專利名稱：混燃式柴油發(fā)電機組燃氣控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種發(fā)電機燃料控制系統(tǒng)裝置，具體涉及一種混燃式柴油發(fā)電機組燃氣控制裝置。
背景技術(shù)：
當前，隨著我國經(jīng)濟的持續(xù)快速發(fā)展和人民生活水平的不斷提高，能源成本和環(huán)境污染成為越來越突出的問題，對我國的能源供應(yīng)安全和國民經(jīng)濟都造成很大的沖擊。為了節(jié)約能源成本和低碳減排、減少污染，燃氣能源(天然氣、LPG)作為清潔、經(jīng)濟、供應(yīng)可靠的替代燃料被廣泛推廣，也是優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)、改善大氣質(zhì)量的一個重要方向。目前現(xiàn)有柴油發(fā)電機組混燃式燃氣技術(shù)主要有兩種，一種是機械式燃油控制結(jié)合機械式燃氣控制；即機械泵柴油供給和自然吸氣式燃氣供給系統(tǒng)；另一種是機械式燃油控制結(jié)合電子燃氣控制，即機械泵柴油供給和電子噴射燃氣供給系統(tǒng)。而混合燃燒控制方法和裝置直接影響發(fā)電機組輸出電參數(shù)的穩(wěn)定性、低排放和燃料經(jīng)濟性。以上提及的現(xiàn)有兩種混燃式燃氣技術(shù)方式，存在有以下不足:(I)此兩種混燃式燃氣控制方法和裝置都不能精確控制混合燃燒的柴油量，使得發(fā)電機組在不同的負荷情況下，不能工作在最合理的油氣混合比燃燒狀態(tài)，影響了機組運行的穩(wěn)定性、排放和經(jīng)濟性。(2)現(xiàn)有的混燃式燃氣控制裝置對原柴油機的改造部分較多，同時涉及燃油供給系統(tǒng)的一些改進調(diào)整，機組運行時的油氣混合比的調(diào)試調(diào)整的不穩(wěn)定及故障較多，不能做到簡單、智能化的控制管理。(3)現(xiàn)有的混燃式燃氣控制方法和裝置缺乏混合燃燒故障診斷功能，無法作到實時診斷。(4)現(xiàn)有的混燃式燃氣控制技術(shù)對由于環(huán)境的改變而不能定制調(diào)節(jié)油氣混合比，因機組性能受到較大影響，反映出現(xiàn)有技術(shù)的局限性。如高海拔、高溫、高寒等地區(qū)?？傊F(xiàn)有混燃式燃氣技術(shù)無法避免以上所述的問題和缺陷。

實用新型內(nèi)容本實用新型實施例提出一種混燃式柴油發(fā)電機組燃氣控制裝置，克服現(xiàn)有技術(shù)中存在影響機組運行穩(wěn)定性、排放和經(jīng)濟性的油氣混合比例控制不精確，調(diào)試相對專業(yè)復(fù)雜、無法實時診斷和三高地區(qū)環(huán)境局限性等問題。實現(xiàn)上述目的的技術(shù)方案如下:混燃式柴油發(fā)電機組燃氣控制裝置，包括柴油發(fā)電機，原電子控制單元，柴油發(fā)電機與原電子控制單元連接，其特征在于:還包括燃氣控制裝置，燃氣控制裝置與柴油發(fā)電機連接。優(yōu)選的，燃氣控制裝置包括混燃電子控制系統(tǒng)、燃氣存儲裝置、執(zhí)行器單元，燃氣存儲裝置與執(zhí)行器單元連接，執(zhí)行器單元與柴油發(fā)電機連接，混燃電子控制系統(tǒng)通過信號分別與上述裝置連接，同時混燃電子控制系統(tǒng)還與原電子控制單元連接。[0013]優(yōu)選的，燃氣存儲裝置包括燃氣儲氣容器、蒸發(fā)器、流量表、過濾器，上述部件依次連接；執(zhí)行器單元包括電磁閥、減壓器、燃氣噴嘴、混合器，上述部件依次連接；混燃電子控制系統(tǒng)包括電子控制單元、傳感器、故障診斷系統(tǒng)，所述傳感器向電子控制單元進行信號輸入，傳感器包括節(jié)氣門位置傳感器，水溫傳感器、氧傳感器、曲軸位置傳感器、進氣壓力傳感器、發(fā)電機轉(zhuǎn)速傳感器、進氣溫度傳感器，傳感器與電子控制單元通過信號連接，電子控制單元向執(zhí)行器單元輸出信號；故障診斷系統(tǒng)與電子控制單元連接；其中過濾器與電磁閥連接，混合器與柴油發(fā)電機連接。本實用新型能夠精確合理的配置油氣混合比例，達到最佳混燃動力和排放狀態(tài)，使發(fā)電機組發(fā)電工作時燃燒經(jīng)濟性和和低排放指標達到最大優(yōu)化，精確控制柴油噴射量和燃氣噴射量，并且具備故障診斷和報警功能、具備特殊環(huán)境狀態(tài)的自適應(yīng)控制能力。

圖1本實用新型工作流程示意圖圖2本實用新型控制方式示意圖附圖序號說明:燃氣儲氣容器1、蒸發(fā)器2、流量表3、過濾器4、電磁閥5、減壓器6、燃氣噴嘴7、混合器8、電子控制單元9
具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本實用新型做詳細的說明。圖1中，儲氣容器I內(nèi)存燃氣，儲氣容器I接收到電子控制單元9發(fā)出的命令，儲氣容器I的電磁開關(guān)會打開，燃氣依次進入蒸發(fā)器2、流量表3、過濾器4,之后燃氣進入控制器單元，電子控制單元9根據(jù)柴油發(fā)電機原電子控制單元傳輸?shù)男盘?，向?zhí)行器單元發(fā)出命令，當需要燃氣進入柴油發(fā)電機時，燃氣經(jīng)電磁閥5進入減壓器6，減壓器為高壓減壓器，之后進入燃氣噴嘴，通過混合器進入發(fā)動機燃燒室(圖中未示出，本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)能夠明確發(fā)動機燃燒室的位置與作用)，進入發(fā)動機燃燒室的燃氣由控制單元ECU9采集及輸出信號來控制各噴嘴等執(zhí)行器工作，最后燃氣進入發(fā)動機燃燒室與柴油混合燃燒做功，使發(fā)電機組穩(wěn)定運行。柴油發(fā)電機的原電子控制單元ECU與本實用新型中的電子控制單元信號連接或電連接。首先柴油發(fā)電機的原電子控制單元向本新型的電子控制單元9報告采集的柴油原始噴油信號，同時各傳感器也向電子控制單元9進行信號輸入，根據(jù)信號的輸入電子控制單兀9向各執(zhí)燈器發(fā)出命令。當電子控制單元9發(fā)出命令，燃氣儲氣容器I根據(jù)電子控制單元9發(fā)出的命令放出一定的燃氣，燃氣經(jīng)蒸發(fā)器2、流量表3、過濾器4、進入燃氣控制裝置，燃氣噴嘴、混合器8，然后通過節(jié)氣門(圖中未示出，本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)能夠推斷出節(jié)氣門的位置與作用)進入發(fā)動機進氣管和燃燒室(圖中未示出，本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)能夠推斷出節(jié)氣門的位置與作用)。柴油發(fā)電機(組)混燃式燃氣控制系統(tǒng)的控制方式，詳述如下:[0027]控制部分由電子控制單元9、各類傳感器和執(zhí)行器組成。主要的傳感器有進氣壓力傳感器、發(fā)動機轉(zhuǎn)速傳感器、水溫傳感器、進氣溫度傳感器等，它們將信號反饋至電子控制單元，再由電子控制單元向油、氣噴嘴等執(zhí)行器發(fā)出工作指令。首先，電子控制單元9通過柴油發(fā)電機的原ECU采集柴油原始噴油信號，包括噴油正時、噴油脈寬，噴油間斷頻次。噴油正時信號用于確定噴油的啟始和關(guān)閉時段；噴油時間信號用于確定噴油量的大?。粐娪烷g斷頻次用于判斷發(fā)動機是否處于減速斷油狀態(tài)和判斷發(fā)動機噴油控制電路是否處于損壞狀態(tài)。其他傳感器信號采集包括水溫傳感器，進氣溫度傳感器，進氣壓力傳感器，12V或24V電源供給，轉(zhuǎn)速傳感器。將采集到的各相關(guān)信號進行相關(guān)判定和計算。判定過程:①各傳感器以及柴油噴嘴是否處于正常工作狀態(tài)；②根據(jù)進氣壓力、轉(zhuǎn)速以及水溫信號判斷柴油發(fā)電機組是否已經(jīng)啟動根據(jù)轉(zhuǎn)速信號、噴油脈寬變化判斷柴油發(fā)電機處于何種工況；④根據(jù)混燃開關(guān)信號，判斷柴油發(fā)電機是否處于混燃狀態(tài)。判定結(jié)果:針對①——若工作異常，則不進行混燃方式并發(fā)出報警信號。針對②一在發(fā)動機啟動狀態(tài)，不進行混燃方式。針對③一一在減速斷油狀態(tài)，不進行混燃方式；在其它工況合理限油配氣，保證動力性、經(jīng)濟性、排放等達到要求。針對④一只有混燃開關(guān)打開時才允許進入混燃模式?；烊寄Ｊ綏l件:發(fā)電機(組)必須同時滿足已啟動、非故障、非減速斷油、混燃開關(guān)開啟四個條件?；烊挤绞綄嵤┓譃椴裼蜏p量和燃氣供給兩個方面，綜合發(fā)電機(組)運行工況，標定出以調(diào)速位置和轉(zhuǎn)速為參照噴油脈寬數(shù)據(jù)表。在混燃狀態(tài)下，發(fā)電機組在每個負載的柴油噴射脈寬根據(jù)調(diào)速位置和轉(zhuǎn)速進行確定，即該噴油脈寬數(shù)據(jù)表給出了每個工作點柴油的消耗量。由于在每個工作點需要的限制柴油噴射量低于正常工作所需柴油噴射量的一半以下，發(fā)動機的扭矩也隨之下降。所缺失的扭矩以燃氣的燃燒來填補。在實際中，根據(jù)工作點的限油量以及調(diào)速位置和轉(zhuǎn)速標定出燃氣噴射表。至此，在混燃狀態(tài)下，發(fā)電機(組)是以油和氣的混燃所提供的動力工作的，通過柴油減量的方法降低柴油消耗量，通過燃氣能量合理補充的方式避免動力和功率不足，在不損失發(fā)電機組輸出功率的前提下，做到降低燃料成本，減少有害氣體排放。為使純柴油燃燒平穩(wěn)過渡到混燃方式?？刂瞥淌街性O(shè)定切換合理過渡時間，切換中采用柴油噴射的微分階梯式減量和燃氣供給的微分階梯式增量方式，以達到要求的油氣混燃比。油氣混燃比執(zhí)行過程包括以下兩個部分:①柴油減量，是通過控制柴油噴嘴的通斷實現(xiàn)的。通過程式設(shè)定的能量計算方法得到減油量(以噴油脈寬來衡量)，根據(jù)得到原始噴油信號的開啟時間以及對應(yīng)的曲軸齒數(shù)，以噴油開啟時間為起點，開啟柴油噴嘴通路的控制開關(guān)，并使之持續(xù)計算所得噴油時間，之后切斷柴油噴嘴通路的控制開關(guān)，以此來實現(xiàn)柴油噴射限制。②燃氣供給，根據(jù)發(fā)電機(組)工作狀況，在相應(yīng)的曲軸齒數(shù)，開啟燃氣噴嘴，并使之持續(xù)計算所得的噴氣時間，之后關(guān)閉燃氣噴嘴，以此來實現(xiàn)對燃氣供給量的控制。本控制方法不影響原始柴油ECU各輸入和輸出信號，而是根據(jù)發(fā)電機(組)工作狀況，通過減限原始噴油信號作用的時間來實現(xiàn)柴油減量，該信號處理確保了不影響柴油發(fā)電機ECU的工作狀況及避免其他錯誤的判斷。該方法既實現(xiàn)了原始噴油數(shù)據(jù)優(yōu)化，又達到了對噴油減量的目的。[0035]本控制系統(tǒng)因具有精準的電子調(diào)節(jié)功能，應(yīng)對不同環(huán)境情況和根據(jù)機組的負荷狀況，能精確自定制油氣混燃比和噴射時間，做到簡單、智能化的控制管理，保證機組平穩(wěn)正常的運行。按本實用新型實施例所述，不需要改變原柴油發(fā)電機組的電子控制系統(tǒng)，就可加配所述的柴油發(fā)電機混燃式燃氣控制系統(tǒng)。合理控制柴油和燃氣噴射量的比例，實現(xiàn)輸出功率一致和電參數(shù)穩(wěn)定，同時節(jié)省燃料成本和降低排放。本實用新型中涉及到的各個部件使用現(xiàn)有技術(shù)中的部件即可。以上僅為本發(fā)明實施例的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明實施例，凡在本發(fā)明實施例的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明實施例的保護內(nèi)。本實用新型采用上述方案，適合電控式柴油發(fā)電機組，包括配有電子控制的高壓共軌、電控泵噴嘴、電控單體泵的柴油機；加裝此燃氣控制系統(tǒng)裝置后，使得柴油發(fā)電機組可以單獨燃燒柴油和混合燃燒柴油+燃氣(天然氣、液化石油氣、沼氣等)，以降低發(fā)電機組燃料成本，并同時獲得更好的清潔排放。
權(quán)利要求1.混燃式柴油發(fā)電機組燃氣控制裝置，包括柴油發(fā)電機，原電子控制單元，柴油發(fā)電機與原電子控制單元連接，其特征在于:還包括燃氣控制裝置，燃氣控制裝置與柴油發(fā)電機連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混燃式柴油發(fā)電機組燃氣控制裝置，其特征在于:燃氣控制裝置包括混燃電子控制系統(tǒng)、燃氣存儲裝置、執(zhí)行器單元，燃氣存儲裝置與執(zhí)行器單元連接，執(zhí)行器單元與柴油發(fā)電機連接，混燃電子控制系統(tǒng)通過信號分別與上述裝置連接，同時混燃電子控制系統(tǒng)還與原電子控制單元連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的混燃式柴油發(fā)電機組燃氣控制裝置，其特征在于:燃氣存儲裝置包括燃氣儲氣容器、蒸發(fā)器、流量表、過濾器，上述部件依次連接； 執(zhí)行器單元包括電磁閥、減壓器、燃氣噴嘴、混合器，上述部件依次連接； 混燃電子控制系統(tǒng)包括電子控制單元、傳感器、故障診斷系統(tǒng)，所述傳感器向電子控制單元進行信號輸入，傳感器包括節(jié)氣門位置傳感器，水溫傳感器、氧傳感器、曲軸位置傳感器、進氣壓力傳感器、發(fā)電機轉(zhuǎn)速傳感器、進氣溫度傳感器，傳感器與電子控制單元通過信號連接，電子控制單元向執(zhí)行器單元輸出信號；故障診斷系統(tǒng)與電子控制單元連接； 其中過濾器與電磁閥連接，混合 器與柴油發(fā)電機連接。
專利摘要本實用新型涉及一種混燃式柴油發(fā)電機組燃氣控制裝置，包括柴油發(fā)電機，原電子控制系統(tǒng)，柴油發(fā)電機與原電子控制系統(tǒng)連接，還包括燃氣控制裝置，燃氣控制裝置與柴油發(fā)電機連接。本實用新型能夠精確合理的配置油氣混合比例達到最佳混燃動力和排放狀態(tài)，使發(fā)電機組發(fā)電工作時燃料經(jīng)濟性和低排放指標達到最大優(yōu)化。
文檔編號F02D41/30GK203161360SQ20132011572
公開日2013年8月28日 申請日期2013年3月14日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月14日
發(fā)明者歐陽永頻, 幸偉 申請人:深圳市力駿泰燃氣動力科技有限公司