CN105257430B - 一种高性能燃气发动机的燃气供应系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种高性能燃气发动机的燃气供应系统，包括气体燃料供气单元和设置在阀组箱体内的主截止阀、若干个压力表、若干个压力传感器、温度传感器、手动充惰阀、调压阀、若干个截止阀及若干个泄放阀；该燃气供应系统采用双支路燃气供应系统，所述燃气供应系统一路连接到主燃室，另外一路连接到预燃室；本发明所述燃气供应系统能根据发动机工况精确控制各支路的燃气压力以及流量，使发动机的空燃比处于一个最佳位置，获得最高的燃烧效率以及性能；尤其对于大缸径发动机，如果在缸内直接点火，需要的能量太大，很难实现，通过一个空间较小的预燃室，利用预燃室点火产生的火花喷射到缸内进行燃烧，会产生节能、高效的效果。
Description
技术领域
本发明涉及一种发动机的燃气供应系统，具体的涉及一种高性能燃气发动机的燃气供应系统。
背景技术
由于燃气发动机的供应压力会影响到燃气进气量，进而影响空燃比。而空燃比对燃气发动机是一个十分重要的参数，过高则燃气浓度过稀，而产生失火现象；过低则燃气浓度太大，而产生爆震现象。而作为新型高性能燃气发动机，对燃烧控制十分严格，游走于爆震与失火的边缘，实现高效燃烧，从而对燃气供应的控制提出了更高要求。且对于大缸径气缸，如果在缸内直接点火，需要的能量太大，很难实现。
此外作为船机，安全是十分重要的一个因素，因此很多部件都需要考虑冗余。目前我们国内供应商燃气阀组控制精度低，压力波动大，进而影响发动机的燃烧效率。使发动机的性能指标下降。另外在安全方面，也难以取得认可。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提供一种高性能燃气发动机的燃气供应系统，该燃气供应系统解决使发动机的空燃比不好控、性能指标下降以及大缸径点火的问题。
本发明所要解决的技术问题采用以下技术方案来实现：
一种高性能燃气发动机的燃气供应系统，包括气体燃料供气单元和设置在阀组箱体内的主截止阀、若干个压力表、若干个压力传感器、温度传感器、手动充惰阀、调压阀、若干个截止阀及若干个泄放阀；所述气体燃料供气单元输出端通过主连接管道依次与主截止阀和滤清器相连，且压力传感器、压力表和手动充惰阀一端均连接在主截止阀和滤清器之间，其中滤清器输出端连接温度传感器；该燃气供应系统采用双支路燃气供应系统，所述燃气供应系统一路连接到主燃室，另外一路连接到预燃室；其中，主燃室燃气供应系统：所述滤清器输出端依次连接调压阀A、截止阀A1、截止阀A2，而后截止阀A2输出端通过双壁管与主燃室输入端相连；其中压力表设于调压阀A和截止阀A1之间，压力传感器设于截止阀A1与截止阀A2之间；若干个泄放回路A一端分别与主燃主连接管道相连；预燃室燃气供应系统：所述滤清器输出端依次连接手动截止阀、调压阀B、截止阀B1、截止阀B2，而后截止阀B2输出端通过双壁管与预燃室输入端相连；其中压力表设于调压阀B和截止阀B1之间，压力传感器设于截止阀B1与截止阀B2之间；若干个泄放回路B一端分别与预燃主连接管道相连。
本发明进一步改进在于：所述泄放回路A包括手动放散阀A、放散阀A1、放散阀A2、放散阀A3、放散阀A4和电控气动阀，其中手动放散阀A和放散阀A1的输入端连接于调压阀A和截止阀A1之间，放散阀A2的输入端连接于截止阀A1和截止阀A2之间，且手动放散阀A、放散阀A1和放散阀A2的输出端相连通大气，放散阀A3的一端设于截止阀A2的输出端，放散阀A3的控制端通过电控气动阀与大气相通；双壁管上于主燃室末端连接放散阀A4的输入端，且放散阀A4的输出端连通大气，放散阀A4的控制端通过电控气动阀依次与压力表、减压阀、滤清器和压缩空气瓶相连。
本发明进一步改进在于：所述泄放回路B包括手动放散阀B、放散阀B1、放散阀B2和放散阀B3，其中手动放散阀B和放散阀B1的输入端连接于调压阀B和截止阀B1之间，放散阀B2的输入端连接于截止阀B1和截止阀B2之间，且手动放散阀B、放散阀B1和放散阀B2的输出端相连通大气，放散阀B3的输入端设于截止阀B2的输出端，放散阀B3的输出端相连通大气。
本发明进一步改进在于：所述截止阀A1控制端和截止阀A2控制端分别通过对应的电控气动阀依次与压力表、减压阀、滤清器和压缩空气瓶相连。
本发明进一步改进在于：所述主燃室燃气供应系统中的截止阀A2的输出端连接自动通惰阀输入端，且自动通惰阀的输出端与惰性气体瓶输出端相连，其中自动通惰阀控制端通过电控气动阀依次与压力表、减压阀、滤清器和压缩空气瓶相连。
本发明进一步改进在于：调压阀内置I/P转换器。
本发明进一步改进在于：所述双壁管上设有甲烷传感器，且甲烷传感器输出端连接抽风机。
本发明进一步改进在于：调压阀前的压力传感器的设定压力范围为0～1.6MPa；调压阀后的压力传感器的设定压力范围为0～1MPa；温度传感器的测温范围为-20℃～100℃。
本发明的有益效果是：该燃气供应系统能根据发动机工况精确控制各支路的燃气压力以及流量，使发动机的空燃比处于一个最佳位置，获得最高的燃烧效率以及性能。一旦发生燃气泄漏，系统就会自动切断燃气供应，并进行惰性气体吹扫，将泄漏的天然气排放到通风宽敞的区域，防止天然气达到爆炸下限。尤其对于大缸径发动机，如果在缸内直接点火，需要的能量太大，很难实现，通过一个空间较小的预燃室，利用预燃室点火产生的火花喷射到缸内进行燃烧，会产生节能、高效的效果。
附图说明
图1为本发明的系统原理示意图。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。
图1所示，一种高性能燃气发动机的燃气供应系统，包括气体燃料供气单元和设置在阀组箱体内的主截止阀、若干个压力表、若干个压力传感器、温度传感器、手动充惰阀、调压阀、若干个截止阀及若干个泄放阀；所述气体燃料供气单元输出端通过主连接管道依次与主截止阀和滤清器相连，且压力传感器、压力表和手动充惰阀一端均连接在主截止阀和滤清器之间，其中滤清器输出端连接温度传感器；该燃气供应系统采用双支路燃气供应系统，所述燃气供应系统一路连接到主燃室，另外一路连接到预燃室；其中，主燃室燃气供应系统：所述滤清器输出端依次连接调压阀A、截止阀A1、截止阀A2，而后截止阀A2输出端通过双壁管与主燃室输入端相连；其中压力表设于调压阀A和截止阀A1之间，压力传感器设于截止阀A1与截止阀A2之间；若干个泄放回路A一端分别与主燃主连接管道相连；预燃室燃气供应系统：所述滤清器输出端依次连接手动截止阀、调压阀B、截止阀B1、截止阀B2，而后截止阀B2输出端通过双壁管与预燃室输入端相连；其中压力表设于调压阀B和截止阀B1之间，压力传感器设于截止阀B1与截止阀B2之间；若干个泄放回路B一端分别与预燃主连接管道相连。
所述泄放回路A包括手动放散阀A、放散阀A1、放散阀A2、放散阀A3、放散阀A4和电控气动阀，其中手动放散阀A和放散阀A1的输入端连接于调压阀A和截止阀A1之间，放散阀A2的输入端连接于截止阀A1和截止阀A2之间，且手动放散阀A、放散阀A1和放散阀A2的输出端相连通大气，放散阀A3的一端设于截止阀A2的输出端，放散阀A3的控制端通过电控气动阀与大气相通；双壁管上于主燃室末端连接放散阀A4的输入端，且放散阀A4的输出端连通大气，放散阀A4的控制端通过电控气动阀依次与压力表、减压阀、滤清器和压缩空气瓶相连。
所述泄放回路B包括手动放散阀B、放散阀B1、放散阀B2和放散阀B3，其中手动放散阀B和放散阀B1的输入端连接于调压阀B和截止阀B1之间，放散阀B2的输入端连接于截止阀B1和截止阀B2之间，且手动放散阀B、放散阀B1和放散阀B2的输出端相连通大气，放散阀B3的输入端设于截止阀B2的输出端，放散阀B3的输出端相连通大气。
所述截止阀A1控制端和截止阀A2控制端分别通过对应的电控气动阀依次与压力表、减压阀、滤清器和压缩空气瓶相连。
所述主燃室燃气供应系统中的截止阀A2的输出端连接自动通惰阀输入端，且自动通惰阀的输出端与惰性气体瓶输出端相连，其中自动通惰阀控制端通过电控气动阀依次与压力表、减压阀、滤清器和压缩空气瓶相连。
调压阀内置I/P转换器，其能够接受控制器ECS发出的电信号，并将电信号转换为压力信号，跟当前的阀出口压力进行比较，这个差值将引起调压阀内的引导阀动作，将出口压力调整为需求值。
所述双壁管上设有甲烷传感器，且甲烷传感器输出端连接抽风机，当双壁管中间甲烷气体超标，则会启动抽风机，使双壁管道中的气体抽出至空旷区域。
调压阀前的压力传感器的设定压力范围为0～1.6MPa；由于调压阀后管径变粗，故调压阀后的压力传感器的设定压力范围为0～1MPa；温度传感器的测温范围为-20℃～100℃。
对于本发明所述的燃气供应系统，其可实现以下功能：
启动供气：设定调压阀A的压力，然后开启截止阀A1、截止阀A2；继而开启主截止阀，气体燃料供气单元开始向主燃室供给气体燃料；
停止供气：直接关闭截止阀A1和截止阀A2；继而关闭主截止阀；打开放散阀A1、放散阀A2、放散阀A3和放散阀A4，也可同时打开手动放散阀A，放散主连接管道和双壁管内燃料气体；而后关闭放散阀A1、放散阀A2、放散阀A3、放散阀A4和手动放散阀A；
清洗管路：关闭截止阀A2，依次开启截止阀A1、放散阀A1、放散阀A2、放散阀A3和放散阀A4，也可同时开启手动放散阀A；开启手动通惰阀和自动充惰阀，对管路内残余气体燃料进行清洗；依次关闭截止阀A1、放散阀A1、放散阀A2、放散阀A3、放散阀A4和手动放散阀A，完成管路清洗；
紧急故障：直接关闭截止阀A2，切断向主燃室供燃气，开启放散阀A3和放散阀A4对主燃室燃气管路进行放散燃气；然后关闭放散阀A3和放散阀A4，打开放散阀A1和放散阀A2，也可同时开启手动放散阀A，放散调压阀A和截止阀A2之间的燃气；打开截止阀A2，开启自动通惰阀和手动通惰阀，对主截止阀至主燃室之间管路内残留燃气进行清洗，清洗完成后依次关闭截止阀A2、放散阀A1、放散阀A2、手动放散阀A、手动通惰阀和自动通惰阀。
对于大缸径发动机，利用预燃室燃气供应系统，通过一个空间较小的预燃室，利用预燃室点火产生的火花喷射到缸内进行燃烧；其可达到上述相同的功能。
本发明提供一种高性能燃气发动机的燃气供应系统，该燃气供应系统设置多个截止阀及多个放散阀，既能使阀组中各段管路都能进行充分放散，又能在确保单个阀出故障时，阀组仍能进行放散；且该燃气供应系统采用双支路燃气供应系统，所述燃气供应系统一路连接到主燃室，另外一路连接到预燃室；能根据发动机工况精确控制各支路的燃气压力以及流量，使发动机的空燃比处于一个最佳位置，获得最高的燃烧效率以及性能。一旦发生燃气泄漏，系统就会自动切断燃气供应，并进行惰性气体吹扫，将泄漏的天然气排放到通风宽敞的区域，防止天然气达到爆炸下限。尤其对于大缸径发动机，如果在缸内直接点火，需要的能量太大，很难实现，通过一个空间较小的预燃室，利用预燃室点火产生的火花喷射到缸内进行燃烧，会产生节能、高效的效果。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (7)
1.一种高性能燃气发动机的燃气供应系统，包括气体燃料供气单元和设置在阀组箱体内的主截止阀、若干个压力表、若干个压力传感器、温度传感器、手动充惰阀、调压阀、若干个截止阀及若干个泄放阀；其特征在于：所述气体燃料供气单元输出端通过主连接管道依次与主截止阀和滤清器相连，且压力传感器、压力表和手动充惰阀一端均连接在主截止阀和滤清器之间，其中滤清器输出端连接温度传感器；该燃气供应系统采用双支路燃气供应系统，所述燃气供应系统一路连接到主燃室，另外一路连接到预燃室；其中，主燃室燃气供应系统：所述滤清器输出端依次连接调压阀A、截止阀A1、截止阀A2，而后，截止阀A2输出端通过双壁管与主燃室输入端相连；其中压力表设于调压阀A和截止阀A1之间，压力传感器设于截止阀A1与截止阀A2之间；若干个泄放回路A一端分别与主燃主连接管道相连；预燃室燃气供应系统：所述滤清器输出端依次连接手动截止阀、调压阀B、截止阀B1、截止阀B2，而后截止阀B2输出端通过双壁管与预燃室输入端相连；其中压力表设于调压阀B和截止阀B1之间，压力传感器设于截止阀B1与截止阀B2之间；若干个泄放回路B一端分别与预燃主连接管道相连；调压阀内置I/P转换器。
2.根据权利要求1所述的一种高性能燃气发动机的燃气供应系统，其特征在于：所述泄放回路A包括手动放散阀A、放散阀A1、放散阀A2、放散阀A3、放散阀A4和电控气动阀，其中手动放散阀A和放散阀A1的输入端连接于调压阀A和截止阀A1之间，放散阀A2的输入端连接于截止阀A1和截止阀A2之间，且手动放散阀A、放散阀A1和放散阀A2的输出端相连通大气，放散阀A3的一端设于截止阀A2的输出端，放散阀A3的控制端通过电控气动阀与大气相通；双壁管上于主燃室末端连接放散阀A4的输入端，且放散阀A4的输出端连通大气，放散阀A4的控制端通过电控气动阀依次与压力表、减压阀、滤清器和压缩空气瓶相连。
3.根据权利要求1所述的一种高性能燃气发动机的燃气供应系统，其特征在于：所述泄放回路B包括手动放散阀B、放散阀B1、放散阀B2和放散阀B3，其中手动放散阀B和放散阀B1的输入端连接于调压阀B和截止阀B1之间，放散阀B2的输入端连接于截止阀B1和截止阀B2之间，且手动放散阀B、放散阀B1和放散阀B2的输出端相连通大气，放散阀B3的输入端设于截止阀B2的输出端，放散阀B3的输出端相连通大气。
4.根据权利要求1所述的一种高性能燃气发动机的燃气供应系统，其特征在于：所述截止阀A1控制端和截止阀A2控制端分别通过对应的电控气动阀依次与压力表、减压阀、滤清器和压缩空气瓶相连。
5.根据权利要求1所述的一种高性能燃气发动机的燃气供应系统，其特征在于：所述主燃室燃气供应系统中的截止阀A2的输出端连接自动通惰阀输入端，且自动通惰阀的输出端与惰性气体瓶输出端相连，其中自动通惰阀控制端通过电控气动阀依次与压力表、减压阀、滤清器和压缩空气瓶相连。
6.根据权利要求1所述的一种高性能燃气发动机的燃气供应系统，其特征在于：所述双壁管上设有甲烷传感器，且甲烷传感器输出端连接抽风机。
7.根据权利要求1所述的一种高性能燃气发动机的燃气供应系统，其特征在于：调压阀前的压力传感器的设定压力范围为0～1.6MPa；调压阀后的压力传感器的设定压力范围为0～1MPa；温度传感器的测温范围为-20℃～100℃。
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