一种基于扫气温度对扫气压力校正的双燃料发动机的制作方法

一种基于扫气温度对扫气压力校正的双燃料发动机
【技术领域】
1.本发明涉及内燃机技术领域，具体涉及一种基于扫气温度对扫气压力校正的双燃料发动机。


背景技术：

2.随着国际贸易的发展和全球经济增长，海运需求预计将持续增长，如果不采取任何措施，海运排放的污染将越来越严重。伴随着船舶行业相关规范的施行，双燃料低速柴油机因其环保的特性，需求量越来越大。奥托循环又称四冲程循环，一个周期是由吸气过程、压缩过程、膨胀做功过程和排气过程这四个冲程构成。采用奥托循环的双燃料低速发动机，即可使用燃油(重油/柴油)做为燃烧，也可以使用天然气做为燃料。
3.双燃料发动机可以在燃油模式或燃气模式下工作，在燃气模式下工作时，其工作原理是低压天然气在发动机压缩行程直接进入缸套和扫气空气进行预混合，当压缩行程到达上止点附近后，通过点火油点燃混合气体并燃烧做功。由于采用奥托循环，发动机的燃烧稳定性受到了环境温度的制约。当环境温度较高时，扫气压力低于设定值，进入到缸套的扫气量将显著减少，空燃比降低，混合气体爆燃倾向在发动机高负荷运转时将显著增加，最终将导致发动机出现爆震；当环境温度较低时，扫气压力高于设定值，进入到缸套的扫气量将增多，空燃烧比升高，混合气体的不发火倾向在发动机高负荷运转时也将显著增加，最终导致发动机不发火。
4.本发明针对双燃料发动机的燃烧控制过程进行了设计改进。


技术实现要素：

5.本发明的目的是，提供一种在工作环境温度过高或过低时保证最佳燃烧状态的双燃料发动机。
6.为实现上述目的，本发明采取的技术方案是一种基于扫气温度对扫气压力校正的双燃料发动机，包括扫气温度传感器、扫气压力传感器、废气旁通阀和控制模块，所述废气旁通阀用于调节通过发动机增压器的废气流量从而调整扫气压力，所述控制模块电控连接扫气温度传感器、扫气压力传感器和废气旁通阀；所述控制模块包括处理器和存储器，所述存储器中存储有计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现所述双燃料发动机燃烧控制过程包括以下步骤：
7.s1、双燃料发动机起动时，燃烧控制参数初始化，通过扫气温度传感器采集扫气温度、扫气压力传感器采集扫气压力，标定双燃料发动机各转速的扫气压力值和各负荷运行时每摄氏度偏差的扫气压力补偿值，设定燃烧控制扫气温度设定值和扫气压力设定值。
8.s2、双燃料发动机运行时，基于扫气温度对扫气压力校正，通过扫气温度传感器采集扫气温度，如果和扫气温度设定值相比不存在偏差，则不调整废气旁通阀开度；
9.或者s3、基于扫气温度对扫气压力校正，通过扫气温度传感器采集扫气温度，如果和扫气温度设定值相比存在偏差，则温度偏差和每摄氏度偏差的扫气压力补偿值相乘，得
到扫气压力的补偿值，与扫气压力设定值相加得到扫气压力的目标值，根据扫气压力的目标值控制废气旁通阀开度。
10.优选地，上述的一种基于扫气温度对扫气压力校正的双燃料发动机，还包括废气旁通阀位置反馈器，所述控制模块电控连接废气旁通阀位置反馈器，所述处理器执行所述程序时实现所述双燃料发动机燃烧控制过程时步骤s1燃烧控制参数初始化还通过废气旁通阀位置反馈器采集废气旁通阀的开度，设定燃烧控制废气旁通阀开度设定值，根据废气旁通阀开度最大值确定扫气压力补偿调整范围。
11.优选地，所述步骤s3：如果废气旁通阀开度达到最大值或扫气压力补偿调整超出范围，则不调整废气旁通阀开度。
12.优选地，所述步骤s1：还设定废气旁通阀开度每秒调整的最大比例。
13.本发明一种基于扫气温度对扫气压力校正的双燃料发动机有益效果是：在工作环境温度过高或过低时，根据扫气温度对扫气压力进行校正，有效减少环境条件对燃烧的负面影响，改善双燃料发动机的燃烧稳定性，确保发动机在各种环境下都处于最佳工作状态；1、有效优化发动机在各种环境条件下运行的稳定性与可靠性，通过调整废气旁通阀的开度来确保扫气压力达到目标值；2、无需额外增加硬件设备，采用发动机现有的传感器和控制模块实现，控制程序简单，不涉及更改主要控制系统，只作为发动机控制系统插件功能实现。
【附图说明】
14.图1是一种基于扫气温度对扫气压力校正的双燃料发动机燃烧控制流程图。
【具体实施方式】
15.下面结合实施例并参照附图对本发明作进一步描述。
16.实施例
17.本实施例实现一种基于扫气温度对扫气压力校正的双燃料发动机。
18.本实施例一种基于扫气温度对扫气压力校正的双燃料发动机，在工作环境温度过高或过低时，通过发动机参数的自动调整来减少环境条件对燃烧的负面影响，可以保证发动机在最佳状态下燃烧。基于发动机扫气温度传感器、扫气压力传感器、废气旁通阀、增压器和控制模块，通过扫气温度与扫气压力的关系，动态控制废气旁通阀的开度，来调节通过增压器的废气流量，进而调整扫气压力，在环境温度过高或过低时，确保发动机在设计的扫气压力下工作，不会出现爆燃或不发火；还另外规定了温度补偿的限制值。具体的，当双燃料发动机起动后，主机控制系统将开始实时监测扫气温度、废气旁通阀开度等参数，当扫气温度与设定值存在偏差时，主机控制系统系统将根据标定计算扫气压力标定值，并与扫气压力设定值相加，得到新的扫气压力值，主机控制系统根据闭环控制策略，计算得到新的废气旁通阀开度，如果未超过废气旁通阀的开度，则调整废气旁通阀开度，扫气压力提高。
19.图1是一种基于扫气温度对扫气压力校正的双燃料发动机燃烧控制流程图。如附图1所示，本实施例一种基于扫气温度对扫气压力校正的双燃料发动机，基于扫气温度对扫气压力进行校正的燃烧控制过程具体步骤如下：
20.步聚一，通过扫气温度传感器、扫气压力传感器采集扫气温度和扫气压力值，废气
旁通阀位置反馈器反馈废气旁通阀的开度。在控制系统内部标定双燃料发动机各转速的扫气压力值和各负荷运行时每摄氏度偏差调整扫气压力的值，控制系统中设定了根据扫气温度补偿的扫气压力的最大限制值、废气旁通每秒最大开度的调整比例、废气旁通阀的最大开度值。
21.步骤二，当扫气温度与参考值存在偏差时，根据温度偏差与步骤一中设定的值相乘，得到扫气压力的补偿值，与设定值相加得到扫气压力的目标值，根据扫气压力目标值来闭环控制废气旁通阀开度。
22.步骤三，双燃料主机运行过程中，如果废气旁通阀已经处于最大开度或扫气压力补偿已经达到最大限制值，则此控制功能不运行。
23.本实施例一种基于扫气温度对扫气压力校正的船用双燃料发动机如下优点：有效优化发动机在各种环境条件下运行的稳定性与可靠性，通过调整废气旁通阀的开度来确保扫气压力达到目标值；无需额外增加硬件设备，采用发动机现有的传感器和控制模块即可实现本控制方法；控制程序简单，不涉及更改主要控制系统，只作为发动机控制系统插件功能实现。
24.本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于任一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(read-only memory，rom)或随机存储记忆体(random access memory，ram)等。
25.以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和补充，这些改进和补充也应视为本发明的保护范围。

技术特征：
1.一种基于扫气温度对扫气压力校正的双燃料发动机，包括扫气温度传感器、扫气压力传感器、废气旁通阀和控制模块，所述废气旁通阀用于调节通过发动机增压器的废气流量从而调整扫气压力，所述控制模块电控连接扫气温度传感器、扫气压力传感器和废气旁通阀；所述控制模块包括处理器和存储器，所述存储器中存储有计算机程序，其特征在于所述处理器执行所述程序时实现所述双燃料发动机燃烧控制过程包括以下步骤：s1、双燃料发动机起动时，燃烧控制参数初始化，通过扫气温度传感器采集扫气温度、扫气压力传感器采集扫气压力，标定双燃料发动机各转速的扫气压力值和各负荷运行时每摄氏度偏差的扫气压力补偿值，设定燃烧控制扫气温度设定值和扫气压力设定值。s2、双燃料发动机运行时，基于扫气温度对扫气压力校正，通过扫气温度传感器采集扫气温度，如果和扫气温度设定值相比不存在偏差，则不调整废气旁通阀开度；或者s3、基于扫气温度对扫气压力校正，通过扫气温度传感器采集扫气温度，如果和扫气温度设定值相比存在偏差，则温度偏差和每摄氏度偏差的扫气压力补偿值相乘，得到扫气压力的补偿值，与扫气压力设定值相加得到扫气压力的目标值，根据扫气压力的目标值控制废气旁通阀开度。2.根据权利要求1所述的一种基于扫气温度对扫气压力校正的双燃料发动机，其特征在于：还包括废气旁通阀位置反馈器，所述控制模块电控连接废气旁通阀位置反馈器，所述处理器执行所述程序时实现所述双燃料发动机燃烧控制过程时步骤s1燃烧控制参数初始化还通过废气旁通阀位置反馈器采集废气旁通阀的开度，设定燃烧控制废气旁通阀开度设定值，根据废气旁通阀开度最大值确定扫气压力补偿调整范围。3.根据权利要求2所述的一种基于扫气温度对扫气压力校正的双燃料发动机，其特征在于所述步骤s3：如果废气旁通阀开度达到最大值或扫气压力补偿调整超出范围，则不调整废气旁通阀开度。4.根据权利要求2所述的一种基于扫气温度对扫气压力校正的双燃料发动机，其特征在于所述步骤s1：还设定废气旁通阀开度每秒调整的最大比例。

技术总结
本发明涉及一种基于扫气温度对扫气压力校正的双燃料发动机，执行所述程序时实现所述双燃料发动机燃烧控制过程包括以下步骤：S1、双燃料发动机起动时，燃烧控制参数初始化，通过扫气温度传感器采集扫气温度、扫气压力传感器采集扫气压力，标定双燃料发动机各转速的扫气压力值和各负荷运行时每摄氏度偏差的扫气压力补偿值，设定燃烧控制扫气温度设定值和扫气压力设定值。S2、双燃料发动机运行时，基于扫气温度对扫气压力校正。有益效果是在工作环境温度过高或过低时保证最佳燃烧状态。温度过高或过低时保证最佳燃烧状态。温度过高或过低时保证最佳燃烧状态。


技术研发人员：夏建光 周浩 余志利
受保护的技术使用者：沪东重机有限公司
技术研发日：2021.12.02
技术公布日：2023/6/7