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申请/专利权人：陕西柴油机重工有限公司

摘要：提供一种预混式大功率气体发动机的进气控制方法，在混合器两个进气端分别与连接有空气滤器的空气进气管和安装有燃气流量阀的燃气进气管连接，燃气流量阀和安装于废气蜗轮增压器转速检测位置上的转速传感器均与控制单元连接，控制单元以转速传感器检测的废气蜗轮增压器转速为输入变量，控制燃气流量阀的开度实现进入气体发动机内混合气体空燃比的控制；中冷器排气管上安装有与控制单元连接的电动节气门，与中冷器排气管和废气涡轮增压器进气管连通的旁通单元通过控制线与控制单元连接。本发明提高预混式气体发动机过渡工况空燃比控制的准确性，提高气体发动机运行的经济性和排放性，满足气体发动机不同运行工况下混合气体流量的自动调节。

主权项：1.预混式大功率气体发动机的进气控制方法，其特征在于：预混式大功率气体发动机的进气控制系统包括废气涡轮增压器4和进气端与废气涡轮增压器4的排气管连接的中冷器8，所述废气涡轮增压器4的进气管与混合器2的排气端连接，所述混合器2的两个进气端分别与连接有空气滤器1的空气进气管和安装有燃气流量阀3的燃气进气管连接，所述中冷器8的排气管与气体发动机12的进气总管连接，且气体发动机12的排气总管与废气涡轮增压器4的进气管连接，所述燃气流量阀3和用于检测废气涡轮增压器4转速的转速传感器5均与控制单元10连接，所述控制单元10以废气涡轮增压器4的转速为输入变量，通过控制燃气流量阀3的开度实现进入气体发动机12内混合气体空燃比的控制；所述中冷器8排气管上安装有与控制单元10连接的电动节气门7，与中冷器8排气管和废气涡轮增压器4的进气管连通的旁通单元通过控制线与控制单元10连接，并由控制单元10根据气体发动机12的运行工况调控电动节气门7和旁通单元后，实现进入气体发动机12内混合气体流量的调节；包括以下步骤：1检测气体发动机12的转速n、气体发动机12的负荷P，当气体发动机12的转速n≥气体发动机12的额定转速ne，且气体发动机12的负荷P≥气体发动机12的并网基础负荷P0时，则认为气体发动机12已经并网运行，进入空燃比控制模式；2通过转速传感器5检测废气涡轮增压器4的转速nT，根据废气涡轮增压器4的转速—流量MAP图获得混合气质量流量Qc；3根据检测的气体发动机12的负荷P以及气体发动机12的负荷—过量空气系数MAP图，获得理论过量空气系数λ0，并根据氧传感器9测得的气体发动机12废气中氧含量确定实际过量空气系数λ1，由理论过量空气系数λ0和实际过量空气系数λ1计算得到目标过量空气系数λ，目标过量空气系数λ的计算式如下：λ＝|λ0-λ1|；4根据步骤2中获得的混合气质量流量Qc和目标过量空气系数λ，计算目标燃气质量流量Qg0，并由控制单元10向燃气流量阀3发出控制指令，控制燃气流量阀3至与目标燃气质量流量Qg0对应的流量开度，燃气流量阀3向控制单元10反馈实际燃气质量流量Qg实现闭环控制，其中，目标燃气质量流量Qg0的计算步骤如下：根据气体发动机12内天然气燃烧化学反应方程式：CH4+2O2＝CO2+2H2O，计算天然气在空气中完全燃烧的化学当量比＝QaLQg0＝2×29÷21％16＝17.2，混合气质量流量Qc与实际空气质量流量Qa和目标燃气质量流量Qg0的关系式为Qa＝Qc-Qg0，而目标过量空气系数λ＝QaQaL，由上可知：Qa＝QaL×λ即QaL×λ＝Qc-Qg0而QaLQg0＝17.2QaL＝17.2×Qg0则Qc-Qg0＝17.2×λ×Qg0 由λ＝|λ0-λ1|可知： 其中：Qg0—目标燃气质量流量；Qc—混合气质量流量；Qa—实际空气质量流量；QaL—理论空气质量流量；λ0—理论过量空气系数；λ1—实际过量空气系数；λ——目标过量空气系数；5控制单元10根据气体发动机12的运行工况控制电动节气门7和进气旁通阀6来实现气体发动机12转速负荷的控制；当气体发动机12处于负荷P≤25％额定负荷时的低负荷工况下，进气旁通阀6关闭，由电动节气门7单独控制气体发动机12转速负荷；当气体发动机12处于负荷P＞25％额定负荷时的中、高负荷工况下，控制单元10控制电动节气门7完全打开，由进气旁通阀6单独控制气体发动机12转速负荷。

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