[发明专利]一种新型自适应气体燃料控制系统

说明书

本发明涉及一种自适应气体燃料控制系统，能够自动识别与控制多种气体燃料类型的内燃机车辆、船舶或发电机组等。一种新型自适应气体燃料控制系统，所述该控制系统实现对应气体燃料自适应调整控制。所述控制系统包括气体燃料箱、进气管线、电磁阀、第一压力传感器、第二压力传感器、减压阀、内燃机及一电子控制单元。本发明的效果是，使用可燃气体浓度传感器和单一电子控制单元或ECU控制任意组分气体燃料，实现多种气体燃料自动切换控制，硬件结构简单，成本低，使用与维护方便。同时，在没有或不启动传感器时，用户可以选择预设燃料或者输入燃料类型与比例，ECU调取匹配的过量空气系数和喷射脉宽，控制燃烧。

技术领域

本发明涉及一种自适应气体燃料控制系统，能够自动识别与控制多种气体燃料类型的内燃机车辆、船舶或发电机组等。

背景技术

目前，公知的燃料控制系统构造为针对特定的燃料类型，如汽油、柴油、甲醇、天然气、焦炉煤气、沼气、纯甲烷气、纯氢气等，电子控制单元或ECU根据特定程序与固定参数控制内燃机或发电机组。如果需要更换燃料类型，除了进行必要的硬件改造，还需要改变或者增加新的电子控制单元，针对新的燃料种类进行控制。如需要两种燃料切换使用，需要增加燃料切换开关，人工选择并切换燃料及控制系统。随着新型气体燃料的出现与应用，这种传统的燃料控制及切换方法难以满足多种气体燃料的灵活切换需求，而且改装成本高，操作不便，也存在误操作带来的安全隐患。

发明内容

为克服传统燃料控制系统的上述不足，更好地满足对多种气体燃料灵活切换的需求，本发明提供一种自适应气体燃料控制系统，该系统不仅能实时测出当前气体燃料成分，而且电子控制单元能够根据气体燃料成分使用不同参数进行自动控制，满足内燃机或发电机组的动力输出或排放等目标。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：内燃机车辆、船舶或发电机组所使用的气体燃料可由天然气、焦炉煤气、沼气、纯甲烷气、纯氢气或上述可燃气体与其他不可燃气体按照任意比例混合而成，燃料需满足系统启动与运行的最低热值要求。在燃料管线入口处，使用甲烷和氢气传感器，实时监测燃料线路中氢气和甲烷的浓度，其浓度范围均为0～100％。内燃机车辆、船舶或发电机组的电子控制单元根据不同燃料特性，发送相应的控制指令与参数进行控制，并可以根据动力或排放的实时反馈数据进行闭环控制。燃料切换和控制过程无需人工干预。

一种自适应气体燃料控制系统，所述自适应气体燃料控制系统实现对应气体燃料自适应调整控制。

进一步地，所述自适应气体燃料控制系统包括气体燃料箱、进气管线、电磁阀、第一压力传感器、第二压力传感器、减压阀、气体增压泵、内燃机及一电子控制单元。

进一步地，所述气体燃料箱通过进气管线连接内燃机的输入端，所述内燃机的输出端连接排气管，所述进气管线上依次设置有气体增压泵、电磁阀、压力表、第一压力传感器、减压阀、可燃气浓度传感器，第二压力传感器，所述排气管上设置有氧传感器，其中所述电磁阀、第一压力传感器、减压阀、可燃气体浓度传感器、第二压力传感器、内燃机及氧传感器均连接在电子控制单元上。

进一步地，所述电子控制单元用于控制电磁阀的打开及关闭、控制减压阀所要减少的压力，获得第一压力传感器及第二压力传感器提供的气体压力值，获得氧传感器提供的氧气含量测值。

进一步地，所述气体燃料箱为高压氢气储气罐、高压天然气储气罐、LNG储罐或液氢储罐。

进一步地，所述排气管上还设有空燃比传感器，所述可燃气体浓度传感器为烷烃类可燃气体探测器；

所述气体燃料箱中存放的气体燃料为天然气及氢气的混合体，所述自控模型通过空燃比检测到的空燃比输出值及所述氧传感器检测的氧浓度输出值加权计算得出理想的空燃比，进而将气体燃料及空气的比值控制在理想空燃比上，进行燃烧。