[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

说明书

本发明公开了一种天然气发动机分缸混合气浓度测量系统及测量方法，所述测量系统由取气管路、信号采集装置、ECU和主机组成。本发明通过仿真计算和试验确定取气管在发动机排气歧管内的位置及方向，通过ECU硬件及软件来采集发动机曲轴传感器和凸轮轴传感器信号确定发动机正时信号，根据相位控制电磁阀开启关闭，并利用宽域氧传感器实时测量采集各缸λ值，通过与上位机通讯，上传相关数据，避免了在混合气浓度测量过程中其它缸对测量缸的影响，并能实时测量、显示和记录，使得分缸混合气浓度测量准确而真实，解决了在天然气发动机开发过程中，不能准确测量各缸混合气浓度的难题。

技术领域

本发明属于发动机试验开发过程中设计的测量设备技术领域，特别涉及一种天然气发动机分缸混合气浓度测量系统及测量方法。

背景技术

目前，随着世界各国对能源和环境的日益重视，以及对汽车更高的燃油经济性和更低的污染物排放目标的不断追求，天然气发动机近些年得到快速发展。

但是，现有的天然气发动机大多是由柴油机改造而来的，没有经过专门的设计。因此存在由于各缸进气不均匀性及喷嘴散差带来的各缸混合气浓度不同的缺陷，该缺陷造成了各缸气体燃烧不一致，导致有的缸发生爆震，而有的缸却出现失火的现象，这对天然气发动机的开发与标定十分不利。

发明内容

针对上述现有技术中存在的技术问题，本发明提供了一种天然气发动机分缸混合气浓度测量系统及测量方法，解决了在天然气发动机开发过程中，不能准确测量各缸混合气浓度的难题，结合说明书附图，本发明的技术方案如下：

一种天然气发动机分缸混合气浓度测量系统，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ECU12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ECU12的信号输出端与主机15的信号输入端通讯连接。

一种天然气发动机分缸混合气浓度测量系统，其中，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。

一种天然气发动机分缸混合气浓度测量系统，其中，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。

进一步地，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。

一种天然气发动机分缸混合气浓度测量系统，其中，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。