【技术实现步骤摘要】
一种通过掺醇降低天然气发动机热负荷的装置及方法
本专利技术属于发动机替代燃料
，具体涉及一种通过掺醇降低天然气发动机热负荷的控制系统。
技术介绍
能源和环境问题的日趋严峻，促使内燃机节能减排的理论和技术不断进步。高效、清洁和节能是先进内燃机的发展目标。采用低碳燃料结合先进的燃烧技术是实现内燃机节能减排的重要途径之一。天然气和醇类燃料是两种极具发展潜力的低碳燃料。天然气由于其储量大、辛烷值高、颗粒物排放低、价格便宜，在点燃式和压燃式发动机上得到广泛的应用。天然气发动机面临着以下问题：首先，天然气为气体燃料，密度小，进气道喷射会占用一部分新鲜空气的体积，致使发动机充量下降，功率降低；其次，天然气的火焰传播速度较小，点火能量较高，致使快速燃烧期加长，燃烧等容度降低，进而使得发动机的热效率降低；此外，面对日趋严格的排放法规，天然气发动机大多采用当量比燃烧的方式，在此种燃烧方式下混合气浓度较高，发动机缸内燃烧温度较高，导致缸内热负荷和排温较高，发动机有效热效率降低。醇类燃料包括甲醇、乙醇、正丁醇。甲醇不仅可以以煤...
【技术保护点】
1.一种通过掺醇降低天然气发动机热负荷的装置，其特征在于：该装置包括电控系统以及执行器，所述执行器包括天然气喷嘴(3)和醇类燃料喷嘴(12)，电控系统包括ECU以及与ECU相连的用于分别测量发动机转速、发动机运行相位和正时、发动机进气温度和压力及发动机排气氧浓度的传感器，ECU根据实际过量空气系数对参照醇类能量替代率和目标过量空气系数确定的天然气喷射量、醇类燃料喷射量分别进行修正后生成用于分别控制天然气喷嘴(3)、醇类燃料喷嘴(12)的喷射脉宽。/n
【技术特征摘要】
1.一种通过掺醇降低天然气发动机热负荷的装置，其特征在于：该装置包括电控系统以及执行器，所述执行器包括天然气喷嘴(3)和醇类燃料喷嘴(12)，电控系统包括ECU以及与ECU相连的用于分别测量发动机转速、发动机运行相位和正时、发动机进气温度和压力及发动机排气氧浓度的传感器，ECU根据实际过量空气系数对参照醇类能量替代率和目标过量空气系数确定的天然气喷射量、醇类燃料喷射量分别进行修正后生成用于分别控制天然气喷嘴(3)、醇类燃料喷嘴(12)的喷射脉宽。
2.根据权利要求1所述一种通过掺醇降低天然气发动机热负荷的装置，其特征在于：所述执行器还包括火花塞(13)，火花塞(13)通过点火线圈驱动模块(5)与ECU相连。
3.根据权利要求1所述一种通过掺醇降低天然气发动机热负荷的装置，其特征在于：所述装置还包括与ECU相连的醇类燃料选择开关(27)。
4.根据权利要求1所述一种通过掺醇降低天然气发动机热负荷的装置，其特征在于：所述醇类能量替代率表示为：
其中，malco为醇类燃料的瞬时质量流量，halco为醇类燃料的低热值，mNG为天然气的瞬时质量流量，hNG为天然气的低热值，AESR为醇类能量替代率。
5.根据权利要求1所述一种通过掺醇降低天然气发动机热负荷的装置，其特征在于：所述天然气喷射量表示为：
所述醇类燃料喷射量表示为：
其中，αNG为天然气的化学计量空燃比，αalco为醇类燃料的化学计量空燃比，halco为醇类燃料的低热值，hNG为天然气的低热值，为当前循环进气量，malco_feedforward为醇类燃料的前馈喷射量，mNG_feedforward为天然气的前馈喷射量，λtheory为目标过量空气系数，AESR为醇类能量替代率，为发动机单个气缸吸入的空气量。
6....
【专利技术属性】
技术研发人员：陈占明，陈昊，耿莉敏，贺晶晶，苏欣，
申请(专利权)人：长安大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61
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