发动机进油双回路控制系统的制作方法

本实用新型属于内燃机技术领域，具体涉及一种双回路控制在线精确混合气装置。

背景技术：

内燃机的可燃混合气浓度是影响其经济性、动力性和排放的重要运行参数。理想的可燃混合气浓度随发动机工况的变化关系，即混合气浓度控制策略是内燃机开发的重要环节，也是内燃机燃料供给系统的重要设计依据。混合气浓度控制策略与发动机性能要求、结构类型、使用的燃料和用途等有关。

内燃机高效清洁燃烧的需求催生了HCCI/PCCI等新型燃烧方式，然而由于燃烧相位和放热率不可控，HCCI/PCCI运行的负荷范围有限。为解决其运行工况范围扩展困难的问题，威斯康星大学提出了反应控制压燃(RCCI：Reactivity Controlled Compression Ignition)的燃烧模式，成为近年来国际研究热点。为实现RCCI燃烧，发动机需要两套燃油系统，一套是气道喷射系统(PFI)，将低反应性、易挥发的燃料喷入气道，如汽油、甲醇、乙醇等，从而在缸内先形成均质混合气。另一套是缸内直喷系统(DI)，在压缩行程的早期将高反应性燃料直接喷入气缸，如柴油、生物柴油、添加少量十六烷值添加剂(2-EHN和DTBP)的汽油等，与缸内的均匀混合气混合，使充量具有一定的活性分层，压缩着火后点燃气道喷射所形成的均匀混合气，即在满足一定条件(温度、压力、当量比)时，高活性区域首先着火，开始燃烧放热过程。在不同负荷工况，通过调整PFI与DI燃料的比例，就调节了实际参与缸内燃烧燃料的当量十六烷值，达到控制燃烧相位的目的。

随着内燃机行业的发展以及人们对环境保护的越发重视。开发和使用清洁的替代燃料是同时解决能源短缺与大气污染两个全世界亟待解决的关键问题的重要途径。研究替代燃料，另一方面是在研究燃烧机理时，利用替代燃料研究其燃烧特性以及排放特性。这就需要在配比替代燃料时，精确控制不同成分的比例。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供发动机进油双回路控制系统，针对汽油和柴油两种燃料，使其能够在混合器中按一定比例精确混合，以控制汽油柴油的掺混比，通过双回路控制使汽柴油的掺混比更加精确，从而为相关的研究奠定基础。

本实用新型的技术目的通过下述技术方案予以实现：

发动机进油双回路控制系统，第一进油导管与第一燃油滤清器相连，第一燃油滤清器通过第二进油导管与第一储油瓶相连并在第二进油导管上设置第一电磁阀；第一储油瓶通过第二出油导管与混合器相连并在第二出油导管上设置第四电磁阀；第一储油瓶通过第一活塞连杆机构与第一步进电机相连并在第一储油瓶中设置第一活塞；第四进油导管与第二燃油滤清器相连，第二燃油滤清器通过第三进油导管与第二储油瓶相连并在第三进油导管上设置第二电磁阀；第二储油瓶通过第一出油导管与混合器相连并在第一出油导管上设置第三电磁阀；第二储油瓶通过第二活塞连杆机构与第二步进电机相连并在第二储油瓶中设置第二活塞；

第一步进电机、第一电磁阀和第四电磁阀分别与第一控制单元相连，第一控制单元根据指令控制第一步进电机的运行状态，进而控制第一活塞连杆机构在第一储油瓶中的行程以及第一电磁阀、第四电磁阀的状态；第二步进电机、第二电磁阀和第四电磁阀分别与第二控制单元相连，第二控制单元根据指令控制第二步进电机的运行状态，进而控制第二活塞连杆机构在第二储油瓶中的行程以及第二电磁阀、第三电磁阀的状态；

第一储油瓶通过第二出油导管与混合器相连并在第二出油导管上设置第四电磁阀；第二储油瓶通过第一出油导管与混合器相连并在第一出油导管上设置第三电磁阀，在混合器上设置第三出油导管。

第一储油瓶和第二储油瓶具有相同的内腔横截面积，以使通过调整第一活塞连杆机构，第一活塞，第二活塞连杆机构和第二活塞在两个储油瓶中的行程实现两路进油在混合器中混合比例的调整。

第一进油导管、第四进油导管，用于分别与储备两种液体燃料的储备装置相连。

第三出油导管，用于将混合器中按照预设比例混合后的液体燃料输送给发动机。

在管路中设置燃油滤清器，以初步去除柴油汽油中混有的杂质。

第一控制单元由第一功率放大器、第一脉冲分配器和第一脉冲发生器组成，第一步进电机与第一功率放大器相连，第一功率放大器与第一脉冲分配器相连，第一脉冲分配器与第一脉冲发生器相连，第一功率放大器分别与第一电磁阀和第四电磁阀相连；第二控制单元由第二脉冲发生器、第二脉冲分配器和第二功率放大器组成，第二步进电机与第二功率放大器相连，第二功率放大器与第二脉冲分配器相连，第二脉冲分配器与第二脉冲发生器相连，第二功率放大器分别与第二电磁阀和第三电磁阀相连。

具体来说，通过向第一脉冲发生器输入指令控制第一步进电机的运行状态(如正反转、转动角度等，进而控制第一活塞连杆机构在第一储油瓶中的行程)，控制信号同时传输给第一电磁阀、第四电磁阀；通过向第二脉冲发生器输入指令控制第二步进电机的运行状态(如正反转、转动角度等，进而控制第二活塞连杆机构在第二储油瓶中的行程)，控制信号同时传输给第二电磁阀、第三电磁阀；

选择第一步进电机和第二步进电机的参数一致(转速相同)。

与现有技术相比，本实用新型的优点和有益效果为：

1.可实现两种液体燃料的混合，如汽油和柴油的混合。通过改变输入脉冲发生器的指令，可以控制步进电机在一个工作循环中正反转的时间比例从而调整汽油和柴油在混合器中的混合比。

2.提高了混合比的准确度。该实用新型首先将汽油和柴油注入储备装置中，再在储油瓶中抽取汽柴油，经过二级提取，加上步进电机的行程控制，使汽柴油的比例更加精确。

3.该实用新型的结构简单，操作简便。经过校准之后，该装置能实现在线调整柴汽油混合比的操作。

附图说明

图1为本实用新型的发动机进油双回路控制系统的结构示意图，其中1为第一进油导管，2为第一燃油滤清器，3为第二进油导管，4为第一电磁阀，5为第一储油瓶，6为第一活塞连杆机构，6-1为第一活塞，7为第一步进电机，8为第一功率放大器，9为第一脉冲分配器，10为第一脉冲发生器，11为第二脉冲发生器，12为第二脉冲分配器，13为第二功率放大器，14为第二步进电机，15为第二活塞连杆机构，15-1为第二活塞，16为第二储油瓶，17为第二电磁阀，18为第三进油导管，19为第二燃油滤清器，20为第四进油导管，21为第三电磁阀，22为第一出油导管，23为混合器，24为第二出油导管，25为第四电磁阀，26为第三出油导管。

具体实施方式

下面通过具体实施例对本实用新型作进一步详述，以下实施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本实用新型的保护范围。

如附图1所示，本实用新型的发动机进油双回路控制系统，实线表示为管路连接关系，虚线表示为电路信号连接和传导关系。第一进油导管与第一燃油滤清器相连，第一燃油滤清器通过第二进油导管与第一储油瓶相连并在第二进油导管上设置第一电磁阀；第一储油瓶通过第二出油导管与混合器相连并在第二出油导管上设置第四电磁阀；第一储油瓶通过第一活塞连杆机构与第一步进电机相连并在第一储油瓶中设置第一活塞；第四进油导管与第二燃油滤清器相连，第二燃油滤清器通过第三进油导管与第二储油瓶相连并在第三进油导管上设置第二电磁阀；第二储油瓶通过第一出油导管与混合器相连并在第一出油导管上设置第三电磁阀；第二储油瓶通过第二活塞连杆机构与第二步进电机相连并在第二储油瓶中设置第二活塞；第一步进电机、第一电磁阀和第四电磁阀分别与第一控制单元相连，第二步进电机、第二电磁阀和第四电磁阀分别与第二控制单元相连。

第一储油瓶和第二储油瓶具有相同的内腔横截面积，以使通过调整第一活塞连杆机构，第一活塞，第二活塞连杆机构和第二活塞在两个储油瓶中的行程实现两路进油在混合器中混合比例的调整。

第一储油瓶通过第二出油导管与混合器相连并在第二出油导管上设置第四电磁阀；第二储油瓶通过第一出油导管与混合器相连并在第一出油导管上设置第三电磁阀，在混合器上设置第三出油导管。

在管路中设置燃油滤清器，以初步去除柴油汽油中混有的杂质。

外接电源分别为第一控制单元、第二控制单元提供能源。

指令一和指令二分别进入第一控制单元、第二控制单元，其中指令一控制第一步进电机的运行状态(如正反转、转动角度等)、第一电磁阀和第四电磁阀的状态(如开关)；指令二控制第二步进电机的运行状态(如正反转、转动角度等)、第二电磁阀和第三电磁阀的状态(如开关)。

第一控制单元由第一功率放大器、第一脉冲分配器和第一脉冲发生器组成，第一步进电机与第一功率放大器相连，第一功率放大器与第一脉冲分配器相连，第一脉冲分配器与第一脉冲发生器相连，第一功率放大器分别与第一电磁阀和第四电磁阀相连；第二控制单元由第二脉冲发生器、第二脉冲分配器和第二功率放大器组成，第二步进电机与第二功率放大器相连，第二功率放大器与第二脉冲分配器相连，第二脉冲分配器与第二脉冲发生器相连，第二功率放大器分别与第二电磁阀和第三电磁阀相连。

具体来说，通过向第一脉冲发生器输入指令控制第一步进电机的运行状态(如正反转、转动角度等，进而控制第一活塞连杆机构在第一储油瓶中的行程)，控制信号同时传输给第一电磁阀、第四电磁阀；通过向第二脉冲发生器输入指令控制第二步进电机的运行状态(如正反转、转动角度等，进而控制第二活塞连杆机构在第二储油瓶中的行程)，控制信号同时传输给第二电磁阀、第三电磁阀；

选择第一步进电机和第二步进电机的参数一致(转速相同)，两者工作一个循环的时间是确定值，输入信号中包含正值、负值和零；给予步进电机(7)(14)的信号，一个循环的时间应该相同，完成一个循环之后的活塞连杆机构(6)(15)的位置应该都处于上止点处。输入信号为正值时，步进电机(7)(14)正转即活塞连杆机构(6)(15)下行，电磁阀开关(4)(17)打开，电磁阀开关(21)(25)闭合。输入信号为负值时，步进电机(7)(14)反转即活塞连杆机构(6)(15)上行，电磁阀开关(4)(17)闭合，电磁阀开关(21)(25)打开。输入信号为零时，步进电机(7)(14)继续反转即活塞连杆机构(6)(15)上行，电磁阀开关(4)(17)打开，电磁阀开关(21)(25)闭合。

两侧的管路(1)(3)(18)(20)(22)(24)的物性参数要保持一致，以确保该装置的精确性。

在进行测试使用时，第一进油导管、第四进油导管分别与储存汽油和柴油的装置相连，储油瓶(5)(16)中的活塞连杆机构(6)(15)(即第一活塞和第二活塞)应处于上止点的位置，即储油瓶(5)(16)内没有空气。此时向脉冲发生器(10)(11)输入各自相应的指令一和指令二，两个指令为方波信号(各自控制相应的步进电机和电磁阀)，该指令经过脉冲分配器(9)和(12)、功率放大器(8)和(13)的作用控制步进电机(7)(14)的正反转，及正反转的时间。两个步进电机(7)(14)的转速相同，储油瓶(5)(16)内腔的横截面积相同，即可以通过控制控制电机正反转的时间来控制储油瓶(5)(16)的出油量的体积比例，通过调整输入信号方波中正负值的调整从而控制柴油汽油的混合比。

(1)步进电机(7)(14)正转时，电磁阀开关(4)(17)打开，电磁阀开关(21)(25)闭合，活塞连杆机构(6)(15)下行，汽油和柴油从各自储存装置中分别经过由进油导管(1)、燃油滤清器(2)和进油导管(3)组成的第一进油管路、由进油导管(18)、进油导管(20)和燃油滤清器(19)组成的第二进油管路进入储油瓶(5)(16)中。

(2)步进电机(7)(14)反转时，电磁阀开关(4)(17)闭合，电磁阀开关(21)(25)打开。活塞连杆机构(6)(15)上行，汽油和柴油分别从储油瓶(5)(16)经过出油导管(22)(24)进入混合器(23)中。

上述装置和调控方式适用于不同液体燃料的组合，以实现控制两者混合比。

以上对本实用新型做了示例性的描述，应该说明的是，在不脱离本实用新型的核心的情况下，任何简单的变形、修改或者其他本领域技术人员能够不花费创造性劳动的等同替换均落入本实用新型的保护范围。