[发明专利]一种天然气发动机供气管路的稳压装置及其稳压控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及天然气发动机技术领域，特别涉及一种天然气发动机供气管路的稳压装置及其稳压控制方法。

背景技术

随着经济的高速发展，21世纪的今天，汽车是人类不可或缺的交通工具，但汽车尾气却是大气的主要污染源。因此，发展清洁能源来替代石油燃料已成为亟待解决的问题。在此背景下，天然气发动机应用而生，这种以天然气为燃料的发动机以其无污染的优点，在汽车行业内倍受青睐。

天然气发动机是一种在现有柴油机或者汽油机基础上开发后的产品，其主要燃料为液化后的天然气，天然气的主要成分为甲烷。由于天然气的储存压力较高，使得天然气在供给至天然气发动机的汽缸过程中需要经过降压和加温两步。其中，降压步骤通常通过差值式减压阀来实现，这种减压阀的进气管和出气管的压力差为恒定值，以保证供气管路内气体压力的稳定。这种减压阀包括阀体、阀芯和设置于两者之间的调压弹簧，其中，阀体内具有与进气管连通的高压腔和与出气管连通的低压腔，且低压腔和高压腔通过阀座连通，阀芯可移动的与阀座配合，通过调压弹簧来调整阀芯和阀座之间的开度，来保证进出气管压力差的恒定。

随着天然气发动机技术的不断发展，人们对于汽车发动机动力学性能的要求不断提高，尤其是起步或加速瞬态的响应速度和平稳性要求。驾驶员通过油门踏板，将动力需求传给发动机的发动机控制单元，发动机控制单元接收到油门踏板信号后，根据发动机的起步或加速的运行工况控制电子节气门开度的增大量。电子节气门开度增大时，差值式加压阀的出气管内产生瞬间压降，而由于调压弹簧自身的物理特性，将会延迟一定时间后，方可克服调压弹簧的弹性阻力而使进出气管内压力差达到设定的恒定值，因此，在天然气发动机起步或者加速初期，存在供气管路内气体压力不稳定的问题。这样，将会引起发动机功率不足，致使发动机起步和加速响应速度慢，从而降低整车的动力学性能。

有鉴于此，亟待对现有差值式减压阀的结构进行改进，以解决因其调压弹簧的物理特性，而造成在天然气发动机起步或者加速初期，供气管路内气体压力不稳定的问题。

发明内容

针对上述缺陷，本发明的核心目的在于，提供一种用于天然气发动机供气管路的稳压装置，以解决现有技术中因差值式减压阀自身物理特性，其进出气管压力差无法时刻保持恒定，而导致天然气发动机起步或者加速工况的瞬态响应速度慢的问题。在此基础上，本发明还提供一种控制上述稳压装置的稳压控制方法。

本发明所提供的一种天然气发动机供气管路的稳压装置，包括差值式减压阀，所述差值式减压阀的进气管用于与储气箱连通，出气管用于与天然气发动机的节气门连通，还包括可喷射气体的喷射器，所述喷射器的喷气口连通所述出气管。

优选地，所述喷射器具体为电磁喷射器，所述电磁喷射器的信号接收端与所述天然气发动机的发动机控制单元的信号输出端连通。

优选地，所述发动机控制单元分别获取所述进气管和所述出气管的气体压力P_i和P_o，判断两者实际压力差ΔP大于所述差值式减压阀的标定压力差ΔP_set时，所述发动机控制单元输出所述电磁喷射器至工作状态的切换控制信号，以使电磁喷射器喷射气体增压；其中，ΔP＝P_i_P_o。

优选地，所述出气管设置有连接所述发动机控制单元增压前气体压力传感器，以直接获取所述电磁喷射器增压前的所述出气管内气体压力P_o。

优选地，所述出气管还设置有连接所述发动机控制单元增压后气体压力传感器，以获取所述电磁喷射器增压后的所述出气管内的气体压力P_o′。

优选地，所述电磁喷射器在工作状态下，所述发动机控制单元分别获取所述进气管的气体压力P_i，和所述出气管内增压后的气体压力P_o′；所述发动机控制单元判断两者的实际压力差ΔP′大于所述差值式减压阀的标定压力差ΔP_set时，调整所述电磁喷射器的喷射压力P_os增大至P_os′，否则，所述发动机控制单元输出所述电磁喷射器至非工作状态的切换控制信号，其中，ΔP′＝P_i_P_o′。

优选地，所述电磁喷射器的喷射方向和所述出气管的出气方向成角度α设置；所述角度α的取值范围为30°～60°。

优选地，所述角度α的优选值为40°。