[发明专利]一种混合燃料转子机电控系统

权利要求书

1.混合燃料转子机电控系统，其特征在于：其包括汽油喷射装置(1)、掺混燃料喷射装置(2)、电子控制单元(3)、点火装置(4)、报警装置(5)、曲轴转速信号(a1)、曲轴位置信号(a2)、爆震信号(a3)、进气温度信号(a4)、冷却液温度信号(a5)、氧传感器信号(a6)、节气门位置信号(a7)、空气流量信号(a8)、汽油喷射信号(b1)、掺混燃料喷射信号(b2)、点火信号(c1)、报警信号(d1)；

传感器测得的转子机的曲轴转速信号(a1)、曲轴位置信号(a2)、爆震信号(a3)、进气温度信号(a4)、冷却液温度信号(a5)、氧传感器信号(a6)、节气门位置信号(a7)、空气流量信号(a8)输入电子控制单元(3)；汽油喷射装置(1)、掺混燃料喷射装置(2)、电子控制单元(3)、汽油喷射信号(b1)、掺混燃料喷射信号(b2)组成喷射子系统；电子控制单元(3)、点火装置(4)点火信号(c1)组成点火子系统。

2.根据权利要求1所述的混合燃料转子机电控系统，其特征在于：

电子控制单元(3)控制转子机的进气、燃料喷射、点火、报警；

混合燃料转子机电控系统连接方法如下：曲轴转速信号(a1)、曲轴位置信号(a2)、爆震信号(a3)、进气温度信号(a4)、冷却液温度信号(a5)、氧传感器信号(a6)、节气门位置信号(a7)、空气流量信号(a8)一起输入电子控制单元(3)；电子控制单元(3)输出的汽油喷射信号(b1)、掺混燃料喷射信号(b2)分别通过控制汽油喷射装置(1)、掺混燃料喷射装置(2)，控制汽油和掺混燃料的喷射；电子控制单元(3)输出的报警信号(d1)控制报警装置(5)；

所述的混合燃料转子机电控系统工作过程如下：电子控制单元(3)检测到曲轴转速信号(a1)处于：0＜a1＜1200r/min或者冷却液温度信号(a5)处于：a5＜-20℃时，电子控制单元(3)发出掺混燃料喷射信号(b2)传递给掺混燃料喷射装置(2)，使其开启喷射掺混燃料；电子控制单元(3)发出汽油喷射信号(bl)传递给汽油喷射装置(1)使其关闭；电子控制单元(3)发出点火信号(c1)(点火时刻已知并存入电控单元)传给点火装置(4)实现转子机点火起动。在此运转过程中，掺混燃料喷射时刻和喷射脉宽、点火时刻均由电子控制单元(3)根据传感器信号控制。电子控制单元(3)检测到曲轴转速传感器信号(a1)处于：1200r/min≤a1≤6000r/min且冷却液温度信号(a5)处于：-20℃≤a5≤80°C时，电子控制单元(3)发出汽油喷射信号(b1)传递给汽油喷射装置(1)，使其开启喷射汽油；电子控制单元(3)发出掺混燃料喷射信号(b2)传递给掺混燃料喷射装置(2)使其关闭；电子控制单元(3)发出点火信号(c1)(点火时刻已知并存入电控单元)至点火装置(4)控制点火，使得转子机持续点火运行。电子控制单元(3)能够分别控制汽油和掺混燃料的喷射脉宽和喷射时刻，实现混合燃料多比例的混合燃烧。

混合燃料转子机燃料喷射系统控制方法如下：实现混合燃料转子机的混合燃料多比例实时混合燃烧的过程中，电子控制单元(3)根据曲轴转速信号(a1)、冷却液温度信号(a5)、进气温度信号(a4)、空气流量信号(a8)确定汽油和掺混燃料的喷射时刻和喷射脉宽。喷射时刻和喷射脉宽按以下公式进行逻辑计算：

m·L_gas/AF_st,gas+n·L_a/AF_st,a＝p  1)

式中：m为汽油喷射量，n为掺混燃料喷射量，L_gas为汽油的低热值，La为掺混燃料的低热值，AF_st,gas为汽油的理论空燃比，AF_st,a为掺混燃料的理论空燃比，p为常数，根据此工况下混合燃料各燃料比例确定：

α_gas·B_e,gas+α_a·B_e,a＝p  2)

式中：α_gas为此工况时的汽油的比例，B_e,gas为此工况时燃用汽油的比油耗，α_a为此工况时的掺混燃料的比例，B_e,a为此工况时燃用掺混燃料的比油耗。

当1<m/n<∞时，汽油为主要喷射燃料；当0<m/n≤1时，掺混燃料为主要喷射燃料。之后将电子控制单元(3)将汽油喷射信号(b1)、掺混燃料喷射信号(b2)分别传递给汽油喷射装置(1)和掺混燃料喷射装置(2)。

过量空气系数λ是决定内燃机进气量、燃料喷射量的一个重要依据参数。在混合燃料转子机中，过量空气系数λ按以下公式确定：

λ＝V_air·ρ_air/(V_a·ρ_a·AF_st,a+m_gas·AF_st,gas)  3)

式中：λ为过量空气系数，V_air为空气体积，ρ_air为空气密度，V_a为掺混燃料的体积，ρ_a为掺混燃料的密度，AF_st,a为掺混燃料的理论空燃比，m_gas为汽油的质量，AF_st,gas为汽油的理论空燃比。

根据已有的传统活塞内燃机的经验，0.85≤λ≤1.1为正常的范围。随着汽油和掺混燃料喷射量的变化，λ会偏离设定范围，此时电子控制单元(3)会根据公式3)调整当汽油喷射量、掺混燃料喷射量和进气量，使得λ回到0.85≤λ≤1.1的范围。

当电子控制单元(3)检测到的曲轴转速信号(a1)处于：a1≥6000r/min或者冷却液温度信号(a5)处于：a5≥90℃时，此时混合燃料转子机处于危险转速或者冷却液温度过高范围，不能再继续工作，电子控制单元(3)会发出报警信号(d1)，报警装置(4)工作。