一种混氨柴油发电机辅助排氨装置

摘要

本发明提供了一种混氨柴油发电机辅助排氨装置，包括启动电机、控制器、氨浓度传感器、电动阀门、空气压缩机、ECU和氨气流量控制器，所述启动电机安装有曲轴，所述曲轴与所述空气压缩机连接以带动所述空气压缩机转动。利用柴油发电机的启动电机旋转带动空气压缩机将空气注入气缸，并带走气缸内剩余的氨燃料，减少氨对发动机的腐蚀，改善柴油发电机的气动性能，成本低，且不需要额外的动力供应设备，轻便可靠，易于维护。所述控制器包括人机交互接口、模数转换接口、控制指令接口和通信接口，通过控制器和氨浓度传感器、氨气流量控制器、空气压缩机、电动阀门及ECU之间的配合通信，由控制器向各个部件发出指令，达到智能排氨的目的。

权利要求

1.一种混氨柴油发电机辅助排氨装置，其特征在于：包括启动电机、控制器、氨浓度传感器、电动阀门、空气压缩机、ECU和氨气流量控制器，所述启动电机安装有曲轴，且所述启动电机的曲轴与所述空气压缩机连接以带动所述空气压缩机转动；

所述控制器包括人机交互接口、模数转换接口、控制指令接口和通信接口，所述模数转换接口与所述氨浓度传感器相连接，所述控制指令接口与所述电动阀门及空气压缩机相连接，所述通信接口与所述ECU及氨气流量控制器相连接；

所述空气压缩机进气口直接连接大气，出气口通过电动阀门安装在柴油发电机进气歧管前端；

所述电动阀门在该柴油发电机正常工作时处于关闭状态，在排氨过程中全开；

排氨过程中，氨气进气管阀门关闭，并且在排氨装置运行过程中处于常闭状态。

2.根据权利要求1所述的一种混氨柴油发电机辅助排氨装置，其特征在于：所述人机交互接口采用串口通讯方式，且通过该人机交互接口设置参数。

3.根据权利要求1所述的一种混氨柴油发电机辅助排氨装置，其特征在于：所述控制指令接口为数字接口，该控制指令接口连接所述电动阀门以控制电动阀门的开合，该控制指令接口连接所述空气压缩机以控制空气压缩机的启停。

4.根据权利要求1所述的一种混氨柴油发电机辅助排氨装置，其特征在于：所述通信接口采用CAN通信协议与所述ECU进行通信，所述通信接口采用串口通信模式与所述氨气流量控制器进行通信。

5.根据权利要求1所述的一种混氨柴油发电机辅助排氨装置，其特征在于：还包括连接线，所述连接线包括通信线和控制指令线。

6.根据权利要求5所述的一种混氨柴油发电机辅助排氨装置，其特征在于：所述通信线用于连接所述模数转换接口及氨浓度传感器，该通信线还用于连接所述通信接口、ECU及氨气流量控制器；

所述控制指令线用于连接所述控制指令接口、空气压缩机及电动阀门。

7.根据权利要求1所述的一种混氨柴油发电机辅助排氨装置，其特征在于：所述控制器为单片机。

说明书

一种混氨柴油发电机辅助排氨装置

技术领域

[0001] 本发明属于辅助柴油发电机正常工作的装置，尤其涉及一种混氨柴油发电机辅助排氨装置。

背景技术

[0002] 氨气由于存储方便，易于运输，尾气处理方便且燃烧后不产生温室气体等优点，通过与传统化石燃料混合燃烧，在不改变输出功率的情况下，能够有效的减少温室气体的排放。有一类氨气和柴油混合燃烧的柴油发电机，氨气在进气歧管与柴油混合再进入气缸燃烧。在发电机停止工作后，应该先关闭氨气供气系统，保证纯柴油再燃烧一段时间。如果违反该过程，柴油先于氨气供气系统关闭，会导致气缸内残留氨气。残留的氨气一方面有可能腐蚀发动机的气缸或配件，影响使用寿命；另一方面，在下一次开机时，会导致柴油发电机启动过程变长甚至启动困难。

发明内容

[0003] 本发明提供了一种混氨柴油发电机辅助排氨装置，其克服了背景技术中存在的技术问题。

[0004] 本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

[0005] 一种用于混氨柴油发电机辅助排氨装置，包括启动电机、控制器、氨浓度传感器、电动阀门、空气压缩机、ECU和氨气流量控制器，所述启动电机安装有曲轴，且所述启动电机的曲轴与所述空气压缩机连接以带动所述空气压缩机转动；

[0006] 所述控制器包括人机交互接口、模数转换接口、控制指令接口和通信接口，所述模数转换接口与所述氨浓度传感器相连接，所述控制指令接口与所述电动阀门及空气压缩机相连接，所述通信接口与所述ECU及氨气流量控制器相连接。

[0007] 一实施例中：所述人机交互接口采用串口通讯方式，且通过该人机交互接口设置参数。

[0008] 一实施例中：所述控制指令接口为数字接口，该控制指令接口连接所述电动阀门以控制电动阀门的开合，该控制指令接口连接所述空气压缩机以控制空气压缩机的启停。

[0009] 一实施例中：所述通信接口采用CAN通信协议与所述ECU进行通信，所述通信接口采用串口通信模式与所述氨气流量控制器进行通信。

[0010] 一实施例中：还包括连接线，所述连接线包括通信线和控制指令线。

[0011] 一实施例中：所述通信线用于连接所述模数转换接口及氨浓度传感器，该通信线还用于连接所述通信接口、ECU及氨气流量控制器；

[0012] 所述控制指令线用于连接所述控制指令接口、空气压缩机及电动阀门。

[0013] 一实施例中：所述控制器为单片机。

[0014] 相比于现有技术，本发明的有益效果是：

[0015] 1、利用柴油发电机的启动电机旋转带动空气压缩机将空气注入气缸，并带走气缸内剩余的氨燃料，减少氨对发电机的腐蚀，改善发电机的气动性能，成本低，且不需要额外的动力供应设备，轻便可靠，易于维护。

[0016] 2、通过控制器和氨浓度传感器、氨气流量控制器、空气压缩机、电动阀门及ECU之间的配合通信，由控制器向各个部件发出指令，达到智能排氨的目的。

附图说明

[0017] 下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

[0018] 图1为本发明的原理示意图。

具体实施方式

[0019] 请查阅图1，一种用于混氨柴油发电机辅助排氨装置，包括启动电机(图中未示出)、控制器1、氨浓度传感器2、电动阀门3、空气压缩机4、ECU(柴油发电机控制器)5和氨气流量控制器6。

[0020] 所述启动电机安装有曲轴，所述启动电机的曲轴与所述空气压缩机4连接以带动所述空气压缩机4转动。本实施例中，所述空气压缩机4通过皮带与启动电机的曲轴相连。利用柴油发电机的启动电机旋转带动空气压缩机将空气注入气缸，并带走气缸内剩余的氨燃料，减少氨对柴油发电机的腐蚀，改善柴油发电机的气动性能，成本低，且不需要额外的动力供应设备，轻便可靠，易于维护。

[0021] 本实施例中，所述控制器1采用单片机，从氨浓度传感器2中获取信息并处理生成控制指令。具体地，所述控制器1包括人机交互接口11、模数转换接口12、控制指令接口13和通信接口14。

[0022] 本实施例中，还包括连接线，所述连接线包括通信线15和控制指令线16。所述通信线15用于连接所述模数转换接口12及氨浓度传感器2，该通信线15还用于连接所述通信接口14、ECU5及氨气流量控制器6；所述控制指令线16用于连接所述控制指令接口13、空气压缩机4及电动阀门3。

[0023] 其中，所述人机交互接口11采用串口通讯方式，通过该接口，可以人为地设置氨气含量的门槛值、压缩电机工作时间等参数。所述模数转换接口12实现物理量的采集，该接口间接氨浓度传感器，实现尾气氨浓度的实时采集。所述控制指令接口13是数字接口，包括两路信号，一路信号用于控制电动阀门的开合，另一路信号用于控制压缩电机的启停。所述通信接口14实现控制器与ECU(柴油发电机控制器)5和氨气流量控制器6之间的通信，与ECU(柴油发电机控制器)5的通信采用CAN总线(控制器局域网总线)通信协议，与氨气流量控制器6之间的通信采用串口通信模式。

[0024] 具体地，所述氨浓度传感器2放置在柴油发电机排气尾管的前端，监测尾气中氨浓度并转换为电压信号，该电压信号通过模数转换接口12进入控制器1。

[0025] 所述空气压缩机4具有进气口和出气口，该进气口直接连接大气，出气口通过电动阀门3安装在柴油发电机进气歧管前端。

[0026] 所述电动阀门3在该柴油发电机正常工作时处于关闭状态，在排氨过程中全开。

[0027] 本装置的运行方式分为两种模式，模式一是在发动机已经冷却至常温，氨浓度传感器2参与排氨控制；模式二是定时长排氨控制。第一种模式下，因为氨浓度传感器2不适宜工作在高温状态。在柴油发电机没有冷却到常温时，排气歧管的温度比较高，会减少氨浓度传感器的使用寿命。这种方法的优点是根据实际氨的浓度来控制该排氨装置的工作时间，节省启动电机的能量损耗。模式二排氨模式会工作恒定的时间来实现排氨，其优点是不受工况的影响。缺点是工作时间较长，启动电机耗能较大，对车载蓄电池冲击较大。

[0028] 模式一控制流程如下：

[0029] (1)控制器1与ECU(柴油发电机控制器5)进行通信，确定柴油发电机的各执行单元处于断电状态，并且在该排氨装置运行过程中禁止启动。

[0030] (2)控制器1与氨气流量控制器6通信，确定氨气进气管阀门关闭，并且在该排氨装置运行过程中处于常闭状态。

[0031] (3)通过人机交互接口11设置氨浓度门槛值Ps。该值一经设置，可掉电保持在控制器1的存储器内。

[0032] (4)将氨浓度传感器2安装在柴油发电机的排气歧管，打开氨浓度传感器2，采集数据浓度信息P。控制器1向电动阀门3发送指令，打开电动阀门3。

[0033] (5)控制器1向柴油发电机的启动电机发送启动指令。启动电机启动，带动柴油发电机低速空转，并带动空气压缩机4转动，将加压的空气注入柴油发电机的进气歧管。

[0034] (6)当检测到连续5秒P

[0035] (7)控制器1分别与ECU(柴油发电机控制器)5和氨气流量控制器6进行通信，并发送解除锁定指令。

[0036] (8)取出氨浓度传感器2，排氨结束。

[0037] 模式二控制流程如下：

[0038] (1)控制器1与ECU(柴油发电机控制器)5通信，确定柴油发电机的各执行单元处于断电状态，并且在该排氨装置运行过程中禁止启动。

[0039] (2)控制器1与氨气流量控制器6通信，确定氨气进气管阀门关闭，并且在排氨装置运行过程中处于常闭状态。

[0040] (3)通过人机交互接口11设置排气时长Ts。该值一经设置，可掉电保持在控制器存储器内。

[0041] (4)控制器1向电动阀门3发送指令，并打开电动阀门3。

[0042] (5)控制器1向柴油发电机的启动电机发送启动指令并开始计时。启动电机启动，带动柴油发电机低速空转，并带动空气压缩机4转动，将加压的空气注入柴油机的进气歧管。

[0043] (6)当运行时间达到Ts后，控制器1向启动电机发送关闭指令，启动电机停止工作。30秒后，控制器1给电动阀门3发送指令，关闭电动阀门3。

[0044] (7)控制器1分别与ECU(柴油发电机控制器)5和氨气流量控制器6通信，并发送解除锁定指令，排氨过程结束。

[0045] 上述仅为本发明的一个具体实施例，但本发明的设计构思并不局限于此，凡利用此构思对本发明进行非实质性的改动，均应属于侵犯本发明保护范围的行为。