CN114542266A - 一种发动机双喷嘴的预燃室结构及控制方法 - Google Patents

一种发动机双喷嘴的预燃室结构及控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种发动机双喷嘴的预燃室结构及控制方法，涉及发动机技术领域。一种发动机双喷嘴的预燃室结构及控制方法，包括发动机电控单元、发动机气缸、进气压力温度传感器和凸轮转速传感器，发动机气缸设置有进气歧管与之连接，进气歧管内部分别安装有喷嘴A和喷嘴B，喷嘴A、喷嘴B、进气压力温度传感器和凸轮转速传感器分别与发动机电控单元电性连接，喷嘴A和喷嘴B的规格相同且受发动机电控单元分别控制。本发明设置在单个发动机气缸的两个喷嘴，并由发动机电控单元进行分别控制，从而实现在不同的发动机工作载荷下进行喷嘴工作数量的调整，有助于改善发动机内部的燃料燃烧情况。

Description

一种发动机双喷嘴的预燃室结构及控制方法
技术领域
本发明涉及发动机技术领域，具体为一种发动机双喷嘴的预燃室结构及控制方法。
背景技术
以可燃气体为燃料的内燃机统称为气体燃料发动机，较于传统的燃油发动机更加的清洁，同时热效率更高，通过应用预燃烧技术能够提高气体燃料发动机的热效率从而得到更多的动力输出。
大缸径发动机使用的燃气喷嘴因为不能实现如小缸径发动机一样的大批量生产，所以大缸径发动机的喷嘴价格较高，为了节约成本，可以采用一个气缸布置两个小喷嘴的方式，为此本发明提出了一种设计方案。
发明内容
本发明的目的在于提供一种发动机双喷嘴的预燃室结构及控制方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种发动机双喷嘴的预燃室结构，包括发动机电控单元、发动机气缸、进气压力温度传感器和凸轮转速传感器，所述发动机气缸设置有进气歧管与之连接，所述进气歧管内部分别安装有喷嘴A和喷嘴B，所述喷嘴A、喷嘴B、进气压力温度传感器和凸轮转速传感器分别与发动机电控单元电性连接。
更进一步地，所述喷嘴A和喷嘴B的规格相同且受发动机电控单元分别控制。
一种发动机双喷嘴的预燃室的控制方法，包括
喷嘴数量判定，发动机电控单元通过检测凸轮转速信号、发动机进气歧管压力温度信号计算出燃气需求量，根据单只喷嘴燃气喷射量、喷射安全余量，发动机电控单元判断出燃气喷射喷嘴数量；
还包括单只喷嘴喷射的A、B喷嘴判定，发动机电控单元对单缸的喷嘴喷射次数进行计数统计比较，当发动机电控单元检测出喷嘴A喷射次数较喷嘴B喷射次数大于设定值时，单个发动机气缸选择喷嘴B工作，当发动机电控单元检测出喷嘴B喷射次数较喷嘴A喷射次数大于设定值时，单个发动机气缸选择喷嘴A工作；
还包括寿命报警及更换重置，当喷嘴喷射次数大于喷嘴寿命设定值时，发动机电控单元发出更换喷嘴提示，并更换喷嘴。
更进一步的，所述单只喷嘴喷射的A、B喷嘴判定中在喷嘴数量判定为单喷嘴的情况下执行，喷嘴数量判定为双喷嘴的情况下喷嘴A和喷嘴B同时工作。
更进一步的，所述单只喷嘴喷射的A、B喷嘴判定中，发动机电控单元对单个发动机气缸的喷嘴喷射次数进行计数统计比较，方式为喷嘴A喷射次数与喷嘴B喷射次数之差为计算值，计算值经过处理后与设定值进行比较，所述计算值大于设定值是启用喷嘴B，所述计算值小于设定值是启动喷嘴A。
更进一步的，所述计算值的处理方法为取其绝对值，使用计算值的绝对值与设定值进行比较。
更进一步的，所述寿命报警及更换重置中，喷嘴更换后，喷嘴喷射次数进行重置。
更进一步的，所述寿命报警及更换重置中，喷嘴A和喷嘴B设置独立的计数单元计算喷嘴A和喷嘴B的开启次数。
更进一步的，所述计数单元向发动机电控单元发出信号，并发动机电控单元发出更换喷嘴提示。
更进一步的，所述单只喷嘴喷射的A、B喷嘴判定中设定值为的取值为1-3之间。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
（1）、该发动机双喷嘴的预燃室结构及控制方法，设置在单个发动机气缸的两个喷嘴，并由发动机电控单元进行分别控制，从而实现在不同的发动机工作载荷下进行喷嘴工作数量的调整，有助于改善发动机内部的燃料燃烧情况。
（2）、该发动机双喷嘴的预燃室结构及控制方法，通过在控制策略中的单只喷嘴喷射的A、B喷嘴判定，以及寿命报警及更换重置的策略设置，能够有效的降低两个喷嘴工作负担从而增加其使用寿命。
附图说明
图1为本发明的单个发动机气缸布置图结构示意图；
图2为本发明的单个结构示意图。
图中：1、发动机气缸；2、进气歧管；3、发动机电控单元；4、喷嘴B；5、喷嘴A；6、进气压力温度传感器；7、凸轮转速传感器；8、凸轮。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明的是，在本发明的描述中，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，并不是指示或暗示所指的装置或元件所必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，应当理解，为了便于描述，附图中所示出的各个部件的尺寸并不按照实际的比例关系绘制，例如某些层的厚度或宽度可以相对于其他层有所夸大。
应注意的是，相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义或说明，则在随后的附图的说明中将不需要再对其进行进一步的具体讨论和描述。
实施例
在进行置解决柴油机改制预燃室气体机的过程中，提供一种柴油几个改制预燃室喷射气体机的解决方案，也就是本发明提供的种发动机双喷嘴的预燃室结构机控制策略，可以普遍应用于柴油机改制气体机项目，降低了预燃室内燃气浓度控制难度，实现电控燃气喷射并提升发动机的经济性，具体为在预燃室结构中布置电控天然气喷嘴，本发明旨在描述多缸发动机的一个气缸的燃气布置，在发动机单缸的进气歧管2上布置两个燃气喷嘴，两个燃气喷嘴A5和喷嘴B4分别由ECU控制，ECU是发动机电控单元3的简称，发动机的凸轮转速、相位信号接入ECU，进气歧管2的压力、温度信号接入ECU，现有的技术中每缸两个喷嘴串联或者并联，对于每缸的多个喷嘴无独立的控制，且大缸径发动机使用的燃气喷嘴因为不能实现如小缸径发动机一样的大批量生产，所以大缸径发动机的喷嘴价格较高。
如图1-图2所示，本发明提供一种技术方案：一种发动机双喷嘴的预燃室结构，包括发动机电控单元3、发动机气缸1、进气压力温度传感器6和凸轮转速传感器7，发动机气缸1设置有进气歧管2与之连接，进气歧管2内部分别安装有喷嘴A5和喷嘴B4，喷嘴A5、喷嘴B4、进气压力温度传感器6和凸轮转速传感器7分别与发动机电控单元3电性连接，喷嘴A5和喷嘴B4的规格相同且受发动机电控单元3分别控制。
一种发动机双喷嘴的预燃室的控制方法，整个控制策略的控制目的为降低发动机气缸1内部喷嘴的负载并根据发动机工况选择合适的喷嘴工作数量，并且对喷嘴的寿命进行预定，在达到预定值后发出更换信号保证整个发动机处于良好的运行状态下，其中包括喷嘴数量判定，发动机电控单元3通过检测凸轮转速信号、发动机进气歧管2压力温度信号计算出燃气需求量，根据单只喷嘴燃气喷射量、喷射安全余量，发动机电控单元3判断出燃气喷射喷嘴数量。
其次还包括单只喷嘴喷射的A、B喷嘴判定，发动机电控单元3对单缸的喷嘴喷射次数进行计数统计比较，当发动机电控单元3检测出喷嘴A5喷射次数较喷嘴B4喷射次数大于设定值时，单个发动机气缸1选择喷嘴B4工作，当发动机电控单元3检测出喷嘴B4喷射次数较喷嘴A5喷射次数大于设定值时，单个发动机气缸1选择喷嘴A5工作，单只喷嘴喷射的A、B喷嘴判定中在喷嘴数量判定为单喷嘴的情况下执行，喷嘴数量判定为双喷嘴的情况下喷嘴A5和喷嘴B4同时工作，单只喷嘴喷射的A、B喷嘴判定中，发动机电控单元3对单个发动机气缸1的喷嘴喷射次数进行计数统计比较，方式为喷嘴A5喷射次数与喷嘴B4喷射次数之差为计算值，计算值经过处理后与设定值进行比较，计算值大于设定值是启用喷嘴B4，计算值小于设定值是启动喷嘴A5，计算值的处理方法为取其绝对值，使用计算值的绝对值与设定值进行比较，单只喷嘴喷射的A、B喷嘴判定中设定值为的取值为1-3之间，设置冗余有理与发动机的正常运行。
最后还包括寿命报警及更换重置，当喷嘴喷射次数大于喷嘴寿命设定值时，发动机电控单元3发出更换喷嘴提示，并更换喷嘴，寿命报警及更换重置中，喷嘴更换后，喷嘴喷射次数进行重置，寿命报警及更换重置中，喷嘴A5和喷嘴B4设置独立的计数单元计算喷嘴A5和喷嘴B4的开启次数，计数单元向发动机电控单元3发出信号，并发动机电控单元3发出更换喷嘴提示。
需要注意的是，不同于传统的喷嘴串联或并联布置，本发明通过发动机电控单元3对单个发动机气缸1的两只喷嘴分别控制，实现了在中低负荷工况，只有一个喷嘴工作，在高负荷工况两只喷嘴同时工作，相较于串联或并联，这样改善了在中低负荷单次喷射时间与气门开启的进气时间比过小，导致气缸内空气、燃气混合不良的情况。
需要注意的是，通过单只喷嘴喷射的A、B喷嘴判定、寿命报警及更换重置，使得整体的喷嘴寿命大于串联或并联使用的燃气喷嘴。
需要注意的是，与发动机连接的进气歧管2内部设置有进气压力温度传感器6，从而能够实时监测进气歧管2内部的压力和温度并交由发动机电控单元3进行处理，并利用其计算出燃气需求量。
需要注意的是，凸轮转速传感器7能够监测发动机输出传动机构相连接的凸轮8，利用凸轮8转动产生的相位变化从而通过发动机电控单元3了解发动机内部的工作情况，进而进行点火时机和进气的控制。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种发动机双喷嘴的预燃室结构，包括发动机电控单元（3）、发动机气缸（1）、进气压力温度传感器（6）和凸轮转速传感器（7），其特征在于：所述发动机气缸（1）设置有进气歧管（2）与之连接，所述进气歧管（2）内部分别安装有喷嘴A（5）和喷嘴B（4），所述喷嘴A（5）、喷嘴B（4）、进气压力温度传感器（6）和凸轮转速传感器（7）分别与发动机电控单元（3）电性连接。
2.根据权利要求1所述的一种发动机双喷嘴的预燃室结构，其特征在于：所述喷嘴A（5）和喷嘴B（4）的规格相同且受发动机电控单元（3）分别控制。
3.一种发动机双喷嘴的预燃室的控制方法，其特征在于：包括
喷嘴数量判定，发动机电控单元（3）通过检测凸轮转速信号、发动机进气歧管（2）压力温度信号计算出燃气需求量，根据单只喷嘴燃气喷射量、喷射安全余量，发动机电控单元（3）判断出燃气喷射喷嘴数量；
还包括单只喷嘴喷射的A、B喷嘴判定，发动机电控单元（3）对单缸的喷嘴喷射次数进行计数统计比较，当发动机电控单元（3）检测出喷嘴A（5）喷射次数较喷嘴B（4）喷射次数大于设定值时，单个发动机气缸（1）选择喷嘴B（4）工作，当发动机电控单元（3）检测出喷嘴B（4）喷射次数较喷嘴A（5）喷射次数大于设定值时，单个发动机气缸（1）选择喷嘴A（5）工作；
还包括寿命报警及更换重置，当喷嘴喷射次数大于喷嘴寿命设定值时，发动机电控单元（3）发出更换喷嘴提示，并更换喷嘴。
4.根据权利要求3所述的一种发动机双喷嘴的预燃室的控制方法，其特征在于：所述单只喷嘴喷射的A、B喷嘴判定中在喷嘴数量判定为单喷嘴的情况下执行，喷嘴数量判定为双喷嘴的情况下喷嘴A（5）和喷嘴B（4）同时工作。
5.根据权利要求3所述的一种发动机双喷嘴的预燃室的控制方法，其特征在于：所述单只喷嘴喷射的A、B喷嘴判定中，发动机电控单元（3）对单个发动机气缸（1）的喷嘴喷射次数进行计数统计比较，方式为喷嘴A（5）喷射次数与喷嘴B（4）喷射次数之差为计算值，计算值经过处理后与设定值进行比较，所述计算值大于设定值是启用喷嘴B（4），所述计算值小于设定值是启动喷嘴A（5）。
6.根据权利要求5所述的一种发动机双喷嘴的预燃室的控制方法，其特征在于：所述计算值的处理方法为取其绝对值，使用计算值的绝对值与设定值进行比较。
7.根据权利要求3所述的一种发动机双喷嘴的预燃室的控制方法，其特征在于：所述寿命报警及更换重置中，喷嘴更换后，喷嘴喷射次数进行重置。
8.根据权利要求3所述的一种发动机双喷嘴的预燃室的控制方法，其特征在于：所述寿命报警及更换重置中，喷嘴A（5）和喷嘴B（4）设置独立的计数单元计算喷嘴A（5）和喷嘴B（4）的开启次数。
9.根据权利要求8所述的一种发动机双喷嘴的预燃室的控制方法，其特征在于：所述计数单元向发动机电控单元（3）发出信号，并发动机电控单元（3）发出更换喷嘴提示。
10.根据权利要求3所述的一种发动机双喷嘴的预燃室的控制方法，其特征在于：所述单只喷嘴喷射的A、B喷嘴判定中设定值为的取值为1-3之间。
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