[发明专利]一种改善天然气发动机失火的装置及方法

说明书

本发明的目的在于提供一种改善天然气发动机失火的装置及方法，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。本发明可有效监测天然气发动机缸内失火情况，并且通过喷射助燃燃料改善燃烧情况，能有效改善天然气发动机在低负荷下的运行情况。

技术领域

本发明涉及的是一种发动机，具体地说是改善天然气发动机失火的装置及方法。

背景技术

发动机失火当前主要是通过对缸压和转速来进行诊断。对于缸压，主要有通过对爆震传感器信号进行积分后，通过多个不同时段的积分差值，判断其是否符合事先预定好的数值区间，当超出该区间时认为该缸发生了失火。或者是根据涡前压力反映缸内的燃烧状况判断是否失火。对于转速，目前主要的技术路径是通过曲轴转速的变化率来实现的，但这种方法对于定位发生失火的气缸仍有较大困难，并且受外界环境条件影响大，容易导致误判或漏判。

发明内容

本发明的目的在于提供可有效监测天然气发动机缸内失火情况的一种改善天然气发动机失火的装置及方法。

本发明的目的是这样实现的：

本发明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。

本发明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。

本发明一种改善天然气发动机失火的方法还可以包括：

1、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