本实用新型专利技术公开了一种天然气‑柴油双燃料内燃机燃气电子喷射分布式控制系统，包括主电子控制单元（1）、从电子控制单元（2）、电源（3）、控制器局域网总线（4）、燃气压力传感器（5）、气轨（6），喷阀（7）、发动机传感器组（9）；发动机传感器组（9）和控制器局域网总线（4）分别与主电子控制单元（1）相连，气轨（6）分别通过燃气压力传感器（5）和控制器局域网总线（4）与主电子控制单元（1）相连，喷阀（7）固定连接在气轨（6）上，从电子控制单元（2）连接喷阀（7）。本实用新型专利技术通过判断内燃机运行工况，并计算出相应的燃料分配比例，得到在不同工况下的最佳燃油替代率。
【技术实现步骤摘要】
本技术涉及动力机械控制的结构设计和应用
，特别提供了一种天然气-柴油双燃料内燃机燃气电子喷射分布式控制系统。
技术介绍
能源是社会和经济发展的有力保障。进入二十一世纪以来，随着世界人口和经济的快速增长，对能源的消耗也急速增加。石油作为目前世界上最重要的能源之一，也面临严重短缺的局面，如果不加控制，按照现有的开采速度，世界石油的开采寿命预计不足50年。我国也是一个能源短缺的国家，特别是我国近十年来经济快速增长，石油资源短缺现象变得日益严重，能源的匮乏必然会影响经济的发展，成为制约一个国家生存和发展的关键因素。内燃机作为一种重要的动力输出装备，自从其问世以来就为人类社会的进步和经济发展做出了巨大贡献。目前，内燃机的主要燃料来源于石油，在我国，内燃机对石油的消耗量占全国石油消耗总量的2/3以上。由此可见，内燃机已成为我国石油资源消耗的主要源头，同时也成为了我国能源行业的重点研究对象。面对石油能源危机，如何开发和利用替代燃料成为内燃机行业发展的必然方向。早在上世纪70年代，国内外科研人员在内燃机替代燃料方面就进行了大量的探索研究，其中，天然气是目前被公认的仅次于煤炭和石油的第三大能源。天然气的主要成分为甲烷，而相对于石油，天然气资源比较丰富，另外，作为内燃机的燃料，天然气具有良好的燃烧特性，使其成为优良的内燃机替代燃料。天然气-柴油双燃料内燃机是通过对柴油内燃机进行简单的改造，在原柴油内燃机柴油喷射基础上新增加了一套天然气燃气喷射系统，将柴油内燃机变成天然气-柴油双燃料内燃机。但目前，国内双燃料内燃机主要存在以下问题：系统稳定性差，燃油替代率低，排放性能差，经济性差；究其原因主要是因为天然气的喷射控制技术掌握不好，根本的因素是天然气的喷射时机不佳。人们迫切希望获得一种技术效果优良的天然气-柴油双燃料内燃机燃气电子喷射分布式控制系统。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种天然气-柴油双燃料内燃机燃气电子喷射分布式控制系统。主要用于天然气-柴油双燃料内燃机燃气电子喷射分布式控制。通过分布式控制装置实时掌控天然气的喷射时机，使天然气在最佳时期通过喷阀进入气缸。本技术包括主电子控制单元1、从电子控制单元2、电源3、控制器局域网总线4、燃气压力传感器5、气轨6，喷阀7、发动机传感器组9；所述喷阀7用于将气体充满气缸8，所述喷阀7和气缸8的数量为6个，一个气缸8分别与一个喷阀7相连接，发动机传感器组9和控制器局域网总线4分别与主电子控制单元1相连，发动机传感器组9用于感知气缸8内天然气-柴油双燃料的压力情况，并且将相关信号传递给主电子控制单元1，气轨6分别通过燃气压力传感器5和控制器局域网总线4与主电子控制单元1相连，燃气压力传感器5用于了解气轨6内天然气-柴油双燃料的压力情况，并且将相关信号传递给主电子控制单元1，6个喷阀7分别固定连接在气轨6上，从电子控制单元2的数量为6个，每个从电子控制单元2分别连接一个喷阀7，6个从电子控制单元2均通过控制器局域网总线4与主电子控制单元1相连接，主电子控制单元1分别控制6个从电子控制单元2，主电子控制单元1和从电子控制单元2分别与电源3相连，所述电源3为24V。所述天然气-柴油双燃料内燃机燃气电子喷射分布式控制系统还包括温度传感器，温度传感器通过控制器局域网总线4与主电子控制单元1相连。主电子控制单元1通过控制器局域网总线4对6个从电子控制单元2进行分布式控制。主电子控制单元1通过温度传感器和发动机传感器组9对6个气缸8进行信号采集，再根据采集的信号进行分析，得出每个气缸8所对应的喷阀7是否需要打开或关闭，通过分布式控制装置对与需要打开或关闭的喷阀7相应的从电子控制单元2进行指令控制，该从电子控制单元2收到指令后，对喷阀7进行打开或关闭的处理。主电子控制单元1通过控制器局域网总线4对其中一个从电子控制单元2从发出供气指令时，从电子控制单元2便打开所控制的喷阀7，气轨6的气体被放出，并充满气缸8；当主电子控制单元1通过传感器检测到气缸8中的天然气达到最佳时，便通过控制器局域网总线4向该气缸8对应的从电子控制单元2发出关闭喷阀7的指令，从电子控制单元2接受指令并关闭喷阀7。主电子控制单元1与6个从电子控制单元2进行分布式控制的协议是控制器局域网总线协议，其中主电子控制单元1和从电子控制单元2的主从身份的确认是通过电子控制单元内部程序辨识各自在网络中所处的物理位置所决定的，其中，主电子控制单元1处于控制装置的核心地位，完成对主要传感器信号的采集处理和对从电子控制单元2的控制，而从电子控制单元2主要扩展主电子控制单元1输出接口的不足，实现多个低成本的电子控制单元组成主-从电子控制单元控制，适于各种用途的多缸发动机。主电子控制单元1是整个双燃料内燃机喷射控制装置的“大脑”，主要负责实时监测内燃机的工况参数，而从电子控制单元2作为主电子控制单元1的扩展，接受主电子控制单元1的指令，通过控制喷阀7来调节天然气的喷射时刻及喷射量，保证双燃料内燃机的安全运行。天然气-柴油双燃料内燃机燃气电子喷射分布式控制系统还包括多个传感器模块，利用多个传感器模块将内燃机工况和工作环境参数以各种电信号形式实时准确地传递到主电子控制单元1中，多个传感器模块主要采集内燃机的转速、曲轴位置、凸轮状态、冷却水温、爆震、进排气压力、发动机的转速、燃油温度等工况参数，并提供给主电子控制单元1作为精准控制天然气喷气量的依据。气轨传感器主要采集气轨6中压力、温度等工况参数，确保天然气以最佳的状态喷入气缸8。气缸8共有六个，其分布为直列，是燃料燃烧的容器，也是内燃机动力之源。所述天然气-柴油双燃料内燃机燃气电子喷射分布式控制系统核心是电子控制单元分布式控制，为了降低气缸数较多的发动机电子控制单元成本，同时使电子控制单元具有更大的可适用性和灵活性，提高系统可靠性的目的。本技术所述天然气-柴油双燃料内燃机燃气电子喷射分布式控制系统提出一种主-从多电子控制单元联合运行用于多缸发动机的电子控制技术和方法，采用若干个相同的用于气缸数较多的发动机电子控制单元通过控制器局域网总线通信接口构成主-从电子控制单元，通过电子控制单元内部程序辨识各自在网络中所处的物理位置指定主、从身份，实现多电子控制单元的主-从分布式控制。天然气-柴油双燃料内燃机刚起动，会在纯柴油模式下经过一段时间热机运行，当供气传感器和内燃机传感器把采集到信号传给主电子控制单元1，主电子控制单元1进行分析和判断，当各个工况参数最佳时，主电子控制单元1会把工作模式切换到双燃料模式，通过控制器局域网总线4控制从电子控制单元2给喷阀7发送脉冲信号；同时，主电子控制单元1通过内燃机转速信号判断内燃机工况，并根据MAP数据表，确定天然气喷射阀的开度；再根据凸轮轴角位移传感器的输入信号确定双燃料内燃机的配气相位，进而确定天然气的喷射时刻；最后主电子控制单元1按内燃机的点火顺序分别控制从电子控制单元2，接受到指令的从电子控制单元2会及时处理并向喷阀7发出脉冲。将天然气喷射到各缸进气歧管，并与空气混合后进入气缸8，之后在缸内少量柴油的引燃下燃烧做功。所述天然气-柴油双燃料内燃机燃气电子喷射分布式控制系统具备如下优点：第一，可靠性高，由于各个气缸8所对应的电子本文档来自技高网...
【技术保护点】
天然气‑柴油双燃料内燃机燃气电子喷射分布式控制系统，其特征在于：包括主电子控制单元（1）、从电子控制单元（2）、电源（3）、控制器局域网总线（4）、燃气压力传感器（5）、气轨（6），喷阀（7）、发动机传感器组（9）；发动机传感器组（9）和控制器局域网总线（4）分别与主电子控制单元（1）相连，气轨（6）分别通过燃气压力传感器（5）和控制器局域网总线（4）与主电子控制单元（1）相连，喷阀（7）固定连接在气轨（6）上，从电子控制单元（2）连接喷阀（7），从电子控制单元（2）通过控制器局域网总线（4）与主电子控制单元（1）相连接，主电子控制单元（1）和从电子控制单元（2）分别与电源（3）相连。
【技术特征摘要】
1.天然气-柴油双燃料内燃机燃气电子喷射分布式控制系统，其特征在于：包括主电子控制单元（1）、从电子控制单元（2）、电源（3）、控制器局域网总线（4）、燃气压力传感器（5）、气轨（6），喷阀（7）、发动机传感器组（9）；发动机传感器组（9）和控制器局域网总线（4）分别与主电子控制单元（1）相连，气轨（6）分别通过燃气压力传感器（5）和控制器局域网总线（4）与主电子控制单元（1）相连，喷阀（7）固定连接在气轨（6）上，从电子控制单元（2）连接喷阀（7），从电子控制单元（2）通过控制器局域网总线（4）与主电子控制单元（1）相连接，主电子控制单元（1）和从电子...
【专利技术属性】
技术研发人员：曾洁，刘宾坤，曾奕哲，张育华，
申请(专利权)人：大连交通大学，
类型：新型
国别省市：辽宁;21
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