解決燃氣噴嘴在低溫環境下開啟困難的方法與流程

2023-05-06 15:37:46

本發明涉及一種解決燃氣噴嘴在低溫環境下開啟困難的方法，屬於發動機控制系統技術領域。

背景技術：

燃氣噴嘴作為天然氣發動機燃氣供給系統中的關鍵執行部件，其性能是否穩定可靠，直接決定發動機燃燒是否穩定可控，因此在保證發動機可靠穩定運行中起著舉足輕重的作用。由於車用天然氣中含有少量的水分及其他可在低溫環境下凝結的物質，在低溫環境下，當噴嘴長期不工作時，這些可凝結的物質會在噴嘴的柱塞組件間隙中凝結，使得噴嘴開啟困難，這在燃氣發動機低溫環境下首次啟動時非常明顯，直接影響到車輛的使用和用戶的駕駛感受，增加售後服務部分的負擔。

因此，如果能在不增加額外部件的前提下，提出一種解決天然氣發動機燃氣噴嘴在低溫環境下開啟困難的方法，則可提高發動機低溫下的啟動品質，意義重大。

技術實現要素：

本發明目的是提供一種解決燃氣噴嘴在低溫環境下開啟困難的方法，其可有效解決天然氣發動機燃氣噴嘴在低溫下因噴嘴內殘留物質凝結導致的開啟困難問題。

本發明解決技術問題採用如下技術方案：一種解決燃氣噴嘴在低溫環境下開啟困難的方法，其所述燃氣噴嘴用於天然氣發動機，所述天然氣發動機還包括燃氣氣軌，燃氣壓力傳感器，燃氣減壓器，減壓器截止閥，發動機水溫傳感器和ecu控制單元；

高壓天然氣經過減壓器截止閥與燃氣減壓器，向燃氣氣軌輸送給定壓力的燃氣；

所述燃氣壓力傳感器安裝於燃氣氣軌上，用於實時採集燃氣氣軌內燃氣壓力；

所述燃氣噴嘴安裝於燃氣氣軌上，將燃氣氣軌裡的天然氣噴射至發動機進氣歧管中；

所述發動機水溫傳感器安裝與發動機冷卻迴路中，用於實時採集發動機水溫；

所述ecu控制單元接收水溫傳感器信號，並根據水溫高低情況判斷是否要在啟動前對噴嘴實施高頻驅動；同時在發動機停機過程中對噴嘴實施驅動以排空燃氣氣軌內的燃氣；

所述方法包括：

當駕駛員關閉點火鑰匙開關後，關閉減壓器截止閥與發動機點火，當發動機轉速低於怠速目標轉速一定值後，對噴嘴實施大脈寬驅動，直至燃氣氣軌內燃氣壓力低於設定門限值；之所以在發動機轉速為0前實施噴射，是為了使噴射到進氣歧管裡的天然氣能夠隨進排氣過程排出缸外，避免影響下次啟動過程的空燃比控制。

當駕駛員打開點火鑰匙開關後，在發動機轉速為0的情況下，如果發動機水溫低於一定的門限值，則對噴嘴實施高頻小脈寬驅動一段時間，隨後等待駕駛員啟動發動機，在對噴嘴實施高頻驅動完成之前，不響應駕駛員啟動發動機的請求；如果發動機水溫高於上述門限值，則不對噴嘴實施高頻小脈寬驅動，允許駕駛員立即啟動發動機。

本發明具有如下有益效果：本發明的解決燃氣噴嘴在低溫環境下開啟困難的方法，在不增加零部件及成本的前提下，通過在發動機停機過程中排空燃氣氣軌內燃氣，並在發動機啟動前對噴嘴實施高頻驅動等措施的實施，可有效消除低溫環境下殘留物質凝結對噴嘴柱塞組件的影響，提高燃氣噴嘴在低溫環境下的開啟能力，提高車輛低溫啟動品質，降低售後服務部分負擔。本發明方法簡單、有效。

附圖說明

圖1為本發明的發動機的結構示意圖；

圖2為本發明的解決燃氣噴嘴在低溫環境下開啟困難的方法的流程圖；

圖3為本發明的解決燃氣噴嘴在低溫環境下開啟困難的方法的流程圖；

圖中標記示意為：1-燃氣噴嘴；2-燃氣氣軌；3-燃氣壓力傳感器；4-燃氣減壓；5-減壓器截止閥；6-發動機水溫傳感器；7-發動機控制單元。

具體實施方式

下面結合實施例及附圖對本發明的技術方案作進一步闡述。

實施例1

本實施例提供了一種解決燃氣噴嘴在低溫環境下開啟困難的方法，所述燃氣噴嘴用於天然氣發動機，所述天然氣發動機還包括燃氣氣軌2，燃氣壓力傳感器3，燃氣減壓器4，減壓器截止閥5，發動機水溫傳感器6和ecu控制單元7。

高壓天然氣經過減壓器截止閥5與燃氣減壓器4，向燃氣氣軌2輸送給定壓力的燃氣；

所述燃氣壓力傳感器3安裝於燃氣氣軌2上，用於實時採集燃氣氣軌內燃氣壓力；

所述燃氣噴嘴1安裝於燃氣氣軌2上，將燃氣氣軌2裡的天然氣噴射至發動機進氣歧管中；

所述發動機水溫傳感器6安裝與發動機冷卻迴路中，用於實時採集發動機水溫，並認為噴嘴溫度近似等於發動機水溫。

所述ecu控制單元7接收水溫傳感器6信號，並根據水溫高低情況判斷是否要在啟動前對噴嘴實施高頻驅動；同時在發動機停機過程中對噴嘴實施驅動以排空燃氣氣軌2內的燃氣；

所述方法包括：

當駕駛員關閉點火鑰匙開關後，關閉減壓器截止閥與發動機點火，當發動機轉速低於怠速目標轉速一定值後，對噴嘴實施大脈寬(如15ms)驅動，直至燃氣氣軌內燃氣壓力低於設定門限值(如一個大氣壓附近)；然後執行其他停機操作。

當駕駛員打開點火鑰匙開關後，在發動機轉速為0的情況下(發動機處於啟動前工況)，如果發動機水溫低於一定的門限值，則對噴嘴實施高頻(如50hz)小脈寬(如2ms)驅動一段時間(比如3s)，隨後等待駕駛員啟動發動機，在對噴嘴實施高頻驅動完成之前，不響應駕駛員啟動發動機的請求；如果發動機水溫高於上述門限值，則不對噴嘴實施高頻小脈寬驅動，允許駕駛員立即啟動發動機。

停機過程中為排空燃氣氣軌內燃氣而對噴嘴實施驅動的脈寬大小，需要保證在發動機轉速降到0以前，能夠將燃氣氣軌內燃氣壓力降低至一個大氣壓附近，這樣能夠保證噴射在進氣歧管內的燃氣能夠隨發動機進排氣過程排至排氣管中，避免影響下一次的啟動過程缸內空燃比。發動機啟動前對噴嘴實施高頻小脈寬驅動的驅動頻率及驅動時間需要根據試驗確定，以保證在噴嘴最低允許使用溫度下能夠順利開啟。

本實施例中，通過對燃氣噴嘴結構的分析及試驗驗證，發現通過對噴嘴實施高頻的驅動，既可以通過線圈通電發熱來使凝結物質融化，高頻驅動帶來的高頻電磁力還能強行使凝結物質鬆動，共同消除凝結的影響。另外，為從根本上消除天然氣中水分等可凝結物質的影響，在發動機停機時過程中，通過對噴嘴實施一定脈寬及頻率的驅動信號，將燃氣氣軌裡的燃氣排空殆盡，儘量降低可凝結物質在噴嘴裡的殘留。通過以上方法的組合實施，可有效解決天然氣發動機燃氣噴嘴在低溫下因殘留物質凝結導致的開啟困難問題。

以上實施例的先後順序僅為便於描述，不代表實施例的優劣。

最後應說明的是：以上實施例僅用以說明本發明的技術方案，而非對其限制；儘管參照前述實施例對本發明進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解：其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分技術特徵進行等同替換；而這些修改或者替換，並不使相應技術方案的本質脫離本發明各實施例技術方案的精神和範圍。