一种节能减排发动机的控制系统技术方案

本发明专利技术提供一种节能减排发动机的控制系统，通过在外环燃气通道内设置外环流量传感器能够检测输送的燃气流量，根据该燃气流量能够准确地确定发动机的动力；可以将甲醇和天然气同时为一种发动机作为燃料，使其工作在单一甲醇、单一天然气和甲醇/天然气混合燃料3种燃料模式下。在发动机处于低温状态下可以用天然气起动发动机和进行暖车，可以解决甲醇发动机低温起动的问题。这样就可以扩大发动机的燃料选择范围，使以这种发动机为动力的车辆具有更好的区域适应性。由于天然气的燃烧速度慢，甲醇的燃烧速度快，使用甲醇和天然气双燃料模式可以比原天然气发动机具有更好的燃烧性能，改善发动机的动力性和燃料经济性。

【技术实现步骤摘要】
一种节能减排发动机的控制系统
本专利技术属于发动机节能减排的
，具体涉及一种节能减排发动机的控制系统。
技术介绍
从发动机的能量热平衡角度分析，一般发动机输出的有效功率只占燃油燃烧总热量的20％-40％左右，其余热能量则主要通过排气和冷却介质(冷却水、机油散热等)被传递到大气环境中。由此可以看出，对于车用发动机，其余热能量具有很大的节能潜力，余热能回收利用技术有广泛的应用空间。目前，发动机余热能利用技术主要集中在增压、余热制冷、余热取暖、余热发电和改良燃料燃烧性能等几个方面。在当前车用余热利用的各种技术方案中，朗肯循环余热回收技术的热效率最高，是最有可能首先实现产业化的技术。目前发动机可以使用纯甲醇作为燃料(简称M100)，或者甲醇与汽油按一定的比例混合成为甲醇汽油，通常有15％的甲醇加85％的汽油这个比例混合的甲醇汽油，称为M15，等。使用纯甲醇作为燃料时存在的问题是：1、甲醇的气化潜热大，造成发动机冷起动困难，因此目前的甲醇发动机在温度较低时通常使用汽油起动，在起动、暖机运行发动机至较高温度后切换到甲醇工作方式。2、目前甲醇的供应链还不够完善，甲醇燃料的加注还存在一定的问题，所以对于以甲醇发动机为动力的汽车在行驶到无甲醇供应的地区就无法长时间运行，汽车的使用区域受到限制。目前以天然气为燃料的天然气发动机在乘用车或者商用车上都得到了较好的运用。但目前天然气的供应链也还不够完善，天然气燃料的加注不少地区还存在一定的问题，尤其是冬天因采暖消耗导致供应车用的天然气供应紧张。因此以天然气发动机为动力的汽车在行驶到无天然气供应的地区就无法长时间运行，汽车的使用区域也受到限制。甲醇和天然气作的着火温度都比较高，适合作为火花点火发动机的燃料；甲醇的辛烷值为114，天然气的辛烷值为127，均具有较高的辛烷值的特点。虽然甲醇的辛烷值比天然气略低，但甲醇具有更大的蒸发气化潜热导致进气终了气缸内的混合气温度比天然气发动机温度低，而且甲醇的火焰传播速度比天然气快，所以目前压缩比为10-13的天然气发动机，此压缩比也适合甲醇发动机，因此目前的甲醇发动机也基本上是在天然气发动机的基础上针对甲醇的特点做了适应性开发，使其兼顾适合使用两种燃料。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种在经过燃料适应性设计的前提下使用此系统后可以成为适合甲醇和天然气两种燃料的发动机，发动机运行更加安全可靠、经济和环保的节能减排发动机的控制系统。为达到以上目的，本专利技术采用的技术方案为：一种用于发动机的调节阀，包括：阀体，所述阀体在入口端口和出口端口之间的内室中容纳阀元件，所述阀元件调节通过所述阀体的燃料流量；致动器，所述致动器被联接成使所述阀元件相对于所述阀体移动；控制器，所述控制器配置成基于差压和绝对压力测量值经由所述致动器调节所述阀体的位置，以实现通过所述阀体的所述燃料的目标质量流量；连通至所述阀体的外部燃气通道，所述阀体能够控制所述外部燃气通道内的燃气流量，其中流量传感器，其包括外流量传感器，其设置在所述外部燃气通道上，用于检测所述外部燃气通道内的燃气流量；差压和绝对压力传感器，所述差压和绝对压力传感器被布置成提供所述压力测量值。上述的用于发动机的调节阀，所述调节阀还包括连通至所述阀体的内部燃气通道，所述阀体还能够控制所述内部燃气通道内的燃气流量，所述流量传感器还包括内流量传感器，其设置在所述内部燃气通道上，用于检测所述内部燃气通道内的燃气流量。上述的用于发动机的调节阀，所述差压传感器流体地联接到上游压力探针和下游压力探针，使得所述差压测量值对应于所述阀元件上的差压。上述的用于发动机的调节阀，所述上游压力探针包括皮托管探针，并且所述下游压力探针包括静压力探针。上述的用于发动机的调节阀，所述调节阀还包括阀杆，所述阀杆连接至所述阀体，并且相对于所述阀体可旋转，所述阀体上设置有微动开关，且所述阀杆上设置有触动件，所述触动件在所述阀杆转动时能够触发所述微动开关。上述的用于发动机的调节阀，所述流量传感器设置在靠近所述阀体的位置处。上述的用于发动机的调节阀，所述调节阀还包括连通至所述阀体的内环燃气通道，所述阀体还能够控制所述内环燃气通道内的燃气流量，其中所述阀体包括：阀壳，其具有一个进气口和两个出气口，所述外环燃气通道和所述内环燃气通道分别连通至所述两个出气口；阀芯，其可旋转地设置在所述阀壳内，所述阀芯具有阀芯燃气通道和与所述阀芯燃气通道连通的气孔，所述气孔在所述阀芯相对于所述阀壳旋转时与所述两个出气口配合来调节输送至所述外环燃气通道和所述内环燃气通道的燃气流量，所述调节阀还包括阀杆，具有相对设置的第一端和第二端，所述第一端连接至所述阀芯，且所述第二端延伸到所述阀壳的外部。上述的用于发动机的调节阀，所述调节阀还包括点火装置，所述点火装置连接所述阀杆的所述第二端，以通过操作所述点火装置转动所述阀杆。一种节能减排发动机的控制系统，包括上述中任一项所述的用于发动机的调节阀、甲醇燃料供油喷射系统、天然气供气喷射系统和燃料电控系统；其中，甲醇供油喷射系统包括依次相连的甲醇燃油箱、甲醇泵、甲醇滤清器、甲醇共轨喷嘴组件和甲醇喷嘴；天然气供气喷射系统包括天然气储存罐，以及设置在天然气储存罐与燃气分配管的天然气连接管路上的燃气控制喷嘴、燃气开关电磁阀和燃气滤清器；燃料电控系统包括传感器、执行器以及采集传感器的信号并控制执行器运作的甲醇/天然气燃料电子控制单元ECU；其中ECU包括用于接收传感器采集的信号的输入信号处理模块、与执行器相连的ECU内部驱动电路模块以及与输入信号处理模块和ECU内部驱动电路模块相连的微处理器；所述执行器包括与ECU相连的甲醇泵、甲醇喷嘴、燃气开关电磁阀和燃气控制喷嘴，以及用于对发动机进气空气流量进行控制的电子节气门体和涡轮增压器控制阀；传感器包括与ECU相连的位于发动机机体上的水温传感器、位于进气总管上的进气歧管压力温度传感器/进气流量传感器、发动机的曲轴位置传感器、位于油泵凸轮轴或进排气门凸轮轴处的凸轮轴位置传感器和用于检测油门踏板位置的油门踏板位置传感器，以及用于测量燃气控制喷嘴进口处燃气压力和温度的天然气压力和温度传感器和设置在天然气储存罐内的天然气液位或压力传感器，传感器还包括位于电子节气门体上的节气门位置传感器，所有传感器的输出端分别与输入信号处理模块相连。上述的节能减排发动机的控制系统，所述传感器还包括用于测量发动机工作空气燃料混合比的氧传感器，氧传感器安装于排气歧管或排气管上。上述的节能减排发动机的控制系统，还包括废气涡轮增压器，所述传感器还包括设置在废气涡轮增压器上的增压压力温度传感器，该增压压力温度传感器的输出端与输入信号处理模块相连。上述的节能减排发动机的控制系统，所述控制系统还包括连接于ECU的甲醇/天然气模式选择开关与控制系统信息显示组合终端，其用于提供选择发动机工作燃料模式的信息。本专利技术的优点在于：本专利技术这种节能减本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于发动机的调节阀，其特征在于，包括：/n阀体，所述阀体在入口端口和出口端口之间的内室中容纳阀元件，所述阀元件调节通过所述阀体的燃料流量；/n致动器，所述致动器被联接成使所述阀元件相对于所述阀体移动；/n控制器，所述控制器配置成基于差压和绝对压力测量值经由所述致动器调节所述阀体的位置，以实现通过所述阀体的所述燃料的目标质量流量；/n连通至所述阀体的外部燃气通道，所述阀体能够控制所述外部燃气通道内的燃气流量，其中流量传感器，其包括外流量传感器，其设置在所述外部燃气通道上，用于检测所述外部燃气通道内的燃气流量；/n差压和绝对压力传感器，所述差压和绝对压力传感器被布置成提供所述压力测量值。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于发动机的调节阀，其特征在于，包括：
阀体，所述阀体在入口端口和出口端口之间的内室中容纳阀元件，所述阀元件调节通过所述阀体的燃料流量；
致动器，所述致动器被联接成使所述阀元件相对于所述阀体移动；
控制器，所述控制器配置成基于差压和绝对压力测量值经由所述致动器调节所述阀体的位置，以实现通过所述阀体的所述燃料的目标质量流量；
连通至所述阀体的外部燃气通道，所述阀体能够控制所述外部燃气通道内的燃气流量，其中流量传感器，其包括外流量传感器，其设置在所述外部燃气通道上，用于检测所述外部燃气通道内的燃气流量；
差压和绝对压力传感器，所述差压和绝对压力传感器被布置成提供所述压力测量值。


2.如权利要求1所述的用于发动机的调节阀，其特征在于，所述调节阀还包括连通至所述阀体的内部燃气通道，所述阀体还能够控制所述内部燃气通道内的燃气流量，所述流量传感器还包括内流量传感器，其设置在所述内部燃气通道上，用于检测所述内部燃气通道内的燃气流量。


3.如权利要求1所述的用于发动机的调节阀，其特征在于，所述差压传感器流体地联接到上游压力探针和下游压力探针，使得所述差压测量值对应于所述阀元件上的差压。


4.如权利要求1所述的用于发动机的调节阀，其特征在于，所述调节阀还包括阀杆，所述阀杆连接至所述阀体，并且相对于所述阀体可旋转，所述阀体上设置有微动开关，且所述阀杆上设置有触动件，所述触动件在所述阀杆转动时能够触发所述微动开关。


5.如权利要求1所述的用于发动机的调节阀，其特征在于，所述调节阀还包括连通至所述阀体的内部燃气通道，所述阀体还能够控制所述内部燃气通道内的燃气流量，其中所述阀体包括：
阀壳，其具有一个进气口和两个出气口，所述外部燃气通道和所述内部燃气通道分别连通至所述两个出气口；
阀芯，其可旋转地设置在所述阀壳内，所述阀芯具有阀芯燃气通道和与所述阀芯燃气通道连通的气孔，所述气孔在所述阀芯相对于所述阀壳旋转时与所述两个出气口配合来调节输送至所述外部燃气通道和所述内部燃气通道的燃气流量，
所述调节阀还包括阀杆，具有相对设置的第一端和第二端，所述第一端连接至所述阀芯，且所述第二端延伸到所述阀壳的外部。


6.如权利要求5所述的用于发动机的调节阀，...

【专利技术属性】
技术研发人员：李笑雨，
申请(专利权)人：李笑雨，
类型：发明
国别省市：山东;37