本發(fā)明涉及發(fā)動機(jī)，尤其涉及一種氨氣發(fā)動機(jī)的燃料供給系統(tǒng)及其控制方法、車輛。

背景技術(shù)：

1、氨是一種零碳燃料，具有成本低、安全、易儲運(yùn)、能量密度高等諸多優(yōu)勢，液氨儲存的體積能量密度是液氫的兩倍，其化學(xué)當(dāng)量比混合氣熱值與化石燃料相當(dāng)，可以獲得和柴油稀燃相當(dāng)?shù)墓β拭芏?。因此，氨氣發(fā)動機(jī)作為多元零碳動力的一員，具備使傳統(tǒng)發(fā)動機(jī)產(chǎn)業(yè)獲得新生的潛力。

2、氨氣具有反應(yīng)活性低和自燃溫度高的特點(diǎn)，使其著火濃度范圍窄。且氨氣的最小點(diǎn)火能量為汽油的60倍以上，層流火焰速度約為汽油的1/5，這大大提高了氨氣發(fā)動機(jī)的開發(fā)難度。另外，在過稀及過濃混合工況，缸內(nèi)局部區(qū)域的氨-空混合氣濃度可能接近著火極限，存在失火(即無法成功點(diǎn)火)風(fēng)險。同時，現(xiàn)階段的火花塞的點(diǎn)火能量普遍約為100mj，遠(yuǎn)無法滿足氨氣著火需求，同樣使得氨氣燃料無法可靠著火，從而影響發(fā)動機(jī)的動力輸出。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明提供了一種氨氣發(fā)動機(jī)的燃料供給系統(tǒng)及其控制方法、車輛，以保證氨氣燃料能夠穩(wěn)定可靠的著火。

2、根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供了一種氨氣發(fā)動機(jī)的燃料供給系統(tǒng)的控制方法，包括：

3、獲取所述氨氣發(fā)動機(jī)的目標(biāo)轉(zhuǎn)速和目標(biāo)負(fù)荷；

4、根據(jù)所述目標(biāo)轉(zhuǎn)速和所述目標(biāo)負(fù)荷確定所述氨氣發(fā)動機(jī)的目標(biāo)工況區(qū)間；

5、根據(jù)所述目標(biāo)工況區(qū)間獲取所述燃料供給系統(tǒng)的目標(biāo)流量參數(shù)；所述目標(biāo)流量參數(shù)包括：氨氣目標(biāo)流量、氨氣目標(biāo)流量與引燃活性燃料目標(biāo)流量的目標(biāo)流量配比、目標(biāo)過量空氣系數(shù)和目標(biāo)egr率；

6、根據(jù)各所述目標(biāo)流量參數(shù)獲取引燃活性燃料的目標(biāo)流量、空氣目標(biāo)流量和egr目標(biāo)流量；

7、根據(jù)所述氨氣目標(biāo)流量控制氨氣實(shí)際流量，根據(jù)所述引燃活性燃料的目標(biāo)流量控制引燃活性燃料的實(shí)際流量，根據(jù)所述空氣目標(biāo)流量控制空氣實(shí)際流量，以及根據(jù)所述egr目標(biāo)流量控制egr實(shí)際流量。

8、可選的，根據(jù)各所述目標(biāo)流量參數(shù)獲取引燃活性燃料的目標(biāo)流量、空氣目標(biāo)流量和egr目標(biāo)流量，包括：

9、根據(jù)所述氨氣目標(biāo)流量和所述目標(biāo)流量配比獲取所述引燃活性燃料的目標(biāo)流量；

10、根據(jù)所述氨氣目標(biāo)流量和所述引燃活性燃料的目標(biāo)流量獲取所述空氣目標(biāo)流量；

11、根據(jù)所述空氣目標(biāo)流量和所述目標(biāo)egr率獲取所述egr目標(biāo)流量。

12、可選的，根據(jù)所述氨氣目標(biāo)流量和所述目標(biāo)流量配比獲取所述引燃活性燃料的目標(biāo)流量，包括：

13、獲取氨氣流量、第一流量配比與引燃活性燃料流量的第一預(yù)設(shè)關(guān)系；

14、基于所述第一預(yù)設(shè)關(guān)系，根據(jù)所述氨氣目標(biāo)流量和所述第一流量配比獲取所述引燃活性燃料的目標(biāo)流量；

15、所述第一預(yù)設(shè)關(guān)系為：myr＝mnh3/n；其中，myr為所述引燃活性燃料的目標(biāo)流量，mnh3為所述氨氣目標(biāo)流量，n為所述目標(biāo)流量配比。

16、可選的，根據(jù)所述氨氣目標(biāo)流量和所述引燃活性燃料的目標(biāo)流量獲取所述空氣目標(biāo)流量，包括：

17、獲取氨氣流量、引燃活性燃料流量與空氣流量的第二預(yù)設(shè)關(guān)系；

18、基于所述第二預(yù)設(shè)關(guān)系，根據(jù)所述目標(biāo)過量空氣系數(shù)、所述氨氣目標(biāo)流量和所述引燃活性燃料的目標(biāo)流量獲取所述空氣目標(biāo)流量；

19、所述第二預(yù)設(shè)關(guān)系為：mair＝a*(θnh3+θyr)*(mnh3+myr)；

20、其中，mair為所述空氣目標(biāo)流量，a為所述目標(biāo)過量空氣系數(shù)，myr為所述引燃活性燃料的目標(biāo)流量，mnh3為所述氨氣目標(biāo)流量，θnh3為氨氣理論空燃比，θyr為引燃活性燃料空燃比。

21、可選的，根據(jù)所述空氣目標(biāo)流量和所述目標(biāo)egr率獲取所述egr目標(biāo)流量，包括：

22、獲取egr流量、egr率和空氣流量的第三預(yù)設(shè)關(guān)系；

23、基于所述第三預(yù)設(shè)關(guān)系，根據(jù)所述空氣目標(biāo)流量和所述目標(biāo)egr率獲取所述egr目標(biāo)流量；

24、所述第三預(yù)設(shè)關(guān)系為：megr＝regr*mair/(1-regr)；

25、其中，megr為所述egr目標(biāo)流量，regr為所述目標(biāo)egr率，mair為所述空氣目標(biāo)流量。

26、可選的，所述氨氣發(fā)動機(jī)的工況區(qū)間包括第一工況區(qū)間、第二工況區(qū)間、第三工況區(qū)間和第四工況區(qū)間；

27、氨氣流量為m0；氨氣流量與引燃活性燃料流量的流量配比為n0，過量空氣系數(shù)為a0，以及egr率為regr0；

28、在所述第一工況和所述第三工況下，m1≤m0≤m2，9≤n0≤19，1≤a0≤1.1，以及，10％≤regr0≤15％；

29、在所述第二工況下，m3≤m0≤m4，4≤n0≤5，1.2≤a0≤1.4，以及，5％≤regr0≤10％；

30、在所述第四工況下，m5≤m0≤m6，4≤n0≤5，1.1≤a0≤1.1，以及，15％≤regr0≤20％。

31、可選的，所述氨氣發(fā)動機(jī)的工況區(qū)間包括第一工況區(qū)間、第二工況區(qū)間、第三工況區(qū)間和第四工況區(qū)間；

32、根據(jù)所述目標(biāo)轉(zhuǎn)速和所述目標(biāo)負(fù)荷確定氨氣發(fā)動機(jī)的目標(biāo)工況區(qū)間，包括：

33、在所述目標(biāo)轉(zhuǎn)速大于第一轉(zhuǎn)速且小于或等于第二轉(zhuǎn)速，以及所述目標(biāo)負(fù)荷大于第一負(fù)荷且小于第二負(fù)荷時，確定所述目標(biāo)工況區(qū)間為所述第一工況區(qū)間；

34、在所述目標(biāo)轉(zhuǎn)速大于所述第一轉(zhuǎn)速且小于或等于第三轉(zhuǎn)速，以及所述目標(biāo)負(fù)荷小于或等于所述第一負(fù)荷時，確定所述目標(biāo)工況區(qū)間為所述第二工況區(qū)間；

35、在所述目標(biāo)轉(zhuǎn)速大于所述第三轉(zhuǎn)速且小于或等于所述第二轉(zhuǎn)速，以及所述目標(biāo)負(fù)荷小于或等于所述第一負(fù)荷時，確定所述目標(biāo)工況區(qū)間為所述第三工況區(qū)間；

36、在所述目標(biāo)轉(zhuǎn)速大于所述第三轉(zhuǎn)速且小于或等于所述第二轉(zhuǎn)速，以及所述目標(biāo)負(fù)荷大于第一負(fù)荷且小于或等于第二負(fù)荷時，確定所述目標(biāo)工況區(qū)間為所述第四工況區(qū)間；

37、其中，所述第一轉(zhuǎn)速大于或等于零，且所述第一轉(zhuǎn)速小于所述第三轉(zhuǎn)速，所述第三轉(zhuǎn)速小于所述第二轉(zhuǎn)速；所述第一負(fù)荷大于零，且所述第一負(fù)荷小于所述第二負(fù)荷。

38、根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種氨氣發(fā)動機(jī)的燃料供給系統(tǒng)的控制裝置，包括：

39、目標(biāo)工況信息獲取模塊，用于獲取所述氨氣發(fā)動機(jī)的目標(biāo)轉(zhuǎn)速和目標(biāo)負(fù)荷；

40、目標(biāo)工況區(qū)間確定模塊，根據(jù)所述目標(biāo)轉(zhuǎn)速和所述目標(biāo)負(fù)荷確定所述氨氣發(fā)動機(jī)的目標(biāo)工況區(qū)間；

41、流量參數(shù)獲取模塊，用于根據(jù)所述目標(biāo)工況區(qū)間獲取所述燃料供給系統(tǒng)的目標(biāo)流量參數(shù)；所述目標(biāo)流量參數(shù)包括：氨氣目標(biāo)流量、氨氣目標(biāo)流量與引燃活性燃料目標(biāo)流量、目標(biāo)過量空氣系數(shù)和目標(biāo)egr率；

42、目標(biāo)流量獲取模塊，根據(jù)各所述目標(biāo)流量參數(shù)獲取引燃活性燃料的目標(biāo)流量、空氣目標(biāo)流量和egr目標(biāo)流量；

43、流量控制模塊，用于根據(jù)所述氨氣目標(biāo)流量控制氨氣實(shí)際流量，根據(jù)所述引燃活性燃料的目標(biāo)流量控制引燃活性燃料的實(shí)際流量，根據(jù)所述空氣目標(biāo)流量控制空氣實(shí)際流量，以及根據(jù)所述egr目標(biāo)流量控制egr實(shí)際流量。

44、根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種氨氣發(fā)動機(jī)的燃料供給系統(tǒng)，包括：增壓器、節(jié)氣門、氨燃料噴射器、引燃活性燃料噴射器、egr閥和控制器；

45、所述節(jié)氣門、所述氨燃料噴射器、所述引燃活性燃料噴射器和egr閥均與所述控制器電連接和/或通信連接；

46、所述控制器用于執(zhí)行上述的氨氣發(fā)動機(jī)的燃料供給系統(tǒng)的控制方法。

47、根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種車輛，包括上述的氨氣發(fā)動機(jī)的燃料供給系統(tǒng)。

48、本發(fā)明實(shí)施例提供的氨氣發(fā)動機(jī)的燃料供給系統(tǒng)的控制方法，首先獲取氨氣發(fā)動機(jī)的目標(biāo)轉(zhuǎn)速和目標(biāo)負(fù)荷，使得可以根據(jù)目標(biāo)轉(zhuǎn)速和目標(biāo)負(fù)荷確定氨氣發(fā)動機(jī)的目標(biāo)工況區(qū)間，從而能夠獲取根據(jù)目標(biāo)工況區(qū)間獲取燃料供給系統(tǒng)的目標(biāo)流量參數(shù)，通過劃分工況區(qū)間，使得各工況區(qū)間具有對應(yīng)的流量參數(shù)，能夠簡化流量參數(shù)的獲取過程，從而有利于提高氨氣發(fā)動機(jī)的響應(yīng)速度，然后根據(jù)各目標(biāo)流量參數(shù)獲取引燃活性燃料的目標(biāo)流量、空氣目標(biāo)流量和egr目標(biāo)流量，在控制氨氣發(fā)動機(jī)運(yùn)行時，可根據(jù)引燃活性燃料的目標(biāo)流量控制引燃活性燃料的實(shí)際流量，根據(jù)空氣目標(biāo)流量控制空氣實(shí)際流量，以及根據(jù)egr目標(biāo)流量控制egr實(shí)際流量，使得最終確定的氣體流量能夠使得提供至氨氣發(fā)動機(jī)的氨氣穩(wěn)定可靠的燃燒，以及能夠滿足氨氣發(fā)動機(jī)的目標(biāo)工況需求，并且各氣體的流量計(jì)算過程簡單，有利于氨氣發(fā)動機(jī)的快速響應(yīng)。

49、應(yīng)當(dāng)理解，本部分所描述的內(nèi)容并非旨在標(biāo)識本發(fā)明的實(shí)施例的關(guān)鍵或重要特征，也不用于限制本發(fā)明的范圍。本發(fā)明的其它特征將通過以下的說明書而變得容易理解。