一种燃气喷射系统及控制方法

本发明属于燃气控制，特别是一种燃气喷射系统及控制方法。

背景技术：

1、天然气以其良好的排放特性和经济特性可被视为一种清洁能源，在发动机领域的应用越来越广泛。多点燃气喷射系统提高了发动机的瞬态响应性能，合理地组织了扫气，改善了燃料的经济性和排放特性。多点燃气喷射系统的发展经历了时间控制式与压力控制式：基于时间控制式的多点燃气喷射系统在中小负荷时，喷射持续期短，燃气与空气混合不均匀；基于压力控制式多点燃气喷射系统，通过喷射压力控制喷射流量，延长了中小负荷下喷射持续期，提升了混合气均匀程度。

2、现有的压力控制式多点燃气喷射系统采用的流量调节阀，多为密封与流量调节一体的直动式电磁调节阀。随着技术的发展，多点燃气喷射系统对燃气流量调节阀提出了响应速度快、功耗低、热稳定性好、抗电磁干扰能力强和控制灵活等要求。

3、发明人发现，现有的压力控制式多点燃气喷射系统采用的直动式电磁调节阀，其密封过程和流量调节过程多集中在一个机构之中，进行集中处理，无法实现分离控制密封和流量调节，使得控制性能较差。由于执行机构存在连接间隙，在每个开闭循环中都会产生多次撞击，这会对控制阀和燃气系统带来过多的噪声和震动，严重情况下会对传感器的信号造成干扰，降低了驱动机构的效率。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种燃气喷射系统及控制方法，将密封与流量控制分离开来，利用一个燃气开关阀和一个流量调节阀来替换原有的燃气喷射阀，流量调节阀安装于燃气开关阀之后，燃气开关阀发挥密封或启停作用，流量调节阀采用面积控制式、通过改变燃气流通面积来控制燃气流量的大小，解决现有技术中的问题。

2、为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：

3、本发明第一方面提供了一种燃气喷射系统。

4、一种燃气喷射系统，包括依次设置的燃气气源、燃气共轨管、燃气开关阀、流量调节阀和进气管道，所述燃气共轨管、燃气开关阀和流量调节阀之间通过第一管路相连接，所述流量调节阀与进气管道之间通过第二管路相连接；所述燃气开关阀用于控制第一管路燃气供气的启停，所述流量调节阀用于控制第二管路燃气供气的流量。

5、可选的，所述流量调节阀包括旋转式调节阀和往复式调节阀，所述旋转式调节阀和往复式调节阀上分别设置有第一出气口和第二出气口，所述第一出气口和第二出气口均用于调节连通第一管路和第二管路的燃气流通面积。

6、可选的，所述旋转式调节阀包括旋转轴，所述旋转轴与第一管路之间为转动连接，所述旋转轴的设置方向与第一管路的供气方向相垂直，所述第一出气口设置于旋转轴的一侧。

7、可选的，所述第一出气口包括相互连通的平行流向部分和变流向部分，所述平行流向部分沿旋转轴径向设置，所述变流向部分沿旋转轴轴向设置，所述平行流向部分和变流向部分的一端均延伸至旋转轴的表面。

8、可选的，所述往复式调节阀包括阀杆，所述阀杆顶部设置有堵塞体，所述阀杆平行于第一管路的供气方向设置，所述堵塞体前端设置有渐缩状外沿，所述渐缩状外沿与第一管路的内径相适配。

9、可选的，所述堵塞体与第一管路之间为滑动连接，所述渐缩状外沿用于控制与第一管路内径之间的开口程度。

10、可选的，所述阀杆尾部设置有操作杆，所述堵塞体的形状包括圆锥状和圆台状。

11、可选的，所述燃气气源和燃气共轨管之间还设置有燃气过滤器、稳压阀和气液分离器。

12、可选的，所述燃气过滤器、稳压阀和气液分离器沿燃气流向依次设置。

13、本发明第二方面提供了一种燃气喷射系统的控制方法。

14、一种基于第一方面所述燃气喷射系统的控制方法，包括以下步骤：

15、通过控制燃气开关阀的启停，控制燃气是否通入第一管路中；

16、调节流量调节阀的第一出气口或第二出气口，调节连通第一管路和第二管路的燃气流通面积，进而调节到达进气管道的燃气流量。

17、本发明具有以下有益效果：

18、1、本发明提供了一种燃气喷射系统及控制方法，将管路中燃气的密封与流量控制分离开来，利用一个燃气开关阀和一个流量调节阀来替换原有的燃气调压阀，去掉了对压力进行调节的燃气调压阀，流量调节阀安装于燃气开关阀之后，燃气开关阀发挥密封或启停作用，流量调节阀通过改变燃气流通面积来控制燃气流量的大小，分离了控制密封和流量调节，提升了控制性能。

19、2、本发明的流量调节阀采用面积控制式实现流量调节，通过改变第一管路进气口与第一出气口或第二出气口之间的重叠面积的方式控制气体流量，发挥流量调节作用，改变发动机喷气量，控制喷射时间与内燃机进气过程相符，适应天然气发动机循环变动激烈的工况和不同负荷下天然气发动机的工作情况。

20、3、本发明中流量调节阀的面积变化为单向变化，并尽量是线性变化，提高了控制性能和线性度；同时保证前面的开关电磁阀的流通面积要大于流量调节阀的流通面积，以便多点燃气喷射系统可以正常喷射。

21、4、相比较于现有技术，本发明减少了燃气系统过多的噪声和震动，提升了传感器信号的稳定性，提升了驱动机构的效率。

22、当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

技术特征：

1.一种燃气喷射系统，其特征在于，包括依次设置的燃气气源、燃气共轨管、燃气开关阀、流量调节阀和进气管道，所述燃气共轨管、燃气开关阀和流量调节阀之间通过第一管路相连接，所述流量调节阀与进气管道之间通过第二管路相连接；所述燃气开关阀用于控制第一管路燃气供气的启停，所述流量调节阀用于控制第二管路燃气供气的流量。

2.根据权利要求1所述的燃气喷射系统，其特征在于，所述流量调节阀包括旋转式调节阀和往复式调节阀，所述旋转式调节阀和往复式调节阀上分别设置有第一出气口和第二出气口，所述第一出气口和第二出气口均用于调节连通第一管路和第二管路的燃气流通面积。

3.根据权利要求2所述的燃气喷射系统，其特征在于，所述旋转式调节阀包括旋转轴，所述旋转轴与第一管路之间为转动连接，所述旋转轴的设置方向与第一管路的供气方向相垂直，所述第一出气口设置于旋转轴的一侧。

4.根据权利要求3所述的燃气喷射系统，其特征在于，所述第一出气口包括相互连通的平行流向部分和变流向部分，所述平行流向部分沿旋转轴径向设置，所述变流向部分沿旋转轴轴向设置，所述平行流向部分和变流向部分的一端均延伸至旋转轴的表面。

5.根据权利要求2所述的燃气喷射系统，其特征在于，所述往复式调节阀包括阀杆，所述阀杆顶部设置有堵塞体，所述阀杆平行于第一管路的供气方向设置，所述堵塞体前端设置有渐缩状外沿，所述渐缩状外沿与第一管路的内径相适配。

6.根据权利要求5所述的燃气喷射系统，其特征在于，所述堵塞体与第一管路之间为滑动连接，所述渐缩状外沿用于控制与第一管路内径之间的开口程度。

7.根据权利要求5所述的燃气喷射系统，其特征在于，所述阀杆尾部设置有操作杆，所述堵塞体的形状包括圆锥状和圆台状。

8.根据权利要求1所述的燃气喷射系统，其特征在于，所述燃气气源和燃气共轨管之间还设置有燃气过滤器、稳压阀和气液分离器。

9.根据权利要求8所述的燃气喷射系统，其特征在于，所述燃气过滤器、稳压阀和气液分离器沿燃气流向依次设置。

10.一种基于权利要求1-9任一项所述燃气喷射系统的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

技术总结本发明公开一种燃气喷射系统及控制方法，涉及燃气控制技术领域。包括依次设置的燃气气源、燃气共轨管、燃气开关阀、流量调节阀和进气管道，所述燃气共轨管、燃气开关阀和流量调节阀之间通过第一管路相连接，所述流量调节阀与进气管道之间通过第二管路相连接；所述燃气开关阀用于控制第一管路燃气供气的启停，所述流量调节阀用于控制第二管路燃气供气的流量。本发明利用一个燃气开关阀和一个流量调节阀来替换原有的燃气喷射阀，流量调节阀安装于燃气开关阀之后，燃气开关阀发挥密封或启停作用，流量调节阀采用面积控制式、通过改变燃气流通面积来控制燃气流量的大小。技术研发人员：程勇,周建超,郭彪受保护的技术使用者：山东大学技术研发日：技术公布日：2024/7/9