[发明专利]一种消除COG组分不稳定性对发动机影响的方法

摘要

本发明提出了一种消除COG组分不稳定性对发动机影响的方法。本发明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、与标准气，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、与传感器检测实际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、、与的喷射量。本发明通过COG组分修正算法，对各组分进行修正，提高了COG组分改变时发动机自适应控制的速度。

主权项

一种消除COG组分不稳定性对发动机影响的方法，其特征在于该方法包括以下步骤：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,其中R为理想气体常数，表示H₂摩尔质量，表示CH₄摩尔质量，M_CO表示CO摩尔质量；$\begin{array}{c}{\mathrm{massfraction}}_{H_2}^{\′}=\frac{M_{H_2}\×{\mathrm{molefraction}}_{H_2}^{\′}}{\stackrel{\‾}{M}}\\ {\mathrm{massfraction}}_{{\mathrm{CH}}_4}^{\′}=\frac{M_{{\mathrm{CH}}_4}\×{\mathrm{molefraction}}_{{\mathrm{CH}}_4}^{\′}}{\stackrel{\‾}{M}}\\ \begin{array}{cc}{\mathrm{massfraction}}_{\mathrm{CO}}^{\′}=\frac{M_{\mathrm{CO}}\×{\mathrm{molefaction}}_{\mathrm{CO}}^{\′}}{\stackrel{\‾}{M}}& \stackrel{\‾}{M}=\frac{\mathrm{\ρ}}{p}\mathrm{RT}\end{array}\end{array}$根据当前工况的进气量m_a、空燃比α，计算所需标准COG的质量m_COG；$m_{\mathrm{COG}}=\frac{m_a}{\mathrm{\α}}$同时，根据标准COG各组分的质量分数与massfraction_CO，计算H₂、CH₄与CO的质量与m_CO，其公式如下所示；$m_{H_2}=m_{\mathrm{COG}}\×{\mathrm{massfraction}}_{H_2}$$m_{{\mathrm{CH}}_4}=m_{\mathrm{COG}}\×{\mathrm{massfraction}}_{C{H}_4}$m_CO＝m_COG×massfraction_CO根据实际COG的各组分质量分数，确定实际COG、H₂、CH₄与CO的喷射量，实现COG发动机燃烧的最优控制，具体是：计算H₂、CH₄与CO的比较参数与ω_CO：${\mathrm{\ω}}_{H_2}=\frac{{\mathrm{massfraction}}_{H_2}^{\′}}{{\mathrm{massfraction}}_{H_2}},{\mathrm{\ω}}_{{\mathrm{CH}}_4}=\frac{{\mathrm{massfraction}}_{{\mathrm{CH}}_4}^{\′}}{{\mathrm{massfraction}}_{{\mathrm{CH}}_4}},{\mathrm{\ω}}_{\mathrm{CO}}=\frac{{\mathrm{massfraction}}_{\mathrm{CO}}^{\′}}{{\mathrm{massfraction}}_{\mathrm{CO}}}$根据最大比较参数，确定喷射策略；当最大时，则当前COG的喷射量为H₂的喷射量为$m_{H_2}^{\′}=0,$CH₄的喷射量为$m_{{\mathrm{CH}}_4}^{\′}=m_{{\mathrm{CH}}_4}-m_{\mathrm{COG}}^{\′}\×{\mathrm{massfraction}}_{{\mathrm{CH}}_4}^{\′},$CO的喷射量为m'_CO＝m_CO‑m'_COG×massfraction'_CO；当最大时，则当前COG的喷射量为H₂的喷射量为$m_{H_2}^{\′}=m_{H_2}-m_{\mathrm{COG}}^{\′}\×{\mathrm{massfraction}}_{H_2}^{\′},$CH₄的喷射量为$m_{{\mathrm{CH}}_4}^{\′}=0,$CO的喷射量为m'_CO＝m_CO‑m'_COG×massfraction'_CO；当ω_CO最大时，则当前COG的喷射量为H₂的喷射量为$m_{H_2}^{\′}=m_{H_2}-m_{\mathrm{COG}}^{\′}\×{\mathrm{massfraction}}_{H_2}^{\′},$CH₄的喷射量为$m_{{\mathrm{CH}}_4}^{\′}=m_{{\mathrm{CH}}_4}-m_{\mathrm{COG}}^{\′}\×{\mathrm{massfraction}}_{{\mathrm{CH}}_4}^{\′},$CO的喷射量为m'_CO＝0。