阅读说明：本技术 一种燃气发动机的燃料控制方法及系统 (Fuel control method and system of gas engine ) 是由 盘子林 莫员 李庆飞 王家祥 李勇焕 于 2020-05-28 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种燃气发动机的燃料控制方法,涉及发动机控制,主要解决的是现有燃料控制方式存在控制不准确的技术问题,所述方法包括步骤如下：S1.建立保存有进气总管压力、发动机转速及空燃比的空燃比迈谱；建立空燃比和混合器开度相关的混合器控制曲线；S2.获取发动机的实际转速、实际空燃比、进气总管的实际压力；S3.根据实际转速、实际压力查询空燃比迈谱得到基本空燃比；S4.根据基本空燃比、实际空燃比进行闭环控制得到目标空燃比；S5.根据目标空燃比查询混合器控制曲线得到目标开度,根据目标开度控制混合器运行。本发明还公开了一种燃气发动机的燃料控制系统。本发明通过控制空燃比来直接控制燃料,控制准确,响应速度快。(The invention discloses a fuel control method of a gas engine, which relates to engine control and mainly solves the technical problem that the existing fuel control mode has inaccurate control, and the method comprises the following steps: s1, establishing an air-fuel ratio step spectrum which stores the pressure of an air inlet main pipe, the rotating speed of an engine and the air-fuel ratio; establishing a mixer control curve related to the air-fuel ratio and the opening degree of a mixer; s2, acquiring the actual rotating speed, the actual air-fuel ratio and the actual pressure of an air inlet main pipe of the engine; s3, inquiring an air-fuel ratio spectrum according to the actual rotating speed and the actual pressure to obtain a basic air-fuel ratio; s4, performing closed-loop control according to the basic air-fuel ratio and the actual air-fuel ratio to obtain a target air-fuel ratio; and S5, inquiring a mixer control curve according to the target air-fuel ratio to obtain a target opening degree, and controlling the mixer to operate according to the target opening degree. The invention also discloses a fuel control system of the gas engine. The invention directly controls the fuel by controlling the air-fuel ratio, and has accurate control and high response speed.)

一种燃气发动机的燃料控制方法及系统

技术领域

本发明涉及发动机控制，更具体地说，它涉及一种燃气发动机的燃料控制方法及系统。

背景技术

在供气燃气的压力范围为1.01bar～1.04bar(绝对压力)时，目前低压发电用燃气发动机的燃料控制系统采用对发动机进气总管压力闭环控制来控制混合器的开度，进而实现对燃气发动机燃料的控制。目前技术的控制策略如图1所示，根据发动机转速、发动机功率百分比查询发动机进气总管压力曲线得到进气总管压力目标值，根据进气总管压力目标值与进气总管压力实际值进行闭环控制得到混合器开度。因控制策略过于简单，仅根据进气总管压力间接对燃料进行控制，当发动机在多个工况运行时，对燃料控制存在控制不准和控制延迟的情况，因此会导致发动机出现爆震或运行不稳。

另外，目前控制系统在不同的环境大气压力和发动机水温下对燃料的控制没有修正作用，这样在环境状态差异很大的情况下更加恶化了发动机的运行稳定性。

发明内容

本发明要解决的技术问题是针对现有技术的上述不足，本发明的目的一是提供一种控制准确、响应速度快的燃气发动机的燃料控制方法。

本发明的目的二是提供一种控制准确、响应速度快的燃气发动机的燃料控制系统。

为了实现上述目的一，本发明提供一种燃气发动机的燃料控制方法，所述方法包括步骤如下：

S1.建立保存有进气总管压力、发动机转速及空燃比的空燃比迈谱；建立空燃比和混合器开度相关的混合器控制曲线；

S2.获取发动机的实际转速、实际空燃比、进气总管的实际压力；

S3.根据所述实际转速、实际压力查询所述空燃比迈谱得到基本空燃比；

S4.根据所述基本空燃比、实际空燃比进行闭环控制得到目标空燃比；

S5.根据所述目标空燃比查询所述混合器控制曲线得到目标开度，根据所述目标开度控制混合器运行。

作为进一步地改进，所述步骤S5之前还包括对所述目标空燃比进行修正，包括步骤如下：

S21.建立保存有发动机水温、环境大气压力、空燃比、空燃比修正量的修正迈谱；

S22.获取发动机的实际水温、环境的实际大气压力；

S23.根据所述基本空燃比、实际水温、实际大气压力查询所述修正迈谱得到基本空燃比修正量；

S24.所述目标空燃比加上所述基本空燃比修正量进行修正。

进一步地，所述修正迈谱是在台架模拟环境大气压力＜0.8bar、发动机水温＜60℃的状态下进行标定，对所述目标空燃比进行修正的条件为环境大气压力＜0.8bar、发动机水温＜60℃。

进一步地，所述混合器入口处的燃气压力为1.01bar～1.04bar。

进一步地，所述混合器为文丘里式混合器。

为了实现上述目的二，本发明提供一种燃气发动机的燃料控制系统，包括发动机转速监测单元、空燃比监测单元、进气总管压力监测单元、发动机水温监测单元、大气压力监测单元、存储单元、逻辑运算单元、控制单元，所述逻辑运算单元分别连接所述发动机转速监测单元、空燃比监测单元、进气总管压力监测单元、发动机水温监测单元、大气压力监测单元、存储单元、控制单元；所述存储单用于保存空燃比迈谱、混合器控制曲线、修正迈谱；所述逻辑运算单元用于分别通过所述发动机转速监测单元获取实际转速、通过所述空燃比监测单元获取实际空燃比、通过所述进气总管压力监测单元获取实际压力、通过所述发动机水温监测单元获取实际水温、通过所述大气压力监测单元获取实际大气压力，并根据上述的方法得到目标开度，将所述目标开度发送给所述控制单元，所述控制单元根据所述目标开度控制混合器运行。

有益效果

本发明与现有技术相比，具有的优点为：本发明根据实际转速、实际压力得到基本空燃比，根据基本空燃比与实际空燃比进行闭环控制得到目标空燃比，并根据目标空燃比控制混合器运行，通过控制空燃比来直接控制燃料，控制准确，响应速度快，可以提高燃气发动机在不同工况下的适用能力；此外，根据实际水温、实际大气压力对目标空燃比进行修正，可以进一步提高目标空燃比的准确性，提高对燃料的控制精度，可以实现发动机在特殊环境(高原、冷态环境)下也能精准控制燃气发动机的燃气，提高了发动机在不同环境下的适用能力。

附图说明

图1为传统技术的控制方框图；

图2为本发明的控制方框图。

具体实施方式

下面结合附图中的具体实施例对本发明做进一步的说明。

参阅图2，一种燃气发动机的燃料控制方法，方法包括步骤如下：

S1.建立保存有进气总管压力、发动机转速及空燃比的空燃比迈谱；建立空燃比和混合器开度相关的混合器控制曲线；

S2.获取发动机的实际转速、实际空燃比、进气总管的实际压力；

S3.根据实际转速、实际压力查询空燃比迈谱得到基本空燃比；

S4.根据基本空燃比、实际空燃比进行闭环控制得到目标空燃比；

S5.根据目标空燃比查询混合器控制曲线得到目标开度，根据目标开度控制混合器运行，进而实现对进入发动机燃料的控制。

进一步地，在步骤S5之前还包括对目标空燃比进行修正，包括步骤如下：

S21.建立保存有发动机水温、环境大气压力、空燃比、空燃比修正量的修正迈谱；

S22.获取发动机的实际水温、环境的实际大气压力；

S23.根据基本空燃比、实际水温、实际大气压力查询修正迈谱得到基本空燃比修正量；

S24.目标空燃比加上基本空燃比修正量进行修正，可以进一步提高发动机燃料的控制精度。

修正迈谱是在台架模拟环境大气压力＜0.8bar、发动机水温＜60℃的状态下进行标定，具体对应的是高原、冷态环境，对目标空燃比进行修正的条件为环境大气压力＜0.8bar、发动机水温＜60℃，可以实现发动机能够适用不同工作环境。

在本实施例中，混合器入口处的燃气压力为1.01bar～1.04bar，燃气压力为绝对压力，燃气在此压力下进行供料，本方法可以达到最优的控制。混合器为文丘里式混合器，是利用发动机的空气进气在混合器形成负压，产生文丘里效应使燃气被吸入并在混合器中充分混合。

一种燃气发动机的燃料控制系统，包括发动机转速监测单元、空燃比监测单元、进气总管压力监测单元、发动机水温监测单元、大气压力监测单元、存储单元、逻辑运算单元、控制单元，逻辑运算单元分别连接发动机转速监测单元、空燃比监测单元、进气总管压力监测单元、发动机水温监测单元、大气压力监测单元、存储单元、控制单元；存储单用于保存空燃比迈谱、混合器控制曲线、修正迈谱；逻辑运算单元用于分别通过发动机转速监测单元获取实际转速、通过空燃比监测单元获取实际空燃比、通过进气总管压力监测单元获取实际压力、通过发动机水温监测单元获取实际水温、通过大气压力监测单元获取实际大气压力，并根据上述方法得到目标开度，将目标开度发送给控制单元，控制单元根据目标开度控制混合器运行。

本发明根据实际转速、实际压力得到基本空燃比，根据基本空燃比与实际空燃比进行闭环控制得到目标空燃比，并根据目标空燃比控制混合器运行，通过控制空燃比来直接控制燃料，控制准确，响应速度快，可以提高燃气发动机在不同工况下的适用能力；此外，根据实际水温、实际大气压力对目标空燃比进行修正，可以进一步提高目标空燃比的准确性，提高对燃料的控制精度，可以实现发动机在特殊环境(高原、冷态环境)下也能精准控制燃气发动机的燃气，提高了发动机在不同环境下的适用能力。本发明可以使发动机的性能表现更优，发动机的适应性更好。

以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。