[发明专利]一种消除COG组分不稳定性对发动机影响的方法

说明书

技术领域

本发明属于发动机工程技术领域，涉及一种用于消除COG组分不稳定性对发动机影响的方法。适用于目前由汽油机改装的COG发动机，可以实现当COG组分变化时，发动机通过调整燃气喷射，实现快速而准确的最优控制。

背景技术

随着汽车工业的快速发展，其巨大的能源消耗已威胁到国家的能源供应安全，同时，排放的大量尾气也直接威胁到了生态环境和人类健康。清洁车用代用燃料已成为各国研究的重要课题，其中醇类燃料和气体燃料是应用最广的代用燃料，但相比于醇类燃料，气体燃料在资源、经济、排放、安全等诸多方面占有巨大优势，是目前汽车的首选代用燃料。结合我国国情，COG是一种理想的清洁代用燃料。

目前，COG发动机是在汽油机的基础上直接改进的，保留了汽油机的控制策略，即根据节气门开度、进气压力及发动机转速等工况参数查找MAP图，决定燃料的喷射脉宽与点火提前角。在该控制策略中，空燃比、点火提前角等参数可通过闭环反馈控制，实现在较小范围内的精确控制，但其控制速度有限，不适用于参数变化巨大的情况。在实际情况中，COG各组分含量与炼焦用煤质量和焦化过程条件密切相关，具有很大的企业、地域和生产批次差异性。COG组分的不稳定性，将导致实际空燃比与燃烧特性的巨大变化，使内燃机控制系统目标空燃比与点火提前角不始终具有最优性，从而严重影响了发动机的动力性、经济性、运行性等各项性能。

发明内容

本发明的目的是提出一种消除COG组分不稳定性对发动机影响的方法。采用一种组分固定的COG作为标准气，通过实验，对发动机各个控制参数进行标定，实现最优控制。外接小罐H₂、CH₄与CO标准气，当COG组分改变时，通过安装在COG车用气罐内的温度、压力、气体密度传感器测量当前气体的温度、压力与密度，通过H₂、CH₄与CO传感器检测实际COG各组分的体积分数，并通过计算得到实际COG各组分的质量分数，通过与标准COG的各组分质量分数相对比，选择控制策略。根据发动机工况，分别控制实际COG、H₂、CH₄与CO的喷射量，使燃气混合气尽可能接近标准COG，实现COG发动机燃烧的最优控制。

本发明的技术方案：本发明是一种消除COG组分不稳定性对发动机影响的方法，其步骤是：

第一步：选取一种组分固定的COG作为标准气，其H₂、CH₄与CO的质量分数分别为与massfraction_CO，通过实验等方法，对发动机各控制参数进行标定，实现最优控制。

第二步：通过安装在COG气罐内的H₂、CH₄与CO传感器，测量实际COG上述三种组分的体积分数与molefraction'_CO，并通过温度、压力、气体密度计测量当前气体的温度T、压力p和密度ρ。

第三步：根据上述参数，计算实际COG各组分的质量分数与massfraction'_CO，根据当前工况的进气量m_a、空燃比α，以及标准COG与实际COG的各组分质量分数，通过COG组分修正算法，计算实际COG、H₂、CH₄与CO的喷射量，实现COG发动机燃烧的最优控制。

本发明的有益效果在于：

(1)本发明通过COG组分修正算法，对各组分进行修正，而不是通过闭环反馈控制对空燃比、点火提前角等参数进行修正，提高了COG组分改变时发动机自适应控制的速度。

(2)本发明通过修正组分，尽可能模拟标准COG，消除了组分变化对空燃比、燃烧特性等的影响，可实现最优控制。

(3)本发明提出的控制方法在所有工况下都能执行，时刻保证发动机的最优控制，进而保证发动机运行的各项性能。

附图说明

图1是采用本发明的COG发动机控制框图。

图2是一种消除COG组分不稳定性对发动机影响的方法中组分修正算法的主流程图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步说明。

图1是采用本发明的COG发动机控制框图。