CN106050405A - 叉车用多点顺序喷射电控点燃式大排量天然气发动机 - Google Patents

Abstract

本发明属于叉车发动机领域，涉及一种叉车用多点顺序喷射电控点燃式大排量天然气发动机。包括六个气缸活塞燃气室，气缸盖，位于气缸盖一侧布置的节气门，向发动机气缸活塞燃气室内供给燃料的喷嘴，与喷嘴对应布置的进气歧管，引燃气缸活塞燃气室内燃料的点火线圈，所述的气缸盖上位于六个气缸活塞燃气室上方均布置有喷嘴，发动机缸体上设置电子控制系统，所述的电子控制系统包括ECU，布置的曲轴位置传感器、凸轮轴位置传感器、进气温度压力传感器、燃气温度压力传感器，冷却液温度传感器，氧传感器，各传感器综合发动机内的信息反馈给ECU，ECU根据提供的信息控制节气门的开度、每个喷嘴的喷油脉宽、每个点火线圈的点火时间。

Description

叉车用多点顺序喷射电控点燃式大排量天然气发动机

技术领域

本发明属于叉车发动机领域，涉及大排量叉车用燃气发动机领域，具体涉及一种叉车用多点顺序喷射电控点燃式大排量天然气发动机。

背景技术

叉车是工业搬运车辆，是指对成件托盘货物进行装卸、堆垛和短距离运输作业的各种轮式搬运车辆。广泛应用于车站、港口、机场、工厂、仓库等各个领域中。目前叉车行业的大吨位叉车用的发动机多数是以柴油为主的压燃式发动机，这种柴油机为主的压燃式发动机的油耗较大，这样排放的二氧化碳、有害含氮物以及颗粒物的量较大，随着国家节能和环境保护的新法规不断推出，这种这种柴油机为主的压燃式发动机已经满足不了国家新规定的排放要求。

目前叉车行业5～10吨的大吨位叉车用的大排量发动机多数是以柴油为主的压燃式发动机，根据国家排放法规要求，柴油机为主的压燃式发动机已经满足不了新的排放法规要求。中国专利《叉车用多点喷射式天然气发动机》（文件号：CN103939201 A；申请日：2013.01.22）公开了一种叉车用发动机，这种发动机利用天然气代替柴油作为新的燃料，且通过氧传感器检测发动机排气管中燃料废气中氧含量来判断液化气的气量，氧传感器的信息实时反馈给ECU（中央控制器），ECU控制进入发动机活塞燃烧室的空气量；进气温度压力传感器、曲轴位置传感器、燃气温度压力传感器、冷却液温度传感器反应发动机的信息提供给ECU，ECU通过提供的信息控制四缸发动机的点火及各缸燃烧室的燃气喷射。这种发动机现主要运用于中小功率小排量的四缸发动机，对于大功率大排量发动机（现有的传统大排量发动机是六缸发动机）没有得到应用，且这种四缸发动机是通过检测第一缸上止点信号反馈给ECU以控制各缸的喷油顺序（通常顺序是一缸-三缸-四缸-二缸）的这种喷油顺序于大排量的六缸发动机是完全不匹配的。

发明内容

本发明目的是提供一种叉车用多点顺序喷射电控点燃式大排量天然气发动机，适用于大吨位叉车。

为了实现以上目的，本发明采用的技术方案为：一种叉车用多点顺序喷射电控点燃式大排量天然气发动机，包括六个气缸活塞燃气室，气缸盖，位于气缸盖一侧布置的节气门，向发动机气缸活塞燃气室内供给燃料的喷嘴，与喷嘴对应布置的进气歧管，引燃气缸活塞燃气室内燃料的点火线圈，所述的气缸盖上位于六个气缸活塞燃气室上方均布置有喷嘴，发动机缸体上设置电子控制系统，所述的电子控制系统包括ECU，位于每个气缸活塞燃气室内布置的凸轮轴位置传感器、进气温度压力传感器、燃气温度压力传感器，检测发动机气缸活塞燃气室上腔冷却水温度的冷却液温度传感器，检测发动机排气管中燃烧废气含氧量的氧传感器，各传感器综合发动机内的信息反馈给ECU，ECU根据提供的信息控制节气门的开度、每个喷嘴的喷油脉宽、每个点火线圈的点火时间。

本发明的技术效果在于：位于大排量发动机的六个气缸活塞燃气室上方布置的喷嘴将液化天然气喷对应喷射用的，通过氧传感器检测发动机排气管中燃烧废气中的含氧量来判断液化天然气的气量是否合适，实时反馈给发动机ECU，ECU控制进入气缸活塞燃烧室的空气量；凸轮轴位置传感器、进气温度压力传感器、燃气温度压力传感器、冷却液温度传感器综合发动机的工况，具体感应的工况信息分别是：采集曲轴、凸轮轴的位置信号（发动机气缸负载信息）、进入气缸活塞燃烧室的燃烧气体的温度、压力，气缸活塞燃烧室内燃烧气体产生的温度、压力，冷却发动机气缸活塞燃气室上腔（即发动机汽缸盖下部）的冷却水的温度。各传感信息提供给发动机ECU，发动机ECU根据提供的信息控制点火线圈的点火时间，节气门的开度；并根据燃气温度压力传感器的反馈信息控制喷嘴向进气歧管的喷油脉宽。

附图说明

图1为本发明的主视结构示意图；

图2为本发明的俯视结构示意图；

图3为本发明中ECU控制的框构图；

图4为本发明喷油管道总成的机构示意图（a通道表示空气进口）。

具体实施方式

结合附图，一种叉车用多点顺序喷射电控点燃式大排量天然气发动机，包括六个气缸活塞燃气室1，气缸盖2，位于气缸盖2一侧布置的节气门3，向发动机气缸活塞燃气室1内供给燃料的喷嘴4，与喷嘴4对应布置的进气歧管5，引燃气缸活塞燃气室1内燃料的点火线圈6，所述的气缸盖2上位于六个气缸活塞燃气室1上方均布置有喷嘴4，发动机缸体上设置电子控制系统，所述的电子控制系统包括ECU10，位于每个气缸活塞燃气室1内布置的凸轮轴位置传感器30、进气温度压力传感器40、燃气温度压力传感器50，检测发动机气缸活塞燃气室1上腔冷却水温度的冷却液温度传感器60，检测发动机排气管中燃烧废气含氧量的氧传感器70，各传感器30、40、50、60、70综合发动机内的信息反馈给ECU10，ECU10根据提供的信息控制节气门3的开度、每个喷嘴）的喷油脉宽、每个点火线圈5的点火时间。

位于大排量发动机的六个气缸活塞燃气室1上方布置的喷嘴4将液化天然气喷对应喷射用的，通过氧传感器60检测发动机排气管中燃烧废气中的含氧量来判断液化天然气的气量是否合适，实时反馈给发动机ECU10，ECU10控制进入气缸活塞燃烧1室的空气量；凸轮轴位置传感器30、进气温度压力传感器40、燃气温度压力传感器50、冷却液温度传感器60综合发动机的工况，具体感应的工况信息分别是：采集曲轴、凸轮轴的位置信号（发动机气缸负载信息）、进入气缸活塞燃烧室的燃烧气体的温度、压力，气缸活塞燃烧室1内燃烧气体产生的温度、压力，冷却发动机气缸活塞燃气室1上腔（即发动机汽缸盖2下部）的冷却水的温度。各传感信息提供给发动机ECU，发动机ECU根据提供的信息控制点火线圈6的点火时间，节气门3的开度；并根据燃气温度压力传感器50的反馈信息控制喷嘴4向进气歧管5的喷油脉宽（喷油脉宽即是喷油的时间）。

下面对大流量天然气发动机上设置的ECU10的接收信息的反馈做具体说明：叉车启动后，启动开关给发动机及发动机上的ECU10启动信号，发动机开始工作，液化天然气通过过滤器进入喷嘴4，喷嘴4按照ECU得到各传感器30、40、50、60、70的反馈信息控制点火顺序（六缸的顺序通常是一缸-五缸-三缸-六缸-二缸-四缸），这时开启各气缸活塞燃气室1上对应的喷嘴4（这一步通过ECU的反馈信息来控制对应的喷嘴4的喷油脉宽），同时相应的气缸活塞燃气室1的点火线圈5开始点火（这一步通过ECU的反馈信息来控制对应的点火线圈5的点火时间），同步的空气通过空气滤清器过滤后进入节气门3（这一步通过ECU的反馈信息来控制节气门3的开度），天然气与空气的混合气再通过进气歧管5进入与喷嘴4点火相应的气缸活塞燃气室1，满足这些后对应的气缸活塞燃气室1就开始工作。

优选的，所述的气缸盖2的盖体上沿缸体横向开设有六个通口，六个通口与六个气缸活塞燃气室1一一对应布置，通口上方布置有呈横管状的喷油管道总成7，喷油管道总成7上位于每个气缸活塞燃气室1上方均设有喷量控制阀，所述的喷嘴4一一布置于喷油管道总成7上喷量控制阀所在位置，喷嘴4的前段置于通口处并与通口尺寸相吻合，所述的ECU10控制每个喷量控制阀的开度时间。

设置的喷油管道总成7是对液化天然气的进入气缸活塞燃气室1的汇总，再通过各喷嘴4处喷量控制阀的分流控制达到对每个气缸活塞燃气室1的喷油量的精确控制。

进一步的，节气门3布置于喷油管道总成7的旁侧，喷油管道总成7的横向与节气门3之间布置有连接通道。这样节气门3的开度直接与天然气燃料总成相匹配，便于节气门3开度对发动机的工作。

进一步的，位于喷量控制阀的前端或者后端设置减压器。设置的减压器是对喷油进行减压以达到适合喷射的油压。这里减压器的设置可以在喷油管道总成7上喷量控制阀的前端，这样是对还未到达喷射位的总油量的减压控制，以便后面的喷嘴4达到适合喷射的油压；也可以在喷油管道总成7上喷量控制阀的后端设置，这一位置即是喷嘴4所在位，这样就是对每个气缸活塞燃气室1上布置的喷嘴4的直接减压。

再进一步的，在喷嘴4的优选布置下，对传感器30、40、50、60、70工作做进一步阐述，氧传感器70检测的信息提供给ECU10，ECU10通过提供的信息控制进入气缸活塞燃气室1的空气量；凸轮轴位置传感器30、进气温度压力传感器40、燃气温度压力传感器50、冷却液温度传感器60检测发动机内的工况信息并提供给ECU10，ECU10通过提供的信息控制点火线圈5的点火时间，并根据燃气温度压力传感器50的反馈信息控制喷嘴4向进气歧管5的喷油脉宽。

下面是对于本发动机的其他部件改进：发动机的冷却液温度传感器60布置于进气歧管5与气缸盖2之间。由于现有的冷却液循环体系已经不单单冷却在气缸盖2处，而是包括了气缸盖2下方部位。这样冷却液温度传感器60的布置为了达到跟精确的数据采集，可以将冷却液温度传感器60布置于进气歧管5与气缸盖2之间。

发动机的进气歧管5上设置限速装置，ECU10通过凸轮轴位置传感器30、进气温度压力传感器40、燃气温度压力传感器50、冷却液温度传感器60的反馈信息控制进气歧管5上限速装置的开度。这样ECU10可以通过限速装置对进气歧管5进气量进行调节，控制发动机转速，以使满足叉车工况要求。

Claims (7)

1.一种叉车用多点顺序喷射电控点燃式大排量天然气发动机，包括六个气缸活塞燃气室（1），气缸盖（2），位于气缸盖（2）一侧布置的节气门（3），向发动机气缸活塞燃气室（1）内供给燃料的喷嘴（4），与喷嘴（4）对应布置的进气歧管（5），引燃气缸活塞燃气室（1）内燃料的点火线圈（6），其特征在于：所述的气缸盖（2）上位于六个气缸活塞燃气室（1）上方均布置有喷嘴（4），发动机缸体上设置电子控制系统，所述的电子控制系统包括ECU（10），位于每个气缸活塞燃气室（1）内布置的凸轮轴位置传感器（30）、进气温度压力传感器（40）、燃气温度压力传感器（50），检测发动机气缸活塞燃气室（1）上腔冷却水温度的冷却液温度传感器（60），检测发动机排气管中燃烧废气含氧量的氧传感器（70），各传感器（30、40、50、60、70）综合发动机内的信息反馈给ECU（10），ECU（10）根据提供的信息控制节气门（3）的开度、每个喷嘴（4）的喷油脉宽、每个点火线圈（5）的点火时间。

2.根据权利要求1所述的叉车用多点顺序喷射电控点燃式大排量天然气发动机，其特征在于：所述的气缸盖（2）的盖体上沿缸体横向开设有六个通口，六个通口与六个气缸活塞燃气室（1）一一对应布置，通口上方布置有呈横管状的喷气管道总成（7），喷气管道总成（7）上位于每个气缸活塞燃气室（1）上方均设有喷量控制阀，所述的喷嘴（4）一一布置于喷气管道总成（7）上喷量控制阀所在位置，喷嘴（4）的前段置于通口处并与通口尺寸相吻合，所述的ECU（10）控制每个喷量控制阀的开度时间。

3.根据权利要求2所述的叉车用多点顺序喷射电控点燃式大排量天然气发动机，其特征在于：节气门（3）布置于喷气管道总成（7）的旁侧，喷气管道总成（7）的横向与节气门（3）之间布置有连接通道。

4.根据权利要求2所述的叉车用多点顺序喷射电控点燃式大排量天然气发动机，其特征在于：位于喷量控制阀的前端或者后端设置减压器。

5.根据权利要求1所述的叉车用多点顺序喷射电控点燃式大排量天然气发动机，其特征在于：氧传感器（70）检测的信息提供给ECU（10），ECU（10）通过提供的信息控制进入气缸活塞燃气室（1）的空气量；凸轮轴位置传感器（30）、进气温度压力传感器（40）、燃气温度压力传感器（50）、冷却液温度传感器（60）检测发动机内的工况信息并提供给ECU（10），ECU（10）通过提供的信息控制点火线圈（5）的点火时间，并根据燃气温度压力传感器（50）的反馈信息控制喷嘴（4）向进气歧管（5）的喷油脉宽。

6.根据权利要求5所述的叉车用多点顺序喷射电控点燃式大排量天然气发动机，其特征在于：所述的冷却液温度传感器（60）布置于进气歧管（5）与气缸盖（2）之间。

7.根据权利要求5所述的叉车用多点顺序喷射电控点燃式大排量天然气发动机，其特征在于：所述的进气歧管（5）上设置限速装置，ECU（10）通过凸轮轴位置传感器（30）、进气温度压力传感器（40）、燃气温度压力传感器（50）、冷却液温度传感器（60）的反馈信息控制进气歧管（5）上限速装置的开度。