[发明专利]基于预燃室加浓改善天然气发动机频响的供气系统及方法

权利要求书

1.一种基于预燃室加浓改善天然气发动机频响的供气系统，其特征在于：包括预燃室、主燃烧室、预燃室独立进气喷射装置和系统控制器，所述预燃室通过下部连接通道与主燃烧室相通，所述预燃室上方设有火花塞和独立进气喷射装置的安装通道，所述独立进气喷射装置通过安装通道将喷嘴设置于预燃室内，所述系统控制器通过控制预燃室独立进气喷射装置的开启和关闭，使其向预燃室内喷射预燃室独立进气以加浓预燃室内混合气浓度，并改变主燃烧室内混合气浓度；

所述系统控制器根据对发动机运行状态的判断，结合主进气道内压力、预燃室独立进气的气体压力以及参与缸内燃烧的混合气和预燃室独立进气的过量空气系数，确定预燃室独立进气喷射装置的开启时刻和喷射脉宽。

2.如权利要求1所述的一种基于预燃室加浓改善天然气发动机频响的供气系统，其特征在于，所述预燃室独立进气喷射装置喷射的气体压力和过量空气系数根据发动机使用情况进行标定，针对固定发动机，预燃室独立进气的气体压力和气体过量空气系数为定值。

3.如权利要求2所述的一种基于预燃室加浓改善天然气发动机频响的供气系统，其特征在于，所述预燃室独立进气的过量空气系数与主燃烧室内混合气的过量空气系数相配合，以保证预燃室内形成的混合气燃烧速度较快，所述预燃室独立进气的气体压力应保证加浓气体进入预燃室后尽可能多的扫除预燃室内上一循环的残余废气。

4.如权利要求1所述的一种基于预燃室加浓改善天然气发动机频响的供气系统，其特征在于，所述系统控器通过采集转速传感器信号和节气门位置传感器信号判断发动机运行状态，所述系统控制器通过压力传感器实时监测发动机主进气道内压力，所述系统控制器实时监测参与缸内燃烧的混合气过量空气系数。

5.如权利要求1所述的一种基于预燃室加浓改善天然气发动机频响的供气系统，其特征在于，所述系统控制器根据转速传感器和曲轴或凸轮轴相位传感器的检测信号控制预燃室独立进气喷射装置在设定的曲轴转角下开启一定脉宽。

6.一种基于预燃室加浓改善天然气发动机频响的方法，包括：

根据发动机使用情况标定预燃室独立进气喷射装置喷射的气体压力和气体过量空气系数，针对固定发动机，预燃室独立进气的气体压力和气体过量空气系数为定值；

检测发动机的节气门开度、实时转速、主进气道内压力和参与缸内燃烧的混合气过量空气系数；

根据发动机的设定转速、目标转速、节气门开度、预燃室独立进气的气体压力、预燃室独立进气的过量空气系数、参与缸内燃烧的混合气过量空气系数和主进气道内压力的MAP图确定预燃室独立进气的开启时刻和喷射脉宽；

检测发动机转速和曲轴或凸轮轴相位，判断发动机实际运转中曲轴转角值；

根据对发动机运行状态的判断，结合主进气道内压力、预燃室独立进气的气体压力以及参与缸内燃烧的混合气和预燃室独立进气的过量空气系数，确定预燃室独立进气喷射装置的开启时刻和喷射脉宽；

驱动预燃室独立进气喷射装置在预设曲轴转角值下开启一定脉宽。

7.如权利要求6所述的一种基于预燃室加浓改善天然气发动机频响的方法，其特征在于，所述预燃室独立进气喷射装置的开启时刻和喷射脉宽应使进入预燃室的气体尽可能多的扫除预燃室内上一循环的残余废气，并在扫除残余废气的同时，加浓预燃室内混合气浓度。

8.如权利要求6所述的一种基于预燃室加浓改善天然气发动机频响的方法，其特征在于，所述预燃室独立进气喷射装置的开启时刻和喷射脉宽在加浓预燃室内混合气浓度时，应使预燃室内混合气浓度分布保证可靠点火，并确保该浓度下混合气的火焰传播速度较快，以实现预燃室内混合气的快速燃烧。

9.如权利要求6所述的一种基于预燃室加浓改善天然气发动机频响的方法，其特征在于，所述预燃室独立进气喷射装置的开启时刻和喷射脉宽，在发动机处于突加负荷的过渡工况时，加浓气体的喷射量和喷射时刻在加浓预燃室内混合气浓度的同时，保证在预燃室和主燃烧室压差作用下经连接通道进入主燃烧室的加浓气体量能有效加浓主燃烧室内稀混合气，增加主燃烧室内天然气量，从而提高主燃烧室内燃烧速度，增大主燃烧室内混合气燃烧后释放的能量。