專利名稱：雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)電噴系統(tǒng)控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種用于雙燃料汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)電噴系統(tǒng)控制裝置，屬于雙燃料汽車發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
柴油—雙燃料電噴系統(tǒng)的原理就是允許內(nèi)燃機(jī)以兩種燃料同步工作。柴油—天然氣雙燃料電噴系統(tǒng)能夠在現(xiàn)有的柴油機(jī)上加裝氣態(tài)燃料供給系統(tǒng)，將單一的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)化為雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)。柴油變成用于點(diǎn)燃?jí)嚎s狀態(tài)下氣態(tài)燃料的引燃燃料和部件的潤(rùn)滑劑。在目前通常使用的柴油—天然氣雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)中存在以下問(wèn)題一、在柴油量控制方面，一般都是通過(guò)機(jī)械機(jī)構(gòu)限制柴油噴油泵油門位置對(duì)柴油噴射量進(jìn)行控制，因此僅能對(duì)柴油噴射量進(jìn)行某一量值的限量，不可根據(jù)載荷的變化對(duì)柴油噴油量進(jìn)行調(diào)節(jié)，其控制精度較低，并且不能實(shí)現(xiàn)直接的數(shù)字控制。
二、在氣態(tài)燃料控制方面目前，現(xiàn)有技術(shù)中所采用的氣態(tài)燃料電控噴射閥主要有兩類，一類是用汽油機(jī)現(xiàn)有的電控噴油器作為燃?xì)鈬娚溟y，另一類是專門為燃?xì)庠O(shè)計(jì)的燃?xì)鈬娚溟y。第一類燃?xì)鈬娚溟y由于采用的是汽油電控噴油器，控制燃?xì)饬魍ǖ耐◤狡毡檩^小，因而無(wú)法滿足較大功率發(fā)動(dòng)機(jī)的燃?xì)庑枰欢诙愲m為燃?xì)鈱ｉT設(shè)計(jì)，但普遍存在著制造精度要求高、制造困難、成本高等問(wèn)題；并且現(xiàn)有的電控噴射閥中的電磁鐵普遍采用推力使電磁鐵控制錐度閥門，而推力使電磁鐵不僅存在著運(yùn)動(dòng)部件多、結(jié)構(gòu)復(fù)雜的問(wèn)題，而且由于電磁鐵的推力容易使錐度閥門與其發(fā)作產(chǎn)生較大的沖擊力，因而還存在著工作性較低、閥門容易損壞等問(wèn)題。而且現(xiàn)有的氣態(tài)燃料供給系統(tǒng)對(duì)氣態(tài)燃料噴射量的控制精度不夠高，導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷變化迅速時(shí)，氣態(tài)燃料的流量調(diào)整不夠快速。并且當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)溫度較高時(shí)，氣態(tài)燃料供給系統(tǒng)容易發(fā)生事故。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的在于提供一種控制精度高、易于流量調(diào)整、結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單、制造成本低、更加安全的雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)電噴系統(tǒng)控制裝置，以克服現(xiàn)有技術(shù)的不足。
本實(shí)用新型是這樣實(shí)現(xiàn)的它包括系統(tǒng)控制器(1)、柴油發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)(2)和氣態(tài)燃料供給系統(tǒng)(3)，氣態(tài)燃料供給系統(tǒng)(3)的氣態(tài)燃料罐(4)通過(guò)高壓開(kāi)關(guān)閥(5)、減壓閥(14)、低壓開(kāi)關(guān)閥(6)和噴射閥(7)連接至混合器(8)，在混合器(8)上連接有渦輪增壓器(9)，并且混合器(8)通過(guò)管道連接至柴油發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)(2)；在柴油發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)(2)上設(shè)有轉(zhuǎn)速傳感器(10)和溫度傳感器(11)，在渦輪增壓器(9)上設(shè)有壓力傳感器(12)，在柴油發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)(2)的油門上設(shè)有位置傳感器(13)，轉(zhuǎn)速傳感器(10)、溫度傳感器(11)、壓力傳感器(12)和位置傳感器(13)的信號(hào)輸送至系統(tǒng)控制器(1)；氣態(tài)燃料供給系統(tǒng)(3)中的噴射閥(7)為1～12個(gè)，系統(tǒng)控制器(1)的輸出信號(hào)分別輸送至柴油發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)(2)的油門執(zhí)行器(16)和氣態(tài)燃料供給系統(tǒng)(3)的高壓開(kāi)關(guān)閥(5)、低壓開(kāi)關(guān)閥(6)和噴射閥(7)。
上述的雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)電噴系統(tǒng)控制裝置，在系統(tǒng)控制器(1)與油門執(zhí)行器(16)、高壓開(kāi)關(guān)閥(5)和低壓開(kāi)關(guān)閥(6)之間還設(shè)有用于控制氣態(tài)燃料比例的子控制器(15)，系統(tǒng)控制器(1)的輸出信號(hào)先輸送至子控制器(15)，子控制器(15)的輸出信號(hào)再輸送至柴油發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)(2)的油門執(zhí)行器(16)和氣態(tài)燃料供給系統(tǒng)(3)的高壓開(kāi)關(guān)閥(5)和低壓開(kāi)關(guān)閥(6)；氣態(tài)燃料供給系統(tǒng)(3)的渦輪增壓器(9)上設(shè)有過(guò)濾精度為0.3μ的濾清器(17)；氣態(tài)燃料供給系統(tǒng)(3)中的每個(gè)噴射閥(7)的氣態(tài)燃料噴射壓力為0.4Mpa。
由于采用了上述方案，本實(shí)用新型根據(jù)各個(gè)傳感器感受的發(fā)動(dòng)機(jī)工作參數(shù)及油門位置指令，由系統(tǒng)控制器的軟件確定控制參數(shù)，控制雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)的氣態(tài)燃料和柴油的噴射量，并對(duì)柴油發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)和氣態(tài)燃料供給系統(tǒng)的執(zhí)行裝置采用數(shù)字控制。本實(shí)用新型采用系統(tǒng)控制器控制現(xiàn)有發(fā)動(dòng)機(jī)的油門執(zhí)行器，油門執(zhí)行器控制油門拉桿，或通過(guò)控制步進(jìn)電機(jī)來(lái)控制油泵齒桿的位置，以限定柴油的噴射量，并根據(jù)轉(zhuǎn)速的變化增加或減少燃油的噴射量。氣態(tài)燃料通過(guò)氣態(tài)燃料/空氣混合器噴射到發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣道，由于氣態(tài)燃料具有一定的壓力噴入到混合器內(nèi)，在進(jìn)入空氣流時(shí)，氣態(tài)燃料擾動(dòng)了空氣，使相互之間具有良好的混合效果。在氣態(tài)燃料供給系統(tǒng)中，本實(shí)用新型采用了多個(gè)噴射閥依次參與工作的方式，從而提高了整個(gè)系統(tǒng)工作的控制精度，氣態(tài)燃料的流量調(diào)整也更加快速、方便。為了修正大氣壓力變化對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)性能的影響，該系統(tǒng)采用了進(jìn)氣壓力傳感器，控制器根據(jù)該傳感器感受的壓力值的變化，對(duì)氣態(tài)燃料的噴射量進(jìn)行修正，從而得到理想的空燃比。為了避免對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的損壞，該系統(tǒng)設(shè)置了排氣溫度傳感器，用于監(jiān)視發(fā)動(dòng)機(jī)的工作狀態(tài)。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)排氣溫度超過(guò)安全工作排氣溫度時(shí)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)地將工作模式切換到全柴油工作模式，使發(fā)動(dòng)機(jī)的使用更加安全。


附圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)原理示意圖；附圖2為本實(shí)用新型增加子控制器后的結(jié)構(gòu)原理示意圖。
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型的實(shí)施例在現(xiàn)有的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)(2)上安裝一套氣態(tài)燃料供給系統(tǒng)(3)，并安裝一個(gè)系統(tǒng)控制器(1)，系統(tǒng)控制器(1)可采用現(xiàn)有技術(shù)中的80196微處理器，將氣態(tài)燃料供給系統(tǒng)(3)的氣態(tài)燃料罐(4)通過(guò)高壓開(kāi)關(guān)閥(5)、減壓閥(14)、低壓開(kāi)關(guān)閥(6)和噴射閥(7)連接至混合器(8)，在氣態(tài)燃料供給系統(tǒng)(3)中安裝一個(gè)減壓閥(14)，可限定氣態(tài)燃料的噴射壓力，確保氣態(tài)燃料供給系統(tǒng)(3)各部件的安全性；在混合器(8)上連接一個(gè)渦輪增壓器(9)，并且將混合器(8)通過(guò)管道連接至柴油發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)(2)；在柴油發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)(2)上安裝用于測(cè)量發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)速傳感器(10)和用于測(cè)量發(fā)動(dòng)機(jī)排氣溫度的溫度傳感器(11)，在渦輪增壓器(9)上安裝壓力傳感器(12)，用于測(cè)量進(jìn)氣壓力，在柴油發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)(2)的油門上安裝位置傳感器(13)，將轉(zhuǎn)速傳感器(10)、溫度傳感器(11)、壓力傳感器(12)和位置傳感器(13)的信號(hào)輸送至系統(tǒng)控制器(1)；氣態(tài)燃料供給系統(tǒng)(3)中的噴射閥(7)為1～12個(gè)，噴射閥(7)的數(shù)量可根據(jù)柴油發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)(2)的功率大小確定，柴油發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)(2)的功率越大，所需的噴射閥(7)越多；噴射閥(7)可采用現(xiàn)有市場(chǎng)的脈寬調(diào)制型噴射閥，該脈寬調(diào)制型噴射閥采用脈沖信號(hào)控制，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠性較高、易于燃料的流量調(diào)整；將系統(tǒng)控制器(1)的輸出信號(hào)分別輸送至柴油發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)(2)的油門執(zhí)行器(16)和氣態(tài)燃料供給系統(tǒng)(3)的高壓開(kāi)關(guān)閥(5)、低壓開(kāi)關(guān)閥(6)和噴射閥(7)；為了達(dá)到理想的控制效果，在系統(tǒng)控制器(1)與油門執(zhí)行器(16)、高壓開(kāi)關(guān)閥(5)和低壓開(kāi)關(guān)閥(6)之間還安裝一個(gè)用于控制氣態(tài)燃料比例的子控制器(15)，系統(tǒng)控制器(1)的輸出信號(hào)先輸送至子控制器(15)，子控制器(15)的輸出信號(hào)再輸送至柴油發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)(2)的油門執(zhí)行器(16)和氣態(tài)燃料供給系統(tǒng)(3)的高壓開(kāi)關(guān)閥(5)和低壓開(kāi)關(guān)閥(6)；子控制器(15)可采用現(xiàn)有市場(chǎng)上出售的MC68HC908GP32處理器，專門用于處理計(jì)算氣態(tài)燃料和柴油輸入發(fā)動(dòng)機(jī)的噴射量。為了保證系統(tǒng)部件的可靠性，氣態(tài)燃料供給系統(tǒng)(3)的渦輪增壓器(9)上安裝過(guò)濾精度為0.3μ的濾清器(17)；并且將氣態(tài)燃料供給系統(tǒng)(3)中的每個(gè)噴射閥(7)的氣態(tài)燃料噴射壓力設(shè)定為0.4Mpa即成。
本實(shí)用新型工作時(shí)，系統(tǒng)控制器(1)以位置傳感器(13)輸送來(lái)的發(fā)動(dòng)機(jī)油門位置信號(hào)為確定發(fā)動(dòng)機(jī)的負(fù)荷依據(jù)，并同時(shí)根據(jù)轉(zhuǎn)速傳感器(10)、溫度傳感器(11)和壓力傳感器(12)輸送來(lái)的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、發(fā)動(dòng)機(jī)排氣溫度和發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣壓力的參數(shù)，確定出氣態(tài)燃料的噴射量和柴油的輸入量，同時(shí)將控制信號(hào)分別輸送至氣態(tài)燃料供給系統(tǒng)(3)的高壓開(kāi)關(guān)閥(5)、減壓閥(14)、低壓開(kāi)關(guān)閥(6)和噴射閥(7)以及柴油發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)(2)的油門執(zhí)行器(16)，氣態(tài)燃料供給系統(tǒng)(3)將氣態(tài)燃料通過(guò)高壓開(kāi)關(guān)閥(5)和低壓開(kāi)關(guān)閥(6)送入到1～12個(gè)噴射閥(7)中，噴射閥(7)再將氣態(tài)燃料送入混合器(8)中與空氣混合后再噴射到發(fā)動(dòng)機(jī)中，噴射到發(fā)動(dòng)機(jī)中的氣態(tài)燃料與空氣的混合物由柴油發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)(2)輸入的柴油引燃。通過(guò)接收的參數(shù)信號(hào)，根據(jù)負(fù)荷的不同，系統(tǒng)控制器(1)嚴(yán)格限制柴油的供應(yīng)量并控制噴射到發(fā)動(dòng)機(jī)的氣態(tài)燃料噴射量，在最大負(fù)荷下的氣態(tài)燃料替代率可達(dá)到80％。為了提高氣態(tài)燃料噴射量的控制精度，氣態(tài)燃料供給系統(tǒng)(3)中的1～12個(gè)噴射閥(7)可以根據(jù)所需的氣態(tài)燃料噴射量，當(dāng)氣態(tài)燃料噴射量超過(guò)已打開(kāi)的噴射閥(7)的容量后，再打開(kāi)下一個(gè)噴射閥(7)，如此分別依次打開(kāi)噴射閥(7)，即當(dāng)所需的氣態(tài)燃料噴射量越低時(shí)，打開(kāi)的噴射閥(7)數(shù)量越少，當(dāng)所需的氣態(tài)燃料噴射量越高時(shí)，打開(kāi)的噴射閥(7)數(shù)量越多。
通過(guò)接收各個(gè)傳感器的信號(hào)，系統(tǒng)控制器(1)能夠精確限制柴油的供應(yīng)量和噴射到發(fā)動(dòng)機(jī)的氣態(tài)燃料噴射量。由于采用了壓力傳感器(12)，用于感受的進(jìn)氣壓力的變化，能夠?qū)鈶B(tài)燃料的噴射量進(jìn)行修正，得到理想的空燃比。為了避免對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的損壞，還設(shè)置了溫度傳感器(11)，用于監(jiān)視發(fā)動(dòng)機(jī)的工作狀態(tài)。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)排氣溫度超過(guò)安全工作排氣溫度時(shí)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)地將工作模式切換到全柴油工作模式。在全柴油工作模式時(shí)，安裝本實(shí)用新型裝置的發(fā)動(dòng)機(jī)可由系統(tǒng)控制器(1)控制其工作模式與現(xiàn)有柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的工作模式相同。
權(quán)利要求1.一種雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)電噴系統(tǒng)控制裝置，它包括系統(tǒng)控制器(1)、柴油發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)(2)和氣態(tài)燃料供給系統(tǒng)(3)，其特征在于氣態(tài)燃料供給系統(tǒng)(3)的氣態(tài)燃料罐(4)通過(guò)高壓開(kāi)關(guān)閥(5)、減壓閥(14)、低壓開(kāi)關(guān)閥(6)和噴射閥(7)連接至混合器(8)，在混合器(8)上連接有渦輪增壓器(9)，并且混合器(8)通過(guò)管道連接至柴油發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)(2)；在柴油發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)(2)上設(shè)有轉(zhuǎn)速傳感器(10)和溫度傳感器(11)，在渦輪增壓器(9)上設(shè)有壓力傳感器(12)，在柴油發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)(2)的油門上設(shè)有位置傳感器(13)，轉(zhuǎn)速傳感器(10)、溫度傳感器(11)、壓力傳感器(12)和位置傳感器(13)的信號(hào)輸送至系統(tǒng)控制器(1)；氣態(tài)燃料供給系統(tǒng)(3)中的噴射閥(7)為1～12個(gè)，系統(tǒng)控制器(1)的輸出信號(hào)分別輸送至柴油發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)(2)的油門執(zhí)行器(16)和氣態(tài)燃料供給系統(tǒng)(3)的高壓開(kāi)關(guān)閥(5)、低壓開(kāi)關(guān)閥(6)和噴射閥(7)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)電噴系統(tǒng)控制裝置，其特征在于在系統(tǒng)控制器(1)與油門執(zhí)行器(16)、高壓開(kāi)關(guān)閥(5)和低壓開(kāi)關(guān)閥(6)之間還設(shè)有用于控制氣態(tài)燃料比例的子控制器(15)，系統(tǒng)控制器(1)的輸出信號(hào)先輸送至子控制器(15)，子控制器(15)的輸出信號(hào)再輸送至柴油發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)(2)的油門執(zhí)行器(16)和氣態(tài)燃料供給系統(tǒng)(3)的高壓開(kāi)關(guān)閥(5)和低壓開(kāi)關(guān)閥(6)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)電噴系統(tǒng)控制裝置，其特征在于氣態(tài)燃料供給系統(tǒng)(3)的渦輪增壓器(9)上設(shè)有過(guò)濾精度為0.3μ的濾清器(17)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)電噴系統(tǒng)控制裝置，其特征在于氣態(tài)燃料供給系統(tǒng)(3)中的每個(gè)噴射閥(7)的氣態(tài)燃料噴射壓力為0.4Mpa。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)電噴系統(tǒng)控制裝置，它包括系統(tǒng)控制器、柴油發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)和氣態(tài)燃料供給系統(tǒng)，氣態(tài)燃料供給系統(tǒng)的氣態(tài)燃料罐連接至混合器和渦輪增壓器，混合器連接至柴油發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)；在系統(tǒng)內(nèi)設(shè)有轉(zhuǎn)速傳感器、溫度傳感器、壓力傳感器和位置傳感器；氣態(tài)燃料供給系統(tǒng)中的噴射閥為1～12個(gè)，系統(tǒng)控制器的輸出信號(hào)分別輸送至油門執(zhí)行器、高壓開(kāi)關(guān)閥、低壓開(kāi)關(guān)閥和噴射閥。本實(shí)用新型根據(jù)各個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)工作參數(shù)及油門位置指令，由系統(tǒng)控制器的軟件確定控制參數(shù)，控制氣態(tài)燃料和柴油的噴射量，實(shí)現(xiàn)了雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的數(shù)字控制。具有控制精度高、易于流量調(diào)整、結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單、制造成本低、使用更加安全等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)F02M47/02GK2858975SQ20052020052
公開(kāi)日2007年1月17日 申請(qǐng)日期2005年7月21日 優(yōu)先權(quán)日2005年7月21日
發(fā)明者苗建忠, 鮑榮, 周力, 熊欽, 鄭俊洧 申請(qǐng)人:貴州紅華科技開(kāi)發(fā)有限公司