燃气发动机控制系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及发动机机械技术领域，尤其涉及到一种燃气发动机控制系统。
【背景技术】
[0002]常用发动机工作原理如下:高压压缩的燃料经过滤清器过滤后，进入高压减压器，将压缩的高压燃气5MPa-20MPa压力调整至0.8MPa左右，高压燃气在减压的过程中，由于减压膨胀，需要吸收大量的热，导致减压器内大幅降温，为防止减压器内结冰，通过热交换器将发动机内的冷却液引至用于对通过的燃气加热，燃气和空气在混合器中充分混合后，进入到发动机的汽缸内，经点火系统点燃驱动发动机，ECU经过传感器对所排出的废气中氧的浓度来发出新的指令，进一步修正所需燃气量和空气量的比例。
[0003]然而由于目前的发动机系统常用的是由一个节气门对混合后的气体控制其输入到发动机的量，而一个节气门的控制，会造成燃料控制不精确，排气温度高，导致发动机容易不点火，更无法实现稀薄燃烧，浪费燃料。而市场上比较先进的一种发动机使用电控单点喷射技术实现精确控制，然而这种技术需要高压气源才可实现，而对于那些低压或者常规气压若要实现电控喷射就需要一些昂贵的辅助设备对其增压才可实现，而这样子就需要成本的增加，不利于大部分企业进行大规模生产和推广。
【发明内容】
[0004]为了克服上述现有技术的不足，本发明提供一种燃气发动机控制系统，它具有良好的经济性，更优的排放性能，能够减少发动机热负荷，实现稀薄燃烧。
[0005]本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:提供一种燃气发动机控制系统，它包括燃料供给系统、空气压力控制系统、废气输出系统、发动机点火系统、和电子控制元件ECU，其中:
燃料供给系统包括燃料输入管路，按照燃料输入方向依次设置有高压切断阀、减压器、燃气滤清器、稳压器、热交换器、燃气节温器、燃气计量阀、混合器、混合气传感器，还包括第一电子节气门和第二电子节气门，其中第一电子节气门设置在燃气计量阀和混合器输入端之间，第二电子节气门与混合器的输出端连接。经过高压压缩的燃气从燃气瓶出来，ECU给予信号及时控制高压切断阀供给或者关闭燃气，由于燃气瓶出来的燃气具有很高的压力，需先经过一个减压器用于将燃气压力降低，经过燃气滤清器过滤微粒后，进入到一个稳压器中，进一步保证所通过燃气压力的稳定性，由于燃气经过减压器时，压缩的燃气由液态变为气态，需要吸收大量的热量，为了防止燃气在进入燃气计量阀前结冰，通过安装一个热交换器，引用发动机中的冷却液进一步对燃气加热，为了更好地控制进入混合器内燃气的温度，在热交换器后安装一个燃气节温器，使通过的燃气温度可以保持在一定的温度范围内，当温度过高时，燃气节温器关闭，待降温后燃气节温器开启，燃气通过进入到了燃气计量阀，用于ECU检测进入的燃气量，为了充分利用燃料，更好的实现发动机稀薄燃烧，燃气计量阀输出端和混合器之前的管路上设置有第一电子节气门，由于电子节气门集成有执行原件，位置传感器，节气阀门等结构，可以使得ECU检测到所通过的燃气量，而适当做出修正命令来合理调整实际所需的燃气量，燃气从第一电子节气门出来后就进入到混合器中，与经过空气压力控制系统输送过来的空气混合均匀后，经过第二电子节气门，通过控制第二电子节气门内阀门的开度，控制进入发动机汽缸内混和气体的量，从而控制发动机的转速和负荷，ECU检测混合气传感器所传送的混合气体的浓度、温度并做出修正命令。
[0006]空气压力控制系统包括空气输入管路，按照空气输入方向依次设置在空气输入管路上的环境传感器，空气滤清器，增压器和中冷器，新鲜空气经过空气滤清器过滤杂质后，进入到增压器中，过滤后的空气经增压器压缩而提高了其密度，可以使更多的空气进入到发动机汽缸中，同时由于空气压缩，其密度提高后所排出的空气的气压也随之升高，温度升高，可以安装一个中冷器用于控制经过增压器压缩的空气，从而可以提高发动机的效率，环境传感器检测环境信息反馈给ECU，ECU判断做出修正指令。
[0007]废气输出系统包括废气输出管路，设置在废气输出管路上的废气控制阀和废气氧传感器，安装废气控制阀可以控制其出口压力，进一步可以控制发动机的增压压力，能有效提升发动机低速扭矩，满足频繁启动发动的工作需求，而ECU通过检测废气氧传感器所传送的废气中氧的含量，而判断燃烧时候的空燃比，从而进一步修正燃气的供给量。
[0008]发动机点火系统包括点火线圈、安装在点火线圈下端的火花塞。燃气进入到发动机汽缸中后，ECU给予点火线圈指令，使其产生高电压，高电压传递给火花塞，产生火花，点燃燃气。
[0009]电子控制元件ECU是根据各种传感器反馈的信号做出执行命令，用于更好的监控发动机的运行工况。
[0010]相较于现有技术，本发明采用的燃气发动机控制系统，通过在燃料供给系统中增加了第一电子节气门和第二电子节气门，用于对所通过的燃料更进一步的精确控制，使得最终进入发动机汽缸内的燃气燃烧更加充分，可以实现发动机的稀薄燃烧，减少发动机热负荷，具有更好的排放性能和良好的经济效益。
[0011]
【附图说明】
[0012]下面结合附图和【具体实施方式】对本发明做进一步详细说明。
[0013]图1是本发明燃气发动机控制系统工作原理图；
【具体实施方式】
[0014]如图1所示，为本发明所述的发动机控制系统，包括燃料供给系统、空气压力控制系统、废气输出系统、发动机点火系统、和电子控制元件ECU，其中:
燃料供给系统包括:燃气管道10，按照燃气进气方向依次设置的高压切断阀11、减压器12、燃气滤清器13、稳压器14、热交换器15、燃气节温器16、燃气计量阀17、第一电子节气门18、混合器19、第二电子节气门110和混合气传感器111 ；
空气压力控制系统包括空气输入管路20，按照空气进气方向依次设置的环境传感器21，空气滤清器22，增压器23和中冷器24 ；
废气输出系统包括废气输出管路30，设置在废气输出管路上的废气控制阀31和废气氧传感器32 ；
发动机点火系统包括点火线圈41、安装在点火线圈下端的火花塞42,发动机43和发动机启动保护继电器44;
电子控制元件E⑶51。
[0015]本发明燃气发动机控制系统按照下述方式工作:压力为1MPa的压缩燃气进入燃气管道10，E⑶51检测并给予信号控制高压切断阀11供给和切断燃气，燃气经过减压器12将压缩的高压燃气压力降低至0.SMPa后进入至燃气滤清器13，经过燃气滤清器13过滤燃气中的杂质微粒后燃气进入稳压器14以便保证所通过燃气压力保持在0.SMPa的稳定性，燃气经过减压器时，压缩的燃气由液态变为气态，需要吸收大量的热量，为了防止燃气在进入燃气计量阀前结冰，安装一个热交换器15引用发动机中的冷却液对燃气加热，燃气通过热交换器15后进入到燃气节温器16中，使通过的燃气温度可以保持在40°以下温度范围内，当温度高于40°时，燃气节温器16关闭几秒钟，待降温后燃气节温器16开启，燃气通过进入到了燃气计量阀17中，ECU 51检测燃气计量阀17通入的燃气量，判断其是否为发动机所需量，用于进一步调整修正系统参数，燃气从燃气计量阀17中出来后进入到了第一电子节气门18，第一电子节气门18内的传感器将检测到的燃气信息反馈给E⑶51，E⑶51根据发动机的运行工况下达指令控制第一电子节气门18内的阀门的开口大小，调整其所通过的燃气的量。
[0016]于此同时，E⑶根据环境传感器21反馈的环境信息，判断做出指令，控制发动机43所需空气量，新鲜空气进入空气管路20中，空气滤清器22将新鲜空气中的杂质微粒过滤掉，经过滤后的空气进入到增压器23中，增压器23压缩空气，压缩后的空气温度升高，外接一个中冷器24用于对高温空气降温。
[0017]经过第一电子节气门18的燃气和经过中冷器24的空气进入至混合器19中进行燃料的充分混合，第二电子节气门110外接混合器19，混合后的气体燃料进入到第二电子节气门110内，ECU检测第二电子节气门110内的传感器，根据发动机43的运行工况发出指令控制第二电子节气门110内的阀门的开口大小，从而调整进入发动机43汽缸内混合气体燃料的量，混合气传感器111将检测混合管路中混合的气体燃料的浓度等信息反馈给ECU51。
[0018]燃气进入到发动机43汽缸中后，E⑶51给予点火线圈41指令，使其产生高电压，高电压传递给火花塞42，产生火花，点燃燃气，驱动发动机的启动运转，发动机启动保护继电器44用于保护发动机43的启动。
[0019]发动机43燃烧产生的废气通过废气管路30排出，废气管路30上安装有废气控制阀31用于控制其出口处压力，在废气管路30的出口处安装有废气氧传感器32，用于检测废气中氧的含量，并将检测结果反馈给ECU 51，用于ECU 51进一步修正燃气的供给量。
[0020]以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。
【主权项】
1.一种燃气发动机控制系统，包括燃料供给系统、空气压力控制系统、废气输出系统、发动机点火系统、和电子控制元件ECU，其中: 空气压力控制系统包括空气输入管路，按照空气输入方向依次设置在空气输入管路上的环境传感器，空气滤清器，增压器和中冷器； 废气输出系统包括废气输出管路，设置在废气输出管路上的废气控制阀和废气氧传感器； 发动机点火系统包括点火线圈、安装在点火线圈下端的火花塞； 燃料供给系统包括燃料输入管路，按照燃料输入方向依次设置有高压切断阀、减压器、燃气滤清器、稳压器、热交换器、燃气节温器、燃气计量阀、混合器、混合气传感器； 其特征在于:所述燃料供给系统还包括第一电子节气门和第二电子节气门，其中第一电子节气门设置在燃气计量阀和混合器输入端之间，第二电子节气门外接混合器的输出端。
【专利摘要】本发明公开了一种燃气发动机控制系统，包括燃料供给系统、空气压力控制系统、废气输出系统、发动机点火系统、和电子控制元件ECU，通过在燃料供给系统中增加了第一电子节气门和第二电子节气门，用于对所通过的燃料更进一步的精确控制，使得最终进入发动机汽缸内的气体燃料燃烧更加充分，可以实现发动机的稀薄燃烧，减少发动机热负荷，具有更好的排放性能和良好的经济效益。
【IPC分类】F02D19/02
【公开号】CN105201659
【申请号】CN201410257129
【发明人】陈树镇
【申请人】上海保罗杰动力设备有限公司
【公开日】2015年12月30日
【申请日】2014年6月11日