一种天然气发动机膨胀水箱压力控制系统及其控制方法与流程

本发明属于天然气发动机冷却系统的。更具体地，本发明涉及一种天然气发动机膨胀水箱压力控制系统。本发明还涉及该控制系统的控制方法。

背景技术：

1、在现有技术中，天然气发动机冷却系统基本采用的是传统机械式膨胀水箱结构。膨胀水箱主要作用如下：

2、1、通过除气系统可以使冷却液达到水、汽分离的目的；

3、2、为发动机水泵入口处提供压力保证，使其不至于出现汽化穴蚀等问题。

4、膨胀水箱工作原理主要是，发动机熄火后，水箱里面的压力会降下，此时在弹簧的作用下，泄压阀会向下运动，将水箱封死，此时不断回缩的冷却液就会在水箱盖和冷却液之间形成一定的真空度，真空阀就会开启，副水箱中的冷却液就会被吸回水箱中，避免冷却液的损失。

5、但是，而在现有技术中，上述结构存在的问题和缺陷是：不能满足在发动机启动时冷却系统快速建压的功能，即水泵口穴蚀问题较严重，相对除气时间较长。

6、采用关键词：“发动机；膨胀水箱；压力；控制”等，对现有公开的技术文献进行检索，其检索结果如下：

7、1、中国专利文献：“一种在发动机高温时防烫伤的膨胀水箱盖、膨胀水箱及其控制方法”，专利(申请)号为：201711143279.9，其记载的技术方案如下：

8、“在发动机高温时防烫伤的膨胀水箱盖，包括：壳体，其具有内槽，并且所述壳体上部设置有通孔，并且与所述内槽连通，下部设置有止动簧；电磁体，其设置在所述内槽上部；推杆，其上部设置有磁铁，能够与所述电磁体相配合吸引或者分离，下部设置有齿盘，所述推杆能够在所述内槽内相对所述壳体上下滑动，通过所述止动簧确定滑动位置；齿圈，其固定在水箱内部上方，在所述推杆向上滑动时能够与所述齿盘啮合将所述齿盘固定；弹簧，其设置在所述电磁铁和所述推杆之间；还公开了一种在发动机高温时防烫伤的膨胀水箱、一种在发动机高温时防烫伤的膨胀水箱的控制方法”。

9、2、中国专利文献：“一种膨胀水箱及发动机”，专利(申请)号为：201821006685.0，其记载的技术方案是：

10、“膨胀水箱通过增加补液箱，并且该补液箱与膨胀水箱本体通过补液连通孔连通，并且补液连通孔位于膨胀水箱本体的冷却液警戒线以上，以使需要补液时，补液箱内的冷却液在重力作用下进入膨胀水箱”；

11、其记载的技术效果是：

12、“可实现不需要打开膨胀水箱的第一压力盖即可对膨胀水箱内补液，即实现了发动机不需要停机便可对膨胀水箱补液的目的，保证了发动机的正常工作”。

13、然而，上述现有公开文献提供的技术方案，仍然没有能够很好地解决现有技术中存在的“不能满足在发动机启动时冷却系统快速建压的功能，即水泵口穴蚀问题较严重，相对除气时间较长”的问题和缺陷。

技术实现思路

1、本发明提供一种天然气发动机膨胀水箱压力控制系统，其目的是实现发动机启动时其冷却系统的快速建压并保持压力稳定。

2、为了实现上述目的，本发明采取的技术方案为：

3、本发明的天然气发动机膨胀水箱压力控制系统，所述的膨胀水箱通过发动机除气管路与膨胀水箱连接；所述的发动机通过压力阀进气管路与膨胀水箱连接。

4、所述的发动机设置稳压器，所述的发动机通过稳压器与压力阀进气管路连接。

5、所述的膨胀水箱上设置膨胀箱压力阀，所述的膨胀水箱通过膨胀箱压力阀与压力阀进气管路连接。

6、所述的膨胀箱压力阀设置进气阀门和排气阀门。

7、所述的膨胀水箱设置膨胀箱压力传感器；所述的膨胀箱压力传感器与ecu模块连接；所述的ecu模块与pwm继电器连接；所述的pwm继电器与压力阀执行器连接；所述的压力阀执行器与压力阀控制器连接。

8、所述的压力阀执行器分别控制膨胀箱压力阀的进气阀门和排气阀门的开启或关闭。

9、所述的发动机通过冷却水路与发动机散热水箱连接；在发动机与发动机散热水箱连接的冷却水路上，设置节温器。

10、所述的发动机散热水箱通过散热水箱除气管路与膨胀水箱连接。

11、所述的膨胀水箱和发动机散热水箱通过补水管路与发动机连接；所述的节温器的控制口与补水管路连接。

12、为了实现与上述技术方案相同的发明目的，本发明还提供了以上所述的天然气发动机膨胀水箱压力控制系统的控制方法，其技术方案是：

13、当发动机启动或工作时，压力阀执行器开始通电并将膨胀箱压力传感器检测到的膨胀水箱内的压力值反馈给ecu模块；

14、当膨胀水箱内压力低于设定值时，稳压器内的气体通过压力阀进气管路进入到膨胀水箱压力阀，此时，压力阀执行器控制进气阀门开启，稳压器内气体进入膨胀水箱，开始快速建立膨胀水箱箱体内压力并保持压力稳定；

15、当膨胀水箱内压力高于设定值时，压力阀控制器反馈信号给ecu模块，ecu输出控制信号到压力阀执行器，使排气阀门打开，进气阀门关闭，稳压器的气路与进气阀门断开，同时，膨胀水箱内的气体通过排气阀门开始泄压，实现稳定膨胀水箱内箱体内的压力作用；

16、当膨胀水箱内的压力稳定后，进气阀门和排气阀门同时关闭，并保持膨胀水箱内的压力稳定；

17、当出现管路或结构故障时，排气阀门实现常开功能，保证膨胀水箱箱体内压力不至于过高而导致冷却系统出现除气困难的问题。

18、本发明采用上述技术方案，实现了发动机在启动时，其冷却系统的快速建压，并保持压力稳定；当膨胀箱压力不足时，通过电控策略驱动控制，向膨胀箱内补充气体，能快速建立膨胀水箱的压力，保证发动机水泵进口处的压力；当膨胀箱内压力过高时，通过电控策略驱动控制，膨胀箱压力盖会打开排气口泄压，从而保证冷却系统膨胀箱内的压力稳定；避免了水泵口穴蚀问题较严重的现象，缩短了除气时间。

技术特征：

1.一种天然气发动机膨胀水箱压力控制系统，所述的膨胀水箱(9)通过发动机除气管路(8)与膨胀水箱(9)连接；其特征在于：所述的发动机(1)通过压力阀进气管路(3)与膨胀水箱(9)连接。

2.按照权利要求1所述的天然气发动机膨胀水箱压力控制系统，其特征在于：所述的发动机(1)设置稳压器(2)，所述的发动机(1)通过稳压器(2)与压力阀进气管路(3)连接。

3.按照权利要求1所述的天然气发动机膨胀水箱压力控制系统，其特征在于：所述的膨胀水箱(9)上设置膨胀箱压力阀(10)，所述的膨胀水箱(9)通过膨胀箱压力阀(10)与压力阀进气管路(3)连接。

4.按照权利要求3所述的天然气发动机膨胀水箱压力控制系统，其特征在于：所述的膨胀箱压力阀(10)设置进气阀门和排气阀门。

5.按照权利要求4所述的天然气发动机膨胀水箱压力控制系统，其特征在于：所述的膨胀水箱(9)设置膨胀箱压力传感器(12)；所述的膨胀箱压力传感器(12)与ecu模块(11)连接；所述的ecu模块(11)与pwm继电器(13)连接；所述的pwm继电器(13)与压力阀执行器(14)连接；所述的压力阀执行器(14)与压力阀控制器(15)连接。

6.按照权利要求5所述的天然气发动机膨胀水箱压力控制系统，其特征在于：所述的压力阀执行器(14)分别控制膨胀箱压力阀(10)的进气阀门和排气阀门的开启或关闭。

7.按照权利要求1所述的天然气发动机膨胀水箱压力控制系统，其特征在于：所述的发动机(1)通过冷却水路与发动机散热水箱(5)连接；在发动机(1)与发动机散热水箱(5)连接的冷却水路上，设置节温器(4)。

8.按照权利要求7所述的天然气发动机膨胀水箱压力控制系统，其特征在于：所述的发动机散热水箱(5)通过散热水箱除气管路(7)与膨胀水箱(9)连接。

9.按照权利要求7所述的天然气发动机膨胀水箱压力控制系统，其特征在于：所述的膨胀水箱(9)和发动机散热水箱(5)通过补水管路(6)与发动机(1)连接；所述的节温器(4)的控制口与补水管路(6)连接。

10.按照权利要求1至9中任意一项所述的天然气发动机膨胀水箱压力控制系统的控制方法，其特征在于：所述的控制方法为：

技术总结本发明公开了一种天然气发动机膨胀水箱压力控制系统，膨胀水箱(9)通过发动机除气管路(8)与膨胀水箱(9)连接；发动机(1)通过压力阀进气管路(3)与膨胀水箱(9)连接。本发明还公开了该控制系统的控制方法。采用上述技术方案，实现了发动机在启动时，其冷却系统的快速建压，并保持压力稳定；当膨胀箱压力不足时，通过电控策略驱动控制，向膨胀箱内补充气体，能快速建立膨胀水箱的压力，保证发动机水泵进口处的压力；当膨胀箱内压力过高时，通过电控策略驱动控制，膨胀箱压力盖会打开排气口泄压，从而保证冷却系统膨胀箱内的压力稳定；避免了水泵口穴蚀问题较严重的现象，缩短了除气时间。技术研发人员：齐玉龙,钱立宏,高东鸣,彭南帝,黎金辉,程前峰,刘益军,姜胜男,刘山,刘静雅受保护的技术使用者：玉柴联合动力股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/11