[发明专利]一种天然气发动机的燃烧控制方法及控制系统

权利要求书

1.一种天然气发动机的燃烧控制方法，其特征在于，该控制方法包括以下内容：根据天然气发动机当前工况参数，判断天然气发动机的运行工况并计算天然气发动机该工况下所需天然气和引燃柴油的总喷射量；

当所述运行工况为高负荷工况时，配置所述总喷射量成三部分：压燃天然气喷射量、引燃柴油喷射量和扩散燃烧天然气喷射量；

在所述天然气发动机压缩冲程初期，将所述压燃天然气喷射量的天然气喷射于燃烧腔室与其内部空气混合；在压缩上止点附近位置或较大柴油喷射提前角将所述引燃柴油喷射量的柴油喷射至所述燃烧腔室引燃预先喷射的天然气，隔预定时间后再将所述扩散燃烧天然气喷射量的天然气喷射至所述燃烧腔室；

其中所述压缩冲程初期是以自进气门关闭曲轴至少转过10度时位置为始点；所述总喷射量计算完成后，在天然气发动机燃烧过程中依照以下原则优化压燃天然气喷射量、引燃柴油喷射量和扩散燃烧天然气喷射量三者的分配量：

随着天然气发动机负荷增加，降低压燃天然气喷射量和降低引燃柴油喷射量，增加扩散燃烧天然气喷射量。

2.根据权利要求1所述的天然气发动机的燃烧控制方法，其特征在于，根据预先存储的Map图确定天然气发动机高负荷工况不同阶段的压燃天然气喷射量、引燃柴油喷射量和扩散燃烧天然气喷射量，所述Map图中标定有天然气发动机不同负荷点所对应的压燃天然气喷射量、引燃柴油喷射量和扩散燃烧天然气喷射量。

3.根据权利要求2所述的天然气发动机的燃烧控制方法，其特征在于，所述Map图还同时标定有天然气发动机不同负荷点压燃天然气、引燃柴油和扩散燃烧天然气三者相应的喷射压力、喷射脉宽和喷射提前角。

4.根据权利要求2所述的天然气发动机的燃烧控制方法，其特征在于，所述Map图中各工况点参数的标定通过以下方法获取：

S10、将计算所得的该工况点总喷射量初步配置为：初始压燃天然气喷射量、初始引燃柴油喷射量和初始扩散燃烧天然气喷射量；其中初始压燃天然气喷射量初始分配比例较低；

S11、从空载开始标定，标定过程中采用低柴油喷射压力和低天然气喷射压力，然后逐渐增加喷射压力，在压缩冲程初期喷入初始压燃天然气喷射量的天然气，然后在压缩上止点附近喷射初始引燃柴油喷射量的引燃柴油，再间隔一段时间喷入初始扩散燃烧天然气喷射量的扩散燃烧天然气，以维持发动机稳定运行；

S12、保持步骤S11中的天然气喷射压力、初始压燃天然气喷射量、初始引燃柴油喷射量和初始扩散燃烧天然气喷射量不变，逐渐提高柴油喷射前提角，直到实现压燃天然气的活性压燃模式燃烧；其中该步骤中喷射前提角的范围为上止点前5度-50度曲轴转角；

S13、保持步骤S11中的天然气喷射压力和S12中喷射前提角不变，逐渐增加初始压燃天然气喷射量、调整初始引燃柴油喷射量和减小初始扩散燃烧天然气喷射量，采集发动机的示功图、经济性、排放性数据，分析发动机的压力升高率、爆震特性、最高爆压，优化确定压燃天然气喷射比例。

5.根据权利要求4所述的天然气发动机的燃烧控制方法，其特征在于，所述Map图中各工况点参数的标定还包括以下步骤：

S14、逐渐增加天然气、柴油的喷射压力，微调步骤S13中所获得的各喷射量和各阶段的喷射提前角，采集并对比分析发动机的各项参数，确定该工况下各段最优的喷射压力、喷射脉宽和喷射提前角。

6.根据权利要求5所述的天然气发动机的燃烧控制方法，其特征在于，所述Map图中各工况点参数的标定还包括以下步骤：

S15、在通过步骤S10-S14获得各工况点参数形成Map图后，再结合天然气发动机的进气温度、冷却液温度波动范围，优化全负荷范围内的MAP图。

7.根据权利要求5所述的天然气发动机的燃烧控制方法，其特征在于，所述步骤S13中压燃天然气喷射比例范围为：10％-50％。