[发明专利]一种天然气发动机分缸混合气浓度测量系统及测量方法

权利要求书

1.一种天然气发动机分缸混合气浓度测量系统，其特征在于：

所述测量系统由取气管路、信号采集装置、测量装置、ECU和主机组成；

所述取气管路由发动机排气歧管(1)、输气管路(2)、连接接头(3)、第一电磁阀(4)、第二电磁阀(7)、排气尾管(8)和涡后排气管(10)组成；所述输气管路(2)的进气端分别伸进至发动机排气歧管(1)各分管接口中，输气管路(2)的进气端固定在排气歧管(1)上；输气管路(2)的另一端联通至排气尾管(8)的进气口，所述涡后排气管(10)连接在排气尾管(8)的出气口；第一电磁阀(4)和第二电磁阀(7)分别安装在输气管路(2)的两端；

所述信号采集装置由曲轴传感器(13)和凸轮轴传感器(14)组成；曲轴传感器(13)和凸轮轴传感器(14)分别与ECU(12)信号连接；

所述测量装置由宽域氧传感器(6)和便携式空燃比分析仪(11)组成，所述宽域氧传感器(6)分别安装在输气管路(2)上，用于实时测量采集天然气发动机各缸的过量空气系数；所述宽域氧传感器(6)均分别与便携式空燃比分析仪(11)信号连接，宽域氧传感器(6)将测量到的数据信号传输至便携式空燃比分析仪(11)；

所述ECU(12)的信号输出端与主机(15)的信号输入端通讯连接。

2.如权利要求1所述一种天然气发动机分缸混合气浓度测量系统，其特征在于：

所述第一电磁阀(4)和第二电磁阀(7)均采用DN10高温600度常闭型电磁阀，所述电磁阀均为开关电磁阀，响应时间为500ms，驱动电压24V，驱动电流小于2A，能耐高温600度，压力范围0.3～1.0MPa。

3.如权利要求1所述一种天然气发动机分缸混合气浓度测量系统，其特征在于：

所述第二电磁阀(7)和排气尾管(8)均安装在固定平板(9)上，所述固定平板(9)上开有安装槽，安装槽内加工有安装孔，所述第二电磁阀(7)和排气尾管(8)装卡在安装槽内，并通过螺栓紧固件固定在固定平板(9)上。

4.如权利要求3所述一种天然气发动机分缸混合气浓度测量系统，其特征在于：

所述排气尾管(8)为顶部封闭、底部开口的管结构，排气尾管(8)侧壁上开有螺纹连接孔，输气管路(2)的出气端均通过所述螺纹连接孔与排气尾管(8)内腔联通，排气尾管(8)与固定平板(9)连接的侧面上开有螺纹连接槽，排气尾管(8)的底部与涡后排气管(10)螺纹连接。

5.如权利要求1所述一种天然气发动机分缸混合气浓度测量系统，其特征在于：

所述曲轴传感器(13)和凸轮轴传感器(14)为能同时兼容磁电/霍尔两种类型的传感器。

6.如权利要求1所述一种天然气发动机分缸混合气浓度测量系统，其特征在于：

所述宽域氧传感器(6)通过氧传感器安装壳体(5)安装在输气管路(2)上，所述氧传感器安装壳体(5)为两端加工有螺纹的管状结构，其一侧壁上开有氧传感器安装孔，另一侧壁上开有螺纹连接槽，所述氧传感器安装壳体(5)通过两端的螺纹联通在输气管路(2)的管道中路，宽域氧传感器(6)安装于氧传感器安装壳体(5)一侧的氧传感器安装孔处，氧传感器安装壳体(5)另一侧的螺纹连接槽用于氧传感器安装壳体(5)的固定。

7.如权利要求1所述一种天然气发动机分缸混合气浓度测量系统，其特征在于：

在所述排气尾管(8)的下部还安装有一个宽域氧传感器(6)。

8.如权利要求6所述一种天然气发动机分缸混合气浓度测量系统的测量方法，其特征在于：

具体过程如下：

一、首先通过仿真计算和试验确定输气管路(2)的进气口在排气歧管(1)内的位置及方向，确定第一电磁阀(4)、第二电磁阀(7)和氧传感器安装壳体(5)的精确位置；

二、通过ECU(12)来采集发动机曲轴传感器(13)和凸轮轴传感器(14)的信号，确定发动机的正时；

三、在发动机其中一缸排气冲程时控制对应管路上的第一电磁阀(4)和第二电磁阀(7)同时开启或关闭，并利用便携式空燃比分析仪(11)实时分析、采集宽域氧传感器(6)所测量到的过量空气系数；

四、最后通过与主机(15)通讯，上传相应数据，即实现对某一缸混合气浓度的测量、显示和记录。