专利名称：煤气发动机分路增压多点喷射控制方法
技术领域：
本发明涉及到发动机燃料增压及混合方式，也涉及到发动机燃料喷射的控制，具体而言是一种煤气发动机分路增压多点喷射控制方法。
背景技术：
现有的增压煤气发动机通常采用两种煤气混合方式，其一是预混合方式，其二是多点缸内混合方式。预混合方式是煤气和空气先混合后增压，形成均质混合气后再进入各气缸。优点是转速和负荷在较大范转变动时，仍能保证各缸工作均衡性；缺点是进气系统回火放炮的问题不易解决。多点缸内混合方式是空气先由发动机增压器增压，煤气先由外置压缩机压缩，然后空气与煤气在控制机构作用下在各气缸进气口处定时混合。优点是进气系统不存在回火放炮问题；缺点是各气缸混合气的浓度及进气流量不能单独调节控制，工作均衡性差，调整难度大，无法满足在宽负荷情况下良好工作。经检索专利文献，发现几篇弱相贯对比文件是“内燃机的增压器的控制装置”(86105426)、“燃气发动机给气装置”(99226162.7)、“发动机的燃气流量控制装置”(02221960.9)。它们各有特长，也各有不足之处，都与本发明的技术特征不同。
发明内容本发明的目的就在于提供一种煤气发动机分路增压多点喷射控制方法，克服现有技术的上述缺点和不足之处，满足煤气发动机的更高要求。
上述目的是由下述技术方案实现的空气、煤气分路增压及混合流程是空气、煤气先分路增压，再经各自的中冷器冷却。然后空气先进入总进气管，再进入各气缸进气歧管。增压冷却后的煤气先经过空气——煤气压力平衡调节阀(平衡阀)，该阀受总进气管内空气压力控制，使煤气压力与总进气管内空气压力维持平衡。然后煤气再经过节气门，节气门受到发动机调速器控制。煤气由节气门出来再进入煤气共轨管。再经过电控调节阀进入各气缸内。在各气缸的进气冲程中，其进气歧管内的空气和煤气共轨管内的煤气一同被吸入该气缸内，并在该气缸内完成混合。而在其它冲程中，由于煤气压力比总进气管内的空气压力略低，所以限制了煤气流入总进气管，总进气管内不存在高浓度混合气，也就不会发生回火放炮现象，防止了对人身伤害及机器的损坏。
电控自动调节系统，由燃烧传感器、工控机和电控调节阀组成一个自动调节闭环系统。由燃烧传感器提供各气缸内的燃烧信号作为反馈信号，由工控机对各气缸的反馈信号进行数据采集与处理，并将其转变成电信号，再与设定值进行比较，产生一个差值电信号。以电控调节阀做为执行机构，在差值电信号的作用下，电控调节阀开度增大或减小，使各气缸的进煤气流量相应地增大或减小。正因为能对各气缸多点喷射独立进行控制，使得各气缸进气流量均衡稳定，所以能有效地防止爆振燃烧。
上述电控调节阀主要由阀壳、上盖板、护罩、下固定座、步进电机、导向块、限位传感器、轴承套、轴承、传动螺杆、限位盘、滑动轴、轴套、弹簧和阀门组成。阀壳上端装上盖板，步进电机及其护罩安装在上盖板上。阀壳内壁一侧装导向块，相对的另一侧装上、下限位传感器。传动螺杆上端通过轴承套和轴承与步进电机输出轴连接，下端与滑动轴的上端连接，限位盘装在此连接处。滑动轴从阀壳下端中心孔内的轴套向下伸出，并插入煤气共轨管内。滑动轴的最下端安装阀芯，阀芯方安装弹簧，阀座安装在煤气共轨管的下管壁上。阀壳下端通过下固定座安装在煤气共轨管的上管壁上。
本发明的主要优点是空气、煤气分路增压并由平衡阀限制煤气进不了总进气管，有效地防止了回火放炮；用气缸内燃烧信号作为控制系统反馈信号，有效地防止了爆振燃烧；采用电控调节阀做执行机构，能自动独立调节各缸多点喷射混合气浓度，保证各气缸工作的均衡性；由工业控制计算机系统完成数据采集与处理，实现了自动监测与控制。
附图1是本发明的分路增压混合流程及多点喷射控制原理方框图。
附图2是其中的分路增压及混合流程方框图。
附图3是其中的电控系统原理方框图。
附图4是电控调节阀结构示意图。
具体实施方式
结合
一个实施例
如图1或2所示，空气、煤气先分路增压，再经各自的中冷器冷却。然后空气先进入总进气管，再进入各缸进气歧管。增压冷却后的煤气先经过平衡阀，平衡阀受总进气管内空气压力控制，使煤气压力与总进气管内的空气压力维持平衡。然后煤气再经过节气门，节气门受到发动机调速器控制。煤气由节气门再进入煤气共轨管，再经电控调节阀进入各气缸内。在各气缸的进气冲程中，其进气歧管内的空气和煤气共轨管内的煤气一同被吸入各气缸内，并在各气缸内完成混合。
如图1或3所示，本发明的电控系统由燃烧传感器、工控机和电控调节阀组成。由燃烧传感器提供各气缸内的燃烧信号作为反馈信号，由工控机对各气缸的反馈信号进行数据采集与处理，并转变成电压信号，再与设定的电压值进行比较，产生一个差值电压信号。再以此信号去控制电控调节阀开度增大或减小，使各气缸的进气流量相应地增大或减小。
如图4所示，电控调节阀主要由阀壳6、上盖板3、护罩1、步进电机2、导向块7、上下限位传感器22和20、传动螺杆8、限位盘9、滑动轴10、轴套11、下固定座12、弹簧13、阀门14和15组成。阀壳6的上端安装上盖板3，步进电机2及其护罩1安装在上盖板3上。阀壳6的内壁左侧安装导向块7，右侧安装上、下限位传感器22和20。传动螺杆8的上端通过轴承套4和轴承5与步进电机2的输出轴连接，下端与滑动轴10的上端连接，限位盘9就安装在此连接处。滑动轴10从阀壳6下端中心孔内的轴套11向下伸出，并插入煤气共轨管23内。滑动轴10的最下端安装阀芯14，阀芯14的上方安装弹簧13，阀座15安装在煤气共轨管23的下管壁上。阀壳6的下端通过下固定座12安装在煤气共轨管23的上管壁上。
权利要求
1.一种煤气发动机分路增压多点喷射控制方法，其特征在于空气、煤气分路增压及混合流程是空气、煤气先分路增压，再经各自的中冷器冷却，然后空气先进入总进气管，再进入各气缸进气歧管，增压冷却后的煤气先经过空气——煤气压力平衡调节阀(平衡阀)，该阀受总进气管内空气压力控制，使煤气压力与总进气管内空气压力维持平衡，然后煤气再经过节气门，节气门受到发动机调速器控制，煤气由节气门出来再进入煤气共轨管，再经过电控调节阀进入各气缸内，在各气缸的进气冲程中，其进气歧管内的空气和煤气共轨管内的煤气一同被吸入该气缸内，并在该气缸内完成混合，而在其它冲程中，总进气管内不存在高浓度混合气；电控自动调节系统由燃烧传感器、工控机和电控调节阀组成一个自动调节闭环系统，由燃烧传感器提供各气缸内的燃烧信号作为反馈信号，由工控机对各气缸的反馈信号进行数采集与处理，并将其转变成电信号，再与设定值进行比较，产生一个差值电信号，以电控调节阀做为执行机构，在差值电信号的作用下，电控调节阀的开度增大或减小，使各气缸的进煤气流量相应地增大或减小。
2.根据权利要求1所述的煤气发动机分路增压多点喷射控制方法，其特征在于电控调节阀由阀壳(6)、上盖板(3)、护罩(1)、步进电机(2)、导向块(7)、上下限位传感器(22)和(20)、轴承套(4)、轴承(5)、传动螺杆(8)、限位盘(9)、滑动轴(10)、轴套(11)、下固定座(12)、弹簧(13)和阀门(14)、(15)组成，阀壳(6)的上端装上盖板(3)，步进电机(2)及其护罩(1)安装在上盖板(3)上，阀壳(6)的内壁左侧安装导向块(10)，右侧安装上、下限位传感器(22)和(20)，传动螺杆(8)上端通过轴承套(4)和轴承(5)与步进电机(2)的输出轴连接，下端与滑动轴(11)的上端连接，限位盘(9)就安装在此连接处，滑动轴(11)从阀壳(6)下端中心孔内的轴套(10)向下伸出，并插入煤气共轨管(23)内，滑动轴(11)的最下端安装阀芯(14)，阀芯(14)上方安装弹簧(13)，阀座(15)安装在煤气共轨管(23)的下管壁上，阀壳(6)下端通过下固定座(12)安装在煤气共轨管(23)的上管壁上。
全文摘要
本发明公开了一种煤气发动机分路增压多点喷射控制方法，属于发动机燃料增压及混合和燃料喷射的控制技术。主要特征是空气和煤气先分路增压和冷却，然后空气先进入进气管再进入各缸进气歧管，煤气先经过受进气管空气压力控制的平衡阀，再经节气门进入煤气共轨管，再经电控调节阀与进气歧管内的空气一同被吸入气缸内进行混合。由燃烧传感器提供各气缸燃烧信号，由工控机采集处理各缸信号，并根据信号大小去控制电控调节阀的开度变大或变小，使各气缸进煤气流量相应变化。主要优点是能防止回火放炮和爆振燃烧，能对各气缸多点喷射独立进行控制，使得各气缸进气流量均衡稳定，工作更加安全可靠，自动化程度较高，适用于煤气发动机及煤气发电机组。
文档编号F02M21/04GK1487185SQ0313914
公开日2004年4月7日 申请日期2003年8月20日 优先权日2003年8月20日
发明者陈宜亮, 季魁玉, 孙佳俊, 马晓钟, 王立堂, 肖继顺, 张启军 申请人:中国石化集团胜利石油管理局动力机械, 中国石化集团胜利石油管理局动力机械厂