一種可以避免天然氣換氣損失的船用雙燃料發(fā)動機燃料供給系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型的目的在于提供一種可以避免天然氣換氣損失的船用雙燃料發(fā)動機燃料供給系統(tǒng)，包括天然氣罐、混合器、燃燒室、空氣總管，燃燒室的進氣門處設置進氣總管，燃燒室的排氣門處設置排氣道，燃燒室頂部安裝柴油噴嘴，天然氣罐連通天然氣通道的進口，天然氣通道的出口連通混合器，混合器通過混合氣進氣道連通進氣總管，空氣總管的尾端分成第一支管和第二支管，在第一支管連通混合器，第二支管連通進氣總管。本實用新型避免了在換氣過程中混合氣被直接掃入空氣中，避免了燃料的浪費和環(huán)境的破壞。
【專利說明】
一種可以避免天然氣換氣損失的船用雙燃料發(fā)動機燃料供給系統(tǒng)
技術領域
[0001]本實用新型涉及的是一種雙燃料發(fā)動機，具體地說是船用預混合式雙燃料發(fā)動機。
【背景技術】
[0002]隨著排放法規(guī)逐漸嚴格和石油供給矛盾的日趨突出，傳統(tǒng)柴油機在船舶運輸業(yè)上的應用面臨越來越大的挑戰(zhàn)。不少國家開始研究應用于傳統(tǒng)發(fā)動機的代用燃料。其中，天然氣因為發(fā)熱量高、排放清潔、儲量大等特點而受到廣泛關注。
[0003]天然氣的常壓著火溫度約600_650°C，遠高于柴油(280°C左右)，難以直接通過壓燃方式著火燃燒，同時，船用天然氣發(fā)動機的缸徑大等特點使得點火方式難以實現(xiàn)，就需要微量柴油來提供點火能量，即雙燃料發(fā)動機。在壓縮行程末期高壓噴入的柴油會在燃燒室內形成大量火核，均勻地點燃周圍可燃混合氣，并迅速擴散。同時缸內的過量空氣系數(shù)少，使得NOx等有害氣體的排放明顯低于同等功率的柴油機。
[0004]對于天然氣與空氣進氣道混合的船用雙燃料發(fā)動機，由于混合氣進氣道較長，天然氣和空氣在進氣道中混合后進入燃燒室，在進氣門關閉之后，會將部分天然氣與空氣的混合氣關在進氣道中，燃燒結束，這部分混合氣在換氣階段被直接掃入大氣，天然氣對臭氧層具有較大的破壞作用，這樣不僅造成了燃料的浪費，而且?guī)憝h(huán)境的破壞。在現(xiàn)已有的進氣道預混合技術中，上述缺陷是不可避免的。

【發(fā)明內容】

[0005]本實用新型的目的在于提供能夠解決換氣過程中將進氣道內殘留的混合氣直接掃入大氣所造成環(huán)境破壞、資源浪費問題的船用雙燃料發(fā)動機燃料供給系統(tǒng)。
[0006]本實用新型的目的是這樣實現(xiàn)的:
[0007]本實用新型一種可以避免天然氣換氣損失的船用雙燃料發(fā)動機燃料供給系統(tǒng)，其特征是:包括天然氣罐、混合器、燃燒室、空氣總管，燃燒室的進氣門處設置進氣總管，燃燒室的排氣門處設置排氣道，燃燒室頂部安裝柴油噴嘴，天然氣罐連通天然氣通道的進口，天然氣通道的出口連通混合器，天然氣通道進口處安裝安全閥，天然氣通道出口處安裝天然氣通入量控制閥，混合器通過混合氣進氣道連通進氣總管，混合氣進氣道與進氣總管的連接處設置單向閥，空氣總管的尾端分成第一支管和第二支管，在空氣總管、第一支管以及第二支管的連接處設置控制空氣總管與第一支管或空氣總管與第二支管連通的節(jié)流閥，第一支管連通混合器，第二支管連通進氣總管。
[0008]本實用新型還可以包括:
[0009]1、在燃料進入過程，節(jié)流閥將空氣總管和第一支管連通，并同時斷開空氣總管和第二支管，來自天然氣罐的天然氣與來自空氣總管的空氣在混合器內形成混合氣進入燃燒室;在換氣階段，節(jié)流閥將空氣總管和第二支管連通，并同時斷開空氣總管和第一支管，來自空氣總管的空氣經(jīng)第二支管進入燃燒室。
[0010]本實用新型的優(yōu)勢在于:
[0011]1、通過將傳統(tǒng)的單一進氣道分為混合氣進氣道與空氣進氣道，避免了在換氣過程中混合氣被直接掃入空氣中，避免了燃料的浪費和環(huán)境的破壞。
[0012]2、根據(jù)發(fā)動機運轉工況，通過E⑶控制節(jié)流閥、天然氣通入量控制閥，實現(xiàn)空氣、天然氣的通入量，進而實現(xiàn)天然氣更加充分、經(jīng)濟地燃燒。
【附圖說明】
[0013]圖1為本實用新型的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0014]下面結合附圖舉例對本實用新型做更詳細地描述:
[0015]結合圖1，天然氣罐I連接天然氣通道3，天然氣通道3連接天然氣與空氣混合器5;在天然氣通道3進口處安裝安全閥2，出口處安裝天然氣通入量控制閥4 ；空氣總管11由節(jié)流閥12分成上下兩支管，一支稱之為空氣進氣道13，通向進氣門15上部，在進氣門15上部約8cm與混合氣進氣道6匯聚；另一支向上連接混合器5;混合氣出口連接混合氣進氣道6，混合氣進氣道6在進氣門15上部約8cm與空氣進氣道13匯聚成總管連接進氣門15，通向燃燒室16；在混合氣進氣道6出口處安裝單向閥14;在燃燒室16頂部氣缸蓋中央安裝柴油噴嘴7;單向閥14、節(jié)流閥12、天然氣通入量控制閥4均接入ECU控制箱1，E⑶控制箱1安裝于機體上。
[0016]如圖1所示，在燃料進入過程，節(jié)流閥12由ECU控制向下開動，與天然氣在混合器5中形成混合氣，經(jīng)混合氣進氣道6進入燃燒室16;進氣門15關閉，活塞17向上運動，在接近上止點附近，ECU控制箱控制柴油噴嘴7噴入引燃柴油，完成燃燒過程。換氣階段，節(jié)流閥12由ECU向上完全開啟，空氣經(jīng)空氣進氣道12進入燃燒室，隨著排氣門的開啟關閉，完成換氣過程，該過程不會將殘留于混合器5與混合氣進氣道6中的天然氣直接掃入空氣中，有利于節(jié)約能源，降低天然氣對空氣造成的污染。
[0017]進氣過程中ECU控制的節(jié)流閥向下開啟，空氣流向混合器，天然氣經(jīng)過天然氣流量控制閥進入混合器與空氣進行混合，形成的混合氣經(jīng)過單向閥、進氣門進入燃燒室;進氣門關閉后，當活塞接近上止點附近時，ECU控制柴油噴嘴噴入適量燃油進入燃燒室，點燃燃燒室的混合氣。
[0018]在發(fā)動機換氣過程中，ECU控制的節(jié)流閥向上開啟，天然氣流量控制閥關閉，單向閥關閉?？諝庵苯咏?jīng)空氣進氣道、進氣門進入燃燒室，完成換氣過程。
[0019]引燃柴油噴嘴設置在所述燃燒室氣缸蓋的中間位置。
[0020]本實用新型一種可以避免天然氣換氣損失的船用雙燃料發(fā)動機燃料供給系統(tǒng)，主要包括天然氣罐1、由ECU控制的節(jié)流閥12、由ECU控制的柴油噴嘴7、混合氣進氣道6、空氣進氣道13、E⑶控制箱10、天然氣與空氣混合器5、單向閥14、安全閥2、空氣總管11、天然氣流量控制閥4、天然氣通道3。
[0021]將混合氣進氣道6與空氣進氣道13隔開，包含兩條進氣通道;燃料進入時，E⑶控制節(jié)流閥12向下開啟，將空氣進氣道13斷開，空氣與天然氣在混合器5中混合后經(jīng)混合氣進氣道6進入燃燒室；換氣過程中，ECU控制節(jié)流閥12向上開啟，空氣經(jīng)空氣進氣道13進入燃燒室。
[0022]節(jié)流閥12、天然氣通入量控制閥4、單向閥12、柴油噴嘴7的控制由ECU控制箱1根據(jù)發(fā)動機工作情況控制。
[0023 ] E⑶控制箱1控制的單向閥14只允許混合氣通過，不允許燃燒室16中的氣體向上流動。
[0024]ECU控制箱10控制的天然氣流量控制閥4可以根據(jù)發(fā)動機工作的實際情況，控制通入的天然氣量。
[0025]E⑶控制箱10控制的節(jié)流閥12可以根據(jù)通入的天然氣量調整上下開度，用以滿足天然氣混合燃燒的需要。
[0026]ECU控制箱10控制的柴油噴嘴7可根據(jù)進入的天然氣量確定噴入的引燃柴油量。
【主權項】
1.一種可以避免天然氣換氣損失的船用雙燃料發(fā)動機燃料供給系統(tǒng)，其特征是:包括天然氣罐、混合器、燃燒室、空氣總管，燃燒室的進氣門處設置進氣總管，燃燒室的排氣門處設置排氣道，燃燒室頂部安裝柴油噴嘴，天然氣罐連通天然氣通道的進口，天然氣通道的出口連通混合器，天然氣通道進口處安裝安全閥，天然氣通道出口處安裝天然氣通入量控制閥，混合器通過混合氣進氣道連通進氣總管，混合氣進氣道與進氣總管的連接處設置單向閥，空氣總管的尾端分成第一支管和第二支管，在空氣總管、第一支管以及第二支管的連接處設置控制空氣總管與第一支管或空氣總管與第二支管連通的節(jié)流閥，第一支管連通混合器，第二支管連通進氣總管。2.根據(jù)權利要求1所述的一種可以避免天然氣換氣損失的船用雙燃料發(fā)動機燃料供給系統(tǒng)，其特征是:在燃料進入過程，節(jié)流閥將空氣總管和第一支管連通，并同時斷開空氣總管和第二支管，來自天然氣罐的天然氣與來自空氣總管的空氣在混合器內形成混合氣進入燃燒室；在換氣階段，節(jié)流閥將空氣總管和第二支管連通，并同時斷開空氣總管和第一支管，來自空氣總管的空氣經(jīng)第二支管進入燃燒室。
【文檔編號】F02M21/02GK205422982SQ201521048197
【公開日】2016年8月3日
【申請日】2015年12月11日
【發(fā)明人】丁宇, 王奎, 向拉, 賁虹凱, 孫化東
【申請人】哈爾濱工程大學