[发明专利]一种改善天然气发动机失火的装置及方法

权利要求书

1.一种改善天然气发动机失火的装置，其特征是：包括发动机、ECU、进气管、排气管，进气管通过进气歧管连接发动机，排气管通过排气歧管连接发动机，进气管上安装天然气供给系统，天然气供给系统上安装天然气流量传感器，天然气供给系统之前的进气管上安装空气流量传感器，进气歧管上安装二甲醚喷射装置，二甲醚喷射装置安装二甲醚喷射装置流量传感器，排气歧管上安装宽域氧传感器；ECU分别连接天然气流量传感器、空气流量传感器、二甲醚喷射装置、宽域氧传感器。

2.一种改善天然气发动机失火的方法，其特征是：当发动机处于正常运行状态时，ECU获取每个循环即曲轴旋转两圈的时长内作为基准空气流量传感器和天然气流量传感器所测得的空气总流量和天然气总流量以及二甲醚流量传感器所测得的二甲醚流量，之后ECU通过如下公式计算排气中氧气理论浓度，而后通过对照事先输入的子系统的宽域氧传感器的工作特性获得理论泵氧电池电流值Ipth：

式中，mair为空气流量传感器测得的每个循环进入发动机的空气总质量，mNG为天然气流量传感器测得的每个循环进入发动机的天然气总质量，mDME为二甲醚流量传感器测得的每个循环进入缸内的二甲醚质量；λ_th,NG，λ_th,DME为单位物质的量的天然气NG和二甲醚DME完全燃烧在理论需要的氧气的物质的量；Δ_n,NG，Δ_n,DME为理论上单位物质的量的天然气NG和二甲醚DME完全燃烧会导致缸内的物质的量的变化；C1、C2为修正系数；

ECU获取二甲醚流量传感器的同一个循环，当排气阀开时，ECU开始获取宽域氧传感器的泵氧电池电流值Ip直至进气阀开启，对这段信号进行积分平均，获得这一时段内的泵氧电池电流平均值其中若燃料未完全燃烧时，会大于理论值Ipth，当其超出设定的偏离程度后，该偏离程度用修正系数C3表示，即时，该气缸在这个循环发生失火。

3.根据权利要求2所述的一种改善天然气发动机失火的方法，其特征是：当发生失火时，根据的偏离程度，控制二甲醚喷射装置向进气歧管内喷射定量的二甲醚，偏离程度Δ的计算公式为

Δ下限为0

二甲醚的供给量m_DME是偏离程度Δ与进入缸内的天然气修正质量C₂m_NG的二元函数，其表达式为

HNG、HDME分别为天然气和二甲醚的低热值；

对于失火的调整过程是以循环为基本单位的，在整个发动机的运行过程中装置始终保持工作。

4.根据权利要求2所述的一种改善天然气发动机失火的方法，其特征是：当发动机处于起动状态时，在进气阶段通过二甲醚喷射装置向缸内喷射占总供给燃料能量30％的二甲醚，其中总供给燃料由原发动机调速装置决定；在这个过程中，监测失火的装置保持不工作，而当发动机转速稳定后，开始对缸内是否失火的监测，ECU按照偏离程度Δ控制二甲醚喷射装置的供油量。

5.根据权利要求2所述的一种改善天然气发动机失火的方法，其特征是：在发动机的运行过程中，C₁、C₂、C₃是动态的，通过调整参数值提高对发动机失火的识别度，三个系数的初始值分别为：

C₃＝10％，n为发动机的缸数。