力傳感器采集進(jìn)氣歧管壓力，此壓力為純空氣壓力，ECU根據(jù)這個(gè)信號(hào)計(jì)算得到 實(shí)測(cè)空氣進(jìn)氣量。此外，根據(jù)駕駛員需求，E⑶會(huì)計(jì)算得到一個(gè)目標(biāo)空氣量，然后根據(jù)這個(gè) 空氣量計(jì)算得到目標(biāo)進(jìn)氣歧管壓力，典型的點(diǎn)燃式發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)中，此壓力也是純空氣 的壓力。
[0052] 但是在天燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)中，進(jìn)氣壓力傳感器如本發(fā)明實(shí)施例的進(jìn)氣壓力溫度傳 感器12采集的壓強(qiáng)為天燃?xì)夂涂諝獾幕旌蠚鈮簭?qiáng)。由兩部分組成：空氣的分壓和天燃?xì)獾?分壓，天燃?xì)鈺?huì)占據(jù)進(jìn)氣管內(nèi)的一部分容積，導(dǎo)致空氣量減少，如果不除掉天燃?xì)馑嫉姆?壓，必然導(dǎo)致計(jì)算得到進(jìn)入氣缸中的空氣量偏大，最終導(dǎo)致燃料的噴射脈寬增大，混合氣偏 濃。因此在計(jì)算發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)際空氣進(jìn)入量時(shí)，需要扣除天燃?xì)獾姆謮骸?br>[0053] 如果進(jìn)氣壓力溫度傳感器12測(cè)量到的壓強(qiáng)為Pnilx，空氣的分壓力Pair，天燃?xì)獾姆?壓力P ng，根據(jù)以下兩式：
[0054] PV = nRT (1)；
[0055] A/F = mair/mng (2)；
[0056] 其中公式（1)為理想氣體狀態(tài)方程，P為壓強(qiáng)，V為體積，η為氣體物質(zhì)的量，R為 理想氣體常數(shù)，T為絕對(duì)溫度；公式（2)為空燃比公式，A為空氣，F(xiàn)為燃料，A/F表示空氣和 燃料的質(zhì)量比即空燃比，為空氣質(zhì)量，m ng為天燃?xì)赓|(zhì)量。
[0057] 由公式（1)和（2)能得到如下公式：
[0058] PngVng= n ngRTng (3)；
[0059] PairVair= n airRTalt (4)；
[0060] Vng表示天燃?xì)獾捏w積，n ng表示天燃?xì)獾奈镔|(zhì)的量，T ng表示天燃?xì)獾慕^對(duì)溫度；V _ 表不空氣的體積，表不空氣的物質(zhì)的量，T &表不空氣的絕對(duì)溫度。
[0061] 混合氣體中：
[0062] Vair= V ng, Tair= T ng；
[0063] 由此，公式（3)和（4)得到：
[0065] 由上式（5)計(jì)算得到：
[0069] 本發(fā)明實(shí)施例中根據(jù)所述進(jìn)氣壓力溫度傳感器12所測(cè)得的天燃?xì)夂涂諝獾幕旌?氣的壓強(qiáng)計(jì)算進(jìn)入所述發(fā)動(dòng)機(jī)缸體的空氣量，計(jì)算公式為上述公式（7)。其中，λ表示天燃 氣實(shí)際空燃比和天燃?xì)猱?dāng)量空燃比的比值，空燃比表示所述混合氣中空氣和天燃?xì)獾馁|(zhì)量 比，所述天燃?xì)猱?dāng)量空燃比為17. 2, λ通過(guò)所述線性氧傳感器測(cè)量得到。
[0070] 本發(fā)明實(shí)施例中，所述天燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)控制器20通過(guò)所計(jì)算進(jìn)入所述發(fā)動(dòng)機(jī)缸體 的空氣量控制所述噴氣嘴3a噴入到所述天燃?xì)鈿廛?中的天燃?xì)饬?，使所述混合氣的?shí)際 空燃比向所述天燃?xì)猱?dāng)量空燃比趨近，這樣能使天燃?xì)夂芎玫娜紵?，使系統(tǒng)性能更優(yōu)化。
[0071] 以上通過(guò)具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明，但這些并非構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的限 制。在不脫離本發(fā)明原理的情況下，本領(lǐng)域的技術(shù)人員還可做出許多變形和改進(jìn)，這些也應(yīng) 視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種天燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)燃料噴射系統(tǒng)，其特征在于，包括：天燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)控制器，滿(mǎn)輪增 壓器，氣瓶，減壓閥，天燃?xì)鈿廛?，電子?jié)氣口，混合器，增壓壓力溫度傳感器，天燃?xì)鈿廛墘?力溫度傳感器，進(jìn)氣壓力溫度傳感器，線性氧傳感器； 所述混合器設(shè)置在電子節(jié)氣口和發(fā)動(dòng)機(jī)缸體之間的進(jìn)氣管上，空氣通過(guò)所述滿(mǎn)輪增壓 器W及所述電子節(jié)氣口之后輸入到所述混合器中，天燃?xì)鈴乃鰵馄拷?jīng)過(guò)所述減壓閥和所 述天燃?xì)鈿廛壓筝斎氲剿龌旌掀髦校? 所述增壓壓力溫度傳感器設(shè)置在所述滿(mǎn)輪增壓器和所述電子節(jié)氣口之間的進(jìn)氣管上， 用于測(cè)量空氣經(jīng)過(guò)所述滿(mǎn)輪增壓器增壓后的壓強(qiáng)和溫度； 所述天燃?xì)鈿廛墘毫囟葌鞲衅髟O(shè)置在所述天燃?xì)鈿廛壣?，用于測(cè)量所述天燃?xì)鈿廛?中的天燃?xì)獾膲簭?qiáng)和溫度； 所述進(jìn)氣壓力溫度傳感器設(shè)置在所述混合器上或所述混合器到所述發(fā)動(dòng)機(jī)缸體之間 的進(jìn)氣管上，用于測(cè)量天燃?xì)夂涂諝饣旌虾蟮膲簭?qiáng)和溫度； 所述線性氧傳感器設(shè)置在尾氣的排放管路上； 所述天燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)控制器用于控制天燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)的工作。2. 如權(quán)利要求1所述的天燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)燃料噴射系統(tǒng)，其特征在于：根據(jù)所述進(jìn)氣壓力 溫度傳感器所測(cè)得的天燃?xì)夂涂諝獾幕旌蠚獾膲簭?qiáng)計(jì)算進(jìn)入所述發(fā)動(dòng)機(jī)缸體的空氣量，計(jì) 算公式為其中Pmu表示所述混合氣的壓強(qiáng)，Pgu表示所述混合氣中所述空氣的分壓，A表示天燃 氣實(shí)際空燃比和天燃?xì)猱?dāng)量空燃比的比值，空燃比表示所述混合氣中空氣和天燃?xì)獾馁|(zhì)量 比，所述天燃?xì)猱?dāng)量空燃比為17. 2, A通過(guò)所述線性氧傳感器測(cè)量得到。3. 如權(quán)利要求3所述的天燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)燃料噴射系統(tǒng)，其特征在于：所述天燃?xì)鈿廛壷?包括多個(gè)噴氣嘴，天燃?xì)馔ㄟ^(guò)噴氣嘴噴入到所述天燃?xì)鈿廛墸鎏烊細(xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)控制器通 過(guò)所計(jì)算進(jìn)入所述發(fā)動(dòng)機(jī)缸體的空氣量控制所述噴氣嘴噴入到所述天燃?xì)鈿廛壷械奶烊?氣量，使所述混合氣的實(shí)際空燃比向所述天燃?xì)猱?dāng)量空燃比趨近。4. 如權(quán)利要求1所述的天燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)燃料噴射系統(tǒng)，其特征在于：天燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)除了 包括燃料噴射系統(tǒng)外，還包括：外驅(qū)點(diǎn)火線圈，凸輪軸位置傳感器，冷卻液溫度傳感器，曲軸 位置傳感器，爆震傳感器。5. 如權(quán)利要求1所述的天燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)燃料噴射系統(tǒng)，其特征在于：天燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)燃料 噴射系統(tǒng)還包括中冷器，所述中冷器設(shè)置在所述電子節(jié)氣口和所述滿(mǎn)輪增壓器，用于對(duì)經(jīng) 過(guò)所述滿(mǎn)輪增壓器增壓后的空氣進(jìn)行冷卻；所述增壓壓力溫度傳感器設(shè)置在所述中冷器和 所述電子節(jié)氣口之間的進(jìn)氣管上。6. 如權(quán)利要求1所述的天燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)燃料噴射系統(tǒng)的進(jìn)氣量計(jì)算方法，其特征在于： 根據(jù)所述進(jìn)氣壓力溫度傳感器所測(cè)得的天燃?xì)夂涂諝獾幕旌蠚獾膲簭?qiáng)計(jì)算進(jìn)入所述發(fā)動(dòng) 機(jī)缸體的空氣量，計(jì)算公式為：其中Pmu表示所述混合氣的壓強(qiáng)，Pgu表示所述混合氣中所述空氣的分壓，A表示天燃 氣實(shí)際空燃比和天燃?xì)猱?dāng)量空燃比的比值，空燃比表示所述混合氣中空氣和天燃?xì)獾馁|(zhì)量 比，所述天燃?xì)猱?dāng)量空燃比為17. 2, A通過(guò)所述線性氧傳感器測(cè)量得到。7.如權(quán)利要求6所述的天燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)燃料噴射系統(tǒng)的進(jìn)氣量計(jì)算方法，其特征在于： 所述天燃?xì)鈿廛壷邪ǘ鄠€(gè)噴氣嘴，天燃?xì)馔ㄟ^(guò)噴氣嘴噴入到所述天燃?xì)鈿廛墸鎏烊?氣發(fā)動(dòng)機(jī)控制器通過(guò)所計(jì)算進(jìn)入所述發(fā)動(dòng)機(jī)缸體的空氣量控制所述噴氣嘴噴入到所述天 燃?xì)鈿廛壷械奶烊細(xì)饬?，使所述混合氣的?shí)際空燃比向所述天燃?xì)猱?dāng)量空燃比趨近。
【文檔編號(hào)】F02M21/02GK105986935SQ201510070458
【公開(kāi)日】2016年10月5日
【申請(qǐng)日】2015年2月11日
【發(fā)明人】栗工
【申請(qǐng)人】聯(lián)創(chuàng)汽車(chē)電子有限公司