稳压器、燃气发动机系统及燃气压力控制方法与流程

本发明属于燃气发动机技术领域，具体涉及一种稳压器、燃气发发动机系统及燃气压力控制方法。

背景技术：

目前，天然气发动机使用的燃气喷嘴在内部气体流动速度为声速的状态下才能良好地工作，而想要保证燃气喷嘴内的气体流动速度是声速，需要保证喷嘴出口处的燃气压力与喷嘴进口处的燃气压力的比值小于固定值（通常是0.54）。

在天然气发动机系统中，燃气喷嘴的进口连接稳压器，燃气喷嘴的出口通过混合器连接进气管，其中，稳压器用于将燃气压力稳定在一定的数值。现有的稳压器的工作原理是：高压力的燃气进入稳压器，通过活塞与密封垫之间的流通间隙进入活塞中间的导管，等压腔与燃气出口联通，等压腔燃气压力等于稳压器出口的压力，等压腔的作用是使燃气出口压力作用于活塞的顶面，此时，活塞顶面压力与弹簧、真空腔压力形成了动态平衡。使得燃气出口压力等于一个设定值。

然而，现有的稳压器具有如下缺点：活塞与壳体之间存在摩擦力，使得活塞向稳压器出口方向运动时，稳压器出口处的燃气压力会降低。另外，当活塞向稳压器出口方向运动时，弹簧处于伸长的状态下，弹簧的弹力会发生衰减，由此也会导致稳压器出口处的燃气压力降低。稳压器出口处的燃气压力降低，会导致喷嘴的进口处的压力降低，进而导致喷嘴出口处的燃气压力与喷嘴进口处的燃气压力的比值可能会大于固定值0.54，导致燃气喷嘴部分工况下不能满足发动机需求。

技术实现要素：

本发明的目的是至少解决现有的稳压器在活塞向稳压器出口方向运动时可能导致稳压器出口处的燃气压力降低的问题。该目的是通过以下技术方案实现的：

本发明的第一方面提出了一种稳压器，包括：壳体，所述壳体包括进气腔和活塞腔，所述进气腔和所述活塞腔之间设有间隔件，所述间隔件上设有间隔件通孔；活塞，所述活塞可滑动地设置在所述活塞腔中，所述活塞内设置有贯通所述活塞的活塞通孔；弹簧，所述弹簧设置于所述活塞腔中，所述弹簧设置在所述活塞与所述间隔件之间；出气端盖，所述出气端盖设置于所述活塞腔的开口端，所述出气端盖上设有燃气出口；电磁线圈，所述电磁线圈设置在所述出气端盖的靠近所述活塞的一端，所述电磁线圈在通电状态下产生用于吸引所述活塞的磁场力，以吸引所述活塞靠近所述出气端盖。

根据本发明实施例的稳压器，在出气端盖的靠近活塞的一端设置有电磁线圈，电磁线圈在通电状态下产生用于吸引所述活塞的磁场力，以吸引所述活塞靠近所述出气端盖，因而，可以利用电磁线圈的磁场力来控制活塞向出气端盖运动的位移量，从而提升稳压器的燃气出口处的燃气压力。

在本发明的一些实施例中，所述电磁线圈沿所述出气端盖的周向设置。

在本发明的一些实施例中，所述稳压器还包括堵盖，所述堵盖安装于所述进气腔，在所述堵盖上设有多个堵盖通孔。

在本发明的一些实施例中，所述出气端盖与所述活塞腔的开口端通过螺纹连接。

在本发明的一些实施例中，在所述活塞腔处的所述壳体上设有气压平衡孔。

在本发明的一些实施例中，所述稳压器还包括进气端盖，在所述进气端盖上设有燃气进口，所述燃气进口与所述堵盖通孔相通。

在本发明的一些实施例中，所述活塞包括活塞头和活塞杆，所述活塞头与所述活塞腔滑动密封配合，所述活塞杆插装于所述间隔件通孔内，所述弹簧套设在所述活塞杆上。

在本发明的一些实施例中，所述活塞头与所述出气端盖顶靠的一端设有调节腔，所述调节腔与所述活塞通孔连通，所述调节腔的直径大于所述活塞通孔的直径。

本发明的第二方面提出了一种燃气发动机系统，包括：进气管，用于为燃气发动机供气；混合器，所述混合器的出口与所述进气管连接；燃气喷嘴，所述燃气喷嘴的出口连接所述混合器的燃气进口；稳压器，所述稳压器为上述任一实施例中的稳压器，所述稳压器的燃气出口连接所述燃气喷嘴的进口；第一压力传感器，所述第一压力传感器设于所述稳压器与所述燃气喷嘴之间；第二压力传感器，所述第二压力传感器设于所述进气管与所述混合器之间；ecu，所述ecu与所述第一压力传感器、所述第二压力传感器、所述稳压器的电磁线圈电连接。

本发明的第三方面提出了一种燃气压力控制方法，用于上述任一实施例中的燃气发动机系统，所述燃气压力控制方法包括：

实时获取第一压力传感器的第一压力值；

实时获取第二压力传感器的第二压力值；

计算第二压力值与第一压力值的比值；

根据所述比值大于等于预设值的结果，控制所述电磁线圈的磁场力提升。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的附图标记表示相同的部件。在附图中：

图1是本发明实施例的稳压器的结构示意图；

图2是本发明实施例的燃气发动机系统的示意图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施方式。虽然附图中显示了本公开的示例性实施方式，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

应理解的是，文中使用的术语仅出于描述特定示例实施方式的目的，而无意于进行限制。除非上下文另外明确地指出，否则如文中使用的单数形式“一”、“一个”以及“所述”也可以表示包括复数形式。术语“包括”、“包含”、“含有”以及“具有”是包含性的，并且因此指明所陈述的特征、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但并不排除存在或者添加一个或多个其它特征、步骤、操作、元件、部件、和/或它们的组合。

尽管可以在文中使用术语第一、第二、第三等来描述多个元件、部件、区域、层和/或部段，但是，这些元件、部件、区域、层和/或部段不应被这些术语所限制。这些术语可以仅用来将一个元件、部件、区域、层或部段与另一区域、层或部段区分开。除非上下文明确地指出，否则诸如“第一”、“第二”之类的术语以及其它数字术语在文中使用时并不暗示顺序或者次序。因此，以下讨论的第一元件、部件、区域、层或部段在不脱离示例实施方式的教导的情况下可以被称作第二元件、部件、区域、层或部段。

为了便于描述，可以在文中使用空间相对关系术语来描述如图中示出的一个元件或者特征相对于另一元件或者特征的关系，这些相对关系术语例如为“内部”、“外部”、“内侧”、“外侧”、“下面”、“下方”、“上面”、“上方”等。这种空间相对关系术语意于包括除图中描绘的方位之外的在使用或者操作中装置的不同方位。例如，如果在图中的装置翻转，那么描述为“在其它元件或者特征下面”或者“在其它元件或者特征下方”的元件将随后定向为“在其它元件或者特征上面”或者“在其它元件或者特征上方”。因此，示例术语“在……下方”可以包括在上和在下的方位。装置可以另外定向（旋转90度或者在其它方向）并且文中使用的空间相对关系描述符相应地进行解释。

本发明第一方面的实施例提出了一种稳压器100，其包括壳体10、活塞20、弹簧30、出气端盖40和电磁线圈50。具体地，壳体10包括进气腔11和活塞腔12，进气腔11和活塞腔12之间设有间隔件13，间隔件13上设有间隔件通孔，活塞20可滑动地设置在活塞腔12中，活塞20内设置有贯通活塞20的活塞通孔21，弹簧30设置于活塞腔12中，弹簧30设置在活塞20与间隔件13之间，出气端盖40设置于活塞腔12的开口端，出气端盖40上设有燃气出口41，电磁线圈50设置在出气端盖40的靠近活塞20的一端，电磁线圈50在通电状态下产生用于吸引活塞20的磁场力，以吸引活塞20靠近出气端盖40。

根据本发明实施例的稳压器100，在出气端盖40的靠近活塞20的一端设置有电磁线圈50，电磁线圈50在通电状态下产生用于吸引活塞20的磁场力，以吸引活塞20靠近出气端盖40，因而，可以利用电磁线圈50的磁场力来控制活塞20向出气端盖40运动的位移量，从而提升稳压器100的燃气出口处的燃气压力。

具体地，电磁线圈50沿出气端盖40的周向设置，电磁线圈50可以为沿出气端盖40的周向设置的多个电磁线圈，也可以是沿出气端盖40的周向设置的一整圈电磁线圈，只要能够提供在通电状态下吸引活塞20的电磁力即可。

另外，在壳体10与出气端盖40之间设置有用于密封的密封圈。

进一步地，稳压器100还包括堵盖60，堵盖60安装于进气腔11，在堵盖60上设有多个堵盖通孔61，燃气通过堵盖通孔61可喷射进入进气腔11中，进而进入活塞通孔21。

进一步地，出气端盖40与活塞腔12的开口端通过螺纹连接，通过出气端盖40与活塞腔12的旋入程度，可以调节出气端盖40的位置，进而可以调节活塞20与堵盖60之间的距离，进而达到调压的目的。

进一步地，在活塞腔12处的壳体10上设有气压平衡孔14，在稳压器100应用于燃气发动机系统时，气压平衡孔可与进气管200连接。

进一步地，稳压器100还包括进气端盖70，在进气端盖70上设有燃气进口71，燃气进口71与堵盖通孔61相通。

另外，在壳体10与进气端盖70之间设置有用于密封的密封圈。

进一步地，活塞20包括活塞头22和活塞杆23，活塞头22与活塞腔12滑动密封配合，活塞杆23插装于间隔件通孔内，弹簧30套设在活塞杆23上。

进一步地，活塞头22与出气端盖40顶靠的一端设有调节腔24，调节腔24与活塞通孔21连通，调节腔24的直径大于活塞通孔21的直径，调节腔24用于调节进气一端和出气一端的压力的平衡。

本发明第二方面的实施例提出了一种燃气发动机系统，其包括进气管、混合器、稳压器100、燃气喷嘴、第一压力传感器、第二压力传感器以及ecu。具体地，进气管用于为燃气发动机供气，混合器的出口与进气管连接，燃气喷嘴的出口连接混合器的燃气进口，稳压器100为上述任一实施例中的稳压器，稳压器100的燃气出口41连接燃气喷嘴的进口，第一压力传感器设于稳压器100与燃气喷嘴之间，第二压力传感器设于进气管与混合器之间，ecu与第一压力传感器、第二压力传感器、稳压器100的电磁线圈50电连接，ecu可以对电磁线圈50的磁场力进行控制。

本发明第三方面的实施例提出了一种燃气压力控制方法，用于上述实施例中的燃气发动机系统，该方法包括：

实时获取第一压力传感器的第一压力值；

实时获取第二压力传感器的第二压力值；

计算第二压力值与第一压力值的比值；

根据比值大于等于预设值的结果，控制电磁线圈50的磁场力提升。

其中，预设值可以是0.54，当第二压力值与第一压力值的比值≥0.54时，控制电磁线圈50的磁场力提升，从而使燃气喷嘴400的进口处的压力上升，进而保证燃气喷嘴的出口处与进口处的比值小于0.54，保证燃气喷嘴内的燃气处于声速流动。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。