本發(fā)明涉及雙燃料發(fā)動機，尤其涉及一種甲醇柴油雙燃料發(fā)動機的控制方法及控制系統(tǒng)。

背景技術：

1、傳統(tǒng)的內燃機在燃燒化石燃料時，排放大量的二氧化碳、氮氧化物及顆粒物，對環(huán)境造成了嚴重污染。因此，開發(fā)高效、低排放的替代燃料發(fā)動機成為了實現雙碳目標的重要途徑之一。目前，甲醇因其清潔、低碳的特性，被認為是較為理想的替代燃料。甲醇(ch3oh)不僅具有較高的含氧量，燃燒時產生的二氧化碳較少，同時其來源豐富，可以通過生物質、工業(yè)廢氣等多種途徑生產。傳統(tǒng)的甲醇發(fā)動機通常采用液態(tài)噴射火花點火燃燒，但在實際運行中存在甲醇與空氣混合不好、燃燒不穩(wěn)定、排放較高等問題。這些問題在一定程度上限制了甲醇燃料的廣泛應用。

2、傳統(tǒng)的甲醇發(fā)動機通常采用液態(tài)噴射火花點火燃燒或柴油壓燃燃燒，但在實際運行中存在液態(tài)甲醇霧化不完全霧化顆粒大與空氣混合不好，造成燃燒不穩(wěn)定、排放較高、爆震風險大等問題。

技術實現思路

1、針對上述不足，本發(fā)明所要解決的技術問題是：提供一種甲醇柴油雙燃料發(fā)動機的控制方法及控制系統(tǒng)，甲醇通過預測裂解后與柴油共同進入氣缸，并采用柴油壓燃方式進行燃燒，通過爆震檢測系統(tǒng)控制甲醇的供給量及裂解程度，以實現高效、低排放、穩(wěn)定的發(fā)動機運行。

2、為解決上述技術問題，本發(fā)明的技術方案是：

3、一種甲醇柴油雙燃料發(fā)動機的控制方法，包括以下步驟；

4、s1、獲取發(fā)動機當前工況、爆震信號和增壓后壓力；

5、s2、判斷當前工況是低工況還是高工況；

6、s3、如果當前工況為低工況，控制甲醇裂解氣的壓力在第一壓力范圍內；

7、如果當前工況為高工況，再判斷增壓后壓力是否大于預設定增壓壓力；

8、若增壓后壓力大于預設定增壓壓力，控制甲醇裂解氣的壓力在第二壓力范圍，且第二壓力范圍內最小值大于第一壓力范圍內最大值；

9、s4、判斷爆震信號是否與預設定爆震信號匹配；

10、s5、若匹配，生成對應的調整信號；

11、s6、根據調整信號，推后燃料供給時刻、調整燃料供給比例、自動減速或切換至純柴油模式。

12、優(yōu)選方式為，所述s1中所述獲取爆震信號步驟，包括：

13、獲取爆震指數ki；

14、判斷爆震指數ki是否在(0，ki?1)區(qū)間內；

15、判斷爆震指數ki是否在[ki?1，ki2)區(qū)間內；

16、判斷爆震指數ki是否在[ki2，+∞)區(qū)間內；

17、如果爆震指數ki在(0，ki?1)區(qū)間內，則爆震信號為輕度爆震；

18、如果爆震指數ki在[ki?1，ki2)區(qū)間內，則爆震信號為中度爆震；

19、如果爆震指數ki在[ki?2，+∞)區(qū)間內，則爆震信號為嚴重爆震；

20、其中0<ki?1<ki2。

21、優(yōu)選方式為，所述預設定爆震信號包括輕度爆震，爆震信號為輕度爆震時，爆震信號與預設定爆震信號匹配；

22、所述s5包括：若匹配，生成對應的輕度調整信號；

23、所述s6包括：根據輕度調整信號，推后燃料供給時刻，以避免進一步惡化。

24、優(yōu)選方式為，所述預設定爆震信號包括中度爆震，爆震信號為中度爆震時，爆震信號與預設定爆震信號匹配；

25、所述s5包括：若匹配，生成對應的中度調整信號；

26、所述s6包括：根據中度調整信號，調整燃料供給比例，減少甲醇的供給量。

27、優(yōu)選方式為，所述預設定爆震信號包括嚴重爆震，爆震信號為嚴重爆震時，爆震信號與預設定爆震信號匹配；

28、所述s5包括：若匹配，生成對應的嚴重調整信號；

29、所述s6包括：根據嚴重調整信號，自動減速或切換至純柴油模式，以保護發(fā)動機不受損害。

30、優(yōu)選方式為，所述s3包括：根據發(fā)動機的排氣溫度，設定甲醇裂解溫度在300℃到400℃之間。

31、優(yōu)選方式為，所述s1中所述獲取當前工況步驟包括：獲取發(fā)動機的轉速和負荷；

32、所述s2包括：判斷轉速是否小于預設定轉速閾值；

33、判斷負荷是否小于預設定負荷閾值；

34、如果轉速小于轉速閾值或負荷小于預設定負荷閾值，則當前工況為低工況；

35、否則，當前工況為高工況。

36、一種甲醇柴油雙燃料發(fā)動機的控制系統(tǒng)，包括控制單元及分別與所述控制單元通信連接的甲醇供給裝置、甲醇裂解裝置、爆震監(jiān)測裝置、噴射裝置和爆震信號診斷單元，還包括混合裝置；

37、所述甲醇供給裝置包括甲醇泵，所述甲醇泵與所述控制單元電連接，所述控制單元通過控制所述甲醇泵的轉速，來調整甲醇供給量；

38、所述甲醇裂解裝置用于將甲醇裂解，并輸送裂解后氣體至所述混合裝置；

39、所述爆震監(jiān)測裝置用于監(jiān)測氣缸內的爆震指數，并傳輸對應的爆震指數至所述控制單元，所述控制單元再傳輸爆震指數至所述爆震信號診斷單元；

40、所述噴射裝置用于以點噴射方式，將混合后的甲醇和空氣噴到發(fā)動機燃燒系統(tǒng)；

41、所述混合裝置用于將裂解后甲醇與空氣混合；

42、所述爆震信號診斷單元用于將接收的爆震指數與預設定區(qū)間進行比較，并根據比較結果，得出當前的爆震信號，再將爆震信號與預設定爆震信號進行匹配，根據匹配結果，生成對應的調整信號，再傳輸調整信號至所述控制單元；

43、所述控制單元根據接收的調整信號，推后燃料供給時刻、調整燃料供給比例、自動減速或切換至純柴油模式。

44、優(yōu)選方式為，所述控制系統(tǒng)還包括與所述甲醇裂解裝置通信連接的工況檢測單元，所述工況檢測單元用于判斷當前工況是低工況還是高工況；如果當前工況為低工況，控制所述甲醇裂解裝置的甲醇裂解氣壓力在第一壓力范圍內；如果當前工況為高工況，再判斷增壓后壓力是否大于預設定增壓壓力；若增壓后壓力大于預設定增壓壓力，控制所述甲醇裂解裝置的甲醇裂解氣壓力在第二壓力范圍，且第二壓力范圍內最小值大于第一壓力范圍內最大值。

45、優(yōu)選方式為，所述混合裝置內設置有多層渦流結構。

46、采用上述技術方案后，本發(fā)明的有益效果是：

47、由于本發(fā)明的甲醇柴油雙燃料發(fā)動機的控制方法及控制系統(tǒng)，通過實時監(jiān)測發(fā)動機的當前工況，并根據當前工況實時調整甲醇裂解裝置的工作溫度和裂解氣的壓力，以使甲醇柴油雙燃料發(fā)動機有最佳的燃燒效率和排放控制，實現高效、低排放、燃燒穩(wěn)定的雙燃料發(fā)動機系統(tǒng)；同時本發(fā)明還通過實時監(jiān)測爆震信號，來控制甲醇的供給量和裂解溫度，適應不同爆震情況下的燃燒需求，降低了發(fā)動機的碳排放量?？梢姡景l(fā)明甲醇通過預測裂解后與柴油共同進入氣缸，并采用柴油壓燃方式進行燃燒，通過爆震檢測系統(tǒng)控制甲醇的供給量及裂解程度，以實現高效、低排放、穩(wěn)定的發(fā)動機運行。

技術特征：

1.一種甲醇柴油雙燃料發(fā)動機的控制方法，其特征在于，包括以下步驟；

2.根據權利要求1所述的甲醇柴油雙燃料發(fā)動機的控制方法，其特征在于，所述s1中所述獲取爆震信號步驟，包括：

3.根據權利要求2所述的甲醇柴油雙燃料發(fā)動機的控制方法，其特征在于，所述預設定爆震信號包括輕度爆震，爆震信號為輕度爆震時，爆震信號與預設定爆震信號匹配；

4.根據權利要求2所述的甲醇柴油雙燃料發(fā)動機的控制方法，其特征在于，所述預設定爆震信號包括中度爆震，爆震信號為中度爆震時，爆震信號與預設定爆震信號匹配；

5.根據權利要求2所述的甲醇柴油雙燃料發(fā)動機的控制方法，其特征在于，所述預設定爆震信號包括嚴重爆震，爆震信號為嚴重爆震時，爆震信號與預設定爆震信號匹配；

6.根據權利要求1所述的甲醇柴油雙燃料發(fā)動機的控制方法，其特征在于，所述s3包括：根據發(fā)動機的排氣溫度，設定甲醇裂解溫度在300℃到400℃之間。

7.根據權利要求1所述的甲醇柴油雙燃料發(fā)動機的控制方法，其特征在于，

8.一種甲醇柴油雙燃料發(fā)動機的控制系統(tǒng)，其特征在于，包括控制單元及分別與所述控制單元通信連接的甲醇供給裝置、甲醇裂解裝置、爆震監(jiān)測裝置、噴射裝置和爆震信號診斷單元，還包括混合裝置；

9.根據權利要求8所述的甲醇柴油雙燃料發(fā)動機的控制系統(tǒng)，其特征在于，所述控制系統(tǒng)還包括與所述甲醇裂解裝置通信連接的工況檢測單元，所述工況檢測單元用于判斷當前工況是低工況還是高工況；如果當前工況為低工況，控制所述甲醇裂解裝置的甲醇裂解氣壓力在第一壓力范圍內；如果當前工況為高工況，再判斷增壓后壓力是否大于預設定增壓壓力；若增壓后壓力大于預設定增壓壓力，控制所述甲醇裂解裝置的甲醇裂解氣壓力在第二壓力范圍，且第二壓力范圍內最小值大于第一壓力范圍內最大值。

10.根據權利要求8所述的甲醇柴油雙燃料發(fā)動機的控制系統(tǒng)，其特征在于，所述混合裝置內設置有多層渦流結構。

技術總結
本發(fā)明公開了一種甲醇柴油雙燃料發(fā)動機的控制方法及控制系統(tǒng)，主要是獲取發(fā)動機當前工況、爆震信號和增壓后壓力；判斷當前工況是低工況還是高工況；若為低工況，控制甲醇裂解氣的壓力在第一壓力范圍內；若為高工況，判斷增壓后壓力是否大于預設定增壓壓力；若大于預設定增壓壓力，控制甲醇裂解氣的壓力在第二壓力范圍；判斷爆震信號是否與預設定爆震信號匹配；若匹配生成調整信號；根據調整信號，推后燃料供給時刻、調整燃料供給比例、自動減速或切換至純柴油模式；可見，本發(fā)明甲醇通過預測裂解后與柴油共同進入氣缸，采用柴油壓燃方式進行燃燒，通過爆震檢測系統(tǒng)控制甲醇的供給量及裂解程度，以實現高效、低排放、穩(wěn)定的發(fā)動機運行。

技術研發(fā)人員：余建發(fā),段呂,王國安,卿杰,唐魚
受保護的技術使用者：重慶濰柴發(fā)動機有限公司
技術研發(fā)日：
技術公布日：2024/11/14