[发明专利]一种柴油-燃气发动机掺烧控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及柴油-燃气双燃料掺烧发动机，具体为一种柴油与燃气掺烧的控制方法。

背景技术

随着石油资源的日益减少，人们不断地寻求在发动机使用的替代燃料以及现有发动机燃用替代燃料的方法。其中全球探明的天燃气储量越来越大，加之沼气等生物可燃气体生成途径也越来越多，使得燃气成为减少对石油依赖度最有市场价值的发动机替代燃料之一。基于此，各种以燃气为燃料的发动机应运而生，在燃气发动机中又分为单一燃料发动机和柴油-燃气双燃料发动机。

现有的柴油-燃气双燃料发动机是在柴油机的基础上通过加装燃气供气与喷射系统而形成的，在控制系统中除燃气喷射装置外，通常附加对原柴油机油量控制的机构或功能模块，以获得最佳的柴油-燃气混合燃烧比例，即“掺烧比”。

母体柴油机的燃油系统依据发动机的应用对象，分为全程式调速系统和两级式调速系统。其中全程式调速系统当柴油机的负载扭矩发生变化时，通过调整供油量使柴油机的输出扭矩随时与负载扭矩平衡，以保持柴油机转速稳定，主要运用于需要稳定转速的工程机械、发电组、船舶动力等；两级式调速系统只在柴油机怠速和最高转速工况对燃油量进行自动调节，以保持其稳定的转速，而在怠速与最高转速之间的油量依据负载所需扭矩和转速由外部调节。

本发明针对柴油-燃气双燃料发动机提出一种简洁的双燃料掺烧控制方法，适用于全程式调速柴油机为基础的柴油-燃气双燃料发动机。

发明内容

全程式柴油机的调速过程可表达为：

Jdωdt=T-TL---(1)]]>

式中：为柴油机角速度的导数，即角加速度

J为发动机转动惯量

T为柴油机输出扭矩

T_L为柴油机所驱动的负载扭矩

当即T-T_L＝0时，柴油机角速度ω保持恒定，也就是柴油机转速保持不变。当负载扭矩T_L发生变化时，欲使转速恒定，必须使柴油机输出扭矩始终跟随负载扭矩发生变化，使得(1)式等于0。

柴油机的输出扭矩与循环供油量q有下列函数关系：

T＝f(q)      (2)

全程调速式柴油机的燃油供给控制系统通过对因外扭矩变化引起的转速变化或波动模拟(2)式函数关系，使(1)等于0，即达到保持柴油机转速稳定在给定值的目的。柴油机调速控制系统，分为机械式调速和电子式调速，电子调速具有更高的调速精度，采用电子燃油喷射系统的柴油机也具备全程调速功能。

柴油-燃气双燃料发动机，是在柴油机的基础上通过在进气空气中加入一定比例的燃气，燃气在进入气缸后由喷入气缸内的柴油引燃掺烧。其输出扭矩与燃料的函数关系：

T＝f(q)+g(r)        (3)

式中g(r)是燃气掺烧对扭矩的贡献

由此，(1)式可改写为：

Jdωdt=T-TL=f(q)+g(r)-TL---(4)]]>