CN101806253A - 双燃料发动机燃料供给控制装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种双燃料发动机燃料供给控制装置，包括油门踏板、燃料切换开关、高压气瓶、高压电磁阀、减压阀、低压电磁阀、油门控制器、燃气控制器和发动机，油门控制器包括输入带轮、输入轴、输出带轮、输出轴、输入轴前齿轮、输入轴后齿轮、输出轴前齿轮、输出轴后齿轮、前电磁离合器和后电磁离合器。本发明结构简单，安全可靠，可实现燃料供给随油门开度改变而作相应变化、并能使柴油-气体燃料的掺烧比保持在理想值附近，同时可以实现纯柴油燃烧和掺烧之间的切换，从而极大地提高了柴油机的燃油经济性。

Description

双燃料发动机燃料供给控制装置
技术领域
本发明涉及发动机控制装置领域，尤其是涉及一种双燃料发动机供给控制装置。
背景技术
近年来气体及其液化燃料的应用已成为改善内燃机经济性及降低排放的重要研究方向之一，也是当前应用最为广泛、最具实际意义的代用燃料之一。柴油引燃的双燃料发动机有柴油机改装而来，因其具有高效率、低排放的优势，应用越来越广泛。
柴油-气体双燃料发动机供气装置的柴油油路为柴油机改装前的油路，而气体燃料则由储气罐经管路直接送往进气管与空气混合或是由电子控制直接喷入汽缸进行燃烧。新的双燃料发动机的供气系统多由电控方式控制，例如申请号为200510200421.x的中国发明专利，公开了一种双燃料发动机电喷系统控制方法及装置，采用系统控制器以发动机油门位置信号为确定发动机的负荷依据，并同时根据发动机转速、发动机进气压力和发动机排气温度的参数，确定出气态燃料的喷射量和柴油的输入量，并将气态燃料通过依次打开的1～12个喷射阀送入混合器中与空气混合后再喷射到发动机中，再由柴油发动机系统输入的柴油引燃。
但目前国内仍保留有大量的机械控制供气方式的柴油机，如何对这些柴油机进行简单的机械改装使之成为可靠、实用的双燃料发动机，对于农用、船用柴油机等领域，具有重要的实际意义。
发明内容
本发明提供了一种简单可靠的燃料供给控制装置。
一种双燃料发动机燃料供给控制装置，包括油门踏板、燃料切换开关、高压气瓶、高压电磁阀、减压阀、低压电磁阀、油门控制器、燃气控制器和发动机，所述的油门控制器包括输入带轮、输入轴、输出带轮、输出轴、输入轴前齿轮、输入轴后齿轮、输出轴前齿轮、输出轴后齿轮、前电磁离合器和后电磁离合器，输入带轮与输入轴连接，输入轴的另一端连接燃气控制器，输入轴上装有输入轴前齿轮和输入轴后齿轮，输出轴和输出带轮连接，输出轴上装有输出轴前齿轮和输出轴后齿轮，输入轴后齿轮和输出轴后齿轮为一对常啮合齿轮，输入轴前齿轮和输出轴前齿轮为一对常啮合齿轮，输出轴前齿轮上装有前电磁离合器，输出轴后齿轮上装有后电磁离合器。
所述的输入轴后齿轮和输出轴后齿轮的齿数比固定为1∶1。
所述的燃气控制器型号优选为蝶阀型或变截面型。
蝶阀型燃气控制器较为简单，CNG从一端进另一端出，通过油门控制器的输入轴的转动来控制阀门开度，从而调节供气量。
变截面型燃气控制器由一对配合精密的同轴圆筒构成，外圆筒固定，内圆筒套在外圆筒中，内圆筒可随输入轴一起转动；内外圆筒上均开有气体燃料流通孔；油门控制器的输入轴未转动时，内外筒上的两个气体燃料流通孔的边沿相对但不重合，气体燃料无法流通；输入轴转动后，内外圆筒上的气体燃料流通孔会逐渐重合，且重合面积呈线性增大，至油门踏板踩到底时完全重合。这样也实现了气体燃料供应量随油门开度基本呈线性变化的功能。
所述的气体燃料流通孔优选为矩形。
所述的油门控制器布置在油门踏板与发动机之间，即油门踏板拉杆固定在的输入带轮的皮带上，作为输入端；输出带轮的皮带则固定住发动机油门执行器拉索。这样，当驾驶员踩动油门踏板，给油门踏板一个行程S，相应地输入带轮将带动输入轴转动一个角度θ。
通过本发明的燃料切换开关装置，关闭高、低压电磁阀，同时打开前电磁离合器而闭合后电磁离合器，即为全柴油工作模式。此时柴油经发动机原来的油路及方式供给，而CNG则被切断。此时油门控制器内起作用的是输入轴后齿轮和输出轴后齿轮这对齿数比固定为1∶1的常啮合齿轮，即输入轴转动θ角度后，输出轴也转动θ角，则输出带轮带动油门执行器拉索作一个与油门踏板行程S相对应的位移。
通过本发明的燃料切换开关装置，打开高、低压电磁阀，同时关闭前电磁离合器而打开后电磁离合器，即为双燃料工作模式。此时柴油仍由发动机原来的油路及方式供给，CNG则由高压气瓶经减压阀流入燃气控制器。燃气控制器可有两种形式可供选择，即蝶阀型和变截面型。CNG经燃气控制器，便能随油门开度的变化而向发动机提供适量的燃气。此时油门控制器内起作用的是输入轴前齿轮和输出轴前齿轮。输入轴前齿轮和输出轴前齿轮的齿数比可根据较理想的柴油—CNG掺烧比来设计。
本发明结构简单，安全可靠，可实现燃料供给随油门开度改变而作相应变化、并能使柴油—气体燃料的掺烧比保持在理想值附近，同时可以实现纯柴油燃烧和掺烧之间的切换，从而极大地提高了柴油机的燃油经济性。
附图说明
图1为本发明装置的结构框图。
图2为本发明装置中的油门控制器结构示意图。
图3为本发明装置中的蝶阀型燃气控制器的结构示意图。
图4为本发明装置中的变截面型燃气控制器的结构示意图。
具体实施方式
实施例1
一种双燃料发动机燃料供给控制装置，包括油门踏板、燃料切换开关、高压气瓶、高压电磁阀、减压阀、低压电磁阀、油门控制器、燃气控制器和发动机，所述的油门控制器包括输入带轮1、输入轴3、输出带轮2、输出轴4、输入轴前齿轮5、输入轴后齿轮6、输出轴前齿轮7、输出轴后齿轮8、前电磁离合器9和后电磁离合器10，输入带轮1与输入轴3连接，输入轴3的另一端连接燃气控制器，输入轴3上装有输入轴前齿轮5和输入轴后齿轮7，输出轴4和输出带轮2连接，输出轴4上装有输出轴前齿轮6和输出轴后齿轮8，输入轴后齿轮7和输入轴后齿轮8为一对常啮合齿轮，输入轴前齿轮5和输出轴前齿轮6为一对常啮合齿轮，输出轴前齿轮6上装有前电磁离合器9，输出轴后齿轮8上装有后电磁离合器10。输入轴后齿轮7和输出轴后齿轮8的齿数比固定为1∶1。
装置中的燃气控制器采用蝶阀型。
发动机工作在全柴油模式：通过图1中的燃料切换开关装置，关闭高、低压电磁阀，同时打开前电磁离合器9而闭合后电磁离合器10。此时柴油经发动机原来的油路及方式供给，而CNG则被切断。油门控制器里起作用的是输入轴后齿轮7和输出轴后齿轮8这对齿数比固定为1∶1的常啮合齿轮，即输入轴3转动θ角度后，输出轴4也转动θ角，则输出带轮2带动油门执行器拉索作一个与油门踏板行程S相对应的位移。
发动机工作在双燃料模式：通过图1中的燃料切换开关装置，打开高、低压电磁阀，同时关闭前电磁离合器9而打开后电磁离合器10，此时油门控制器里起作用的是输入轴前齿轮5和输出轴前齿轮6。此时柴油仍由发动机原来的油路及方式供给，CNG则由高压气瓶经减压阀流入燃气控制器。燃气控制器采用较为简单的蝶阀型，CNG从蝶阀的一端进，另一端出。通过油门控制器输入轴3的转动来控制阀门开度，从而调节供气量。预定掺烧75％的CNG，采用齿数比为1∶4的输入轴前齿轮5和输出轴前齿轮6，输入轴3转动θ角度时，输出轴4将转动θ/4的角度，则输出带轮2通过皮带带动油门执行器拉索走过的行程将是原来的1/4，实现了柴油供应量为原来的1/4的目的。
实施例2
双燃料发动机燃料供给装置的结构同实施例1所述。
装置中的燃气控制器采用变截面型。
发动机工作在双燃料模式：通过图1中的燃料切换开关装置，打开高、低压电磁阀，同时关闭电磁离合器9而打开电磁离合器10，此时油门控制器里起作用的是常啮合齿轮5和齿轮6。此时柴油仍由发动机原来的油路及方式供给，CNG则由高压气瓶经减压阀流入燃气控制器。燃气控制器采用变截面型。变截面型燃气控制器由一对配合精密的同轴圆筒构成，外圆筒11固定，内圆筒12套在外圆筒中，并可随输入轴3一起转动。内外圆筒上开有矩形(或其他形状)气体燃料流通孔13。油门控制器输入轴3未转动时，两矩形孔正好边沿相对；一旦输入轴3转动，则内外圆筒上矩形孔逐渐重合，且重合(流通)面积呈线性增大，至油门踏板踩到底时完全重合。这样也实现了气体燃料供应量随油门开度基本呈线性变化的功能。预定掺烧90％的CNG，采用齿数比为1∶10的齿轮5和齿轮6，输入轴3转动θ角度时，输出轴4将转动θ/10的角度，则输出带轮2通过皮带带动油门执行器拉索走过的行程将是原来的1/10，实现了柴油供应量为原来的1/10的目的。

Claims (5)

1.一种双燃料发动机燃料供给控制装置，包括油门踏板、燃料切换开关、高压气瓶、高压电磁阀、减压阀、低压电磁阀、油门控制器、燃气控制器和发动机，其特征在于：所述的油门控制器包括输入带轮(1)、输出带轮(2)、输入轴(3)、输出轴(4)、输入轴前齿轮(5)、输出轴前齿轮(6)、输入轴后齿轮(7)、输出轴后齿轮(8)、前电磁离合器(9)和后电磁离合器(10)，输入带轮(1)与输入轴(3)的一端连接，输入轴(3)的另一端连接燃气控制器，输入轴(3)上装有输入轴前齿轮(5)和输入轴后齿轮(7)，输出轴(4)和输出带轮(2)连接，输出轴(4)上装有输出轴前齿轮(6)和输出轴后齿轮(8)，输入轴后齿轮(7)和输出轴后齿轮(8)为一对常啮合齿轮，输入轴前齿轮(5)和输出轴前齿轮(6)为一对常啮合齿轮，输出轴前齿轮(6)上装有前电磁离合器(9)，输出轴后齿轮(8)上装有后电磁离合器(10)。
2.根据权利要求1所述的双燃料发动机燃料供给控制装置，其特征在于：所述的输入轴后齿轮(7)和输出轴后齿轮(8)的齿数比固定为1∶1。
3.根据权利要求1所述的双燃料发动机燃料供给控制装置，其特征在于：所述的燃气控制器为蝶阀型或变截面型。
4.根据权利要求3所述的燃气控制器，其特征在于：所述的变截面型燃气控制器由一对配合精密的同轴圆筒构成，外圆筒(11)固定，内圆筒(12)套在外圆筒(11)中，内圆筒(12)可随输入轴一起转动；内外圆筒上均开有气体燃料流通孔(13)；油门控制器的输入轴(3)未转动时，内外筒上的两个气体燃料流通孔(13)的边沿相对但不重合，气体燃料无法流通；输入轴(3)转动后，内外圆筒上的气体燃料流通孔(13)会逐渐重合，且重合面积呈线性增大，至油门踏板踩到底时完全重合。
5.根据权利要求3或4所述的燃气控制器，其特征在于：内外筒上的气体燃料流通孔(13)为矩形。
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