CN106988932A - Cng天然气发动机的燃气供给系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种CNG天然气发动机的燃气供给系统，包括：空气供给子系统、CNG天然气供给子系统以及混合器，空气供给子系统包括依次连接的空气滤清器、废气涡轮增压器、中冷器和电子节气门，电子节气门用来控制冷却后的空气的供给量；CNG天然气供给子系统包括依次连接的CNG气罐、高压滤清器、高压减压器、低压滤清器、低压燃料切断阀以及连续流量阀，压缩天然气经过过滤、减压进入连续流量阀进行精确的控制，混合器用来将流经电子节气门的空气和流出连续流量阀的天然气混合后供给进气歧管，进气歧管与发动机气缸的进气门接通。该进气系统可以实现对天然气和空气精确、安全的控制。

Description

CNG天然气发动机的燃气供给系统
技术领域
本发明涉及气体发动机领域，特别涉及一种CNG天然气发动机的燃气供给系统。
背景技术
目前，压缩天然气和液化天然气的形式在发动机上应用时，具有对内燃机结构改动小、工作指标变化不大等优势，已经成为一种重要的替代燃料在内燃机领域得到了广泛应用。气体发动机是专门开发来满足气体燃料燃烧的点燃式发动机。其工作原理与汽油机类似，但又有一定的区别。主要区别在于燃料不同，导致了燃料供给系统方面有较大的差别。
公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
发明内容
本发明的目的在于提供一种CNG天然气发动机的燃气供给系统，可以精确、安全的控制天然气和空气的进气量，满足CNG天然气发动机的进气要求。
为实现上述目的，本发明提供了一种CNG天然气发动机的燃气供给系统，包括：空气供给子系统，该空气供给子系统包括依次连接的空气滤清器、废气涡轮增压器、中冷器和电子节气门，空气滤清器用来提供清洁的空气，废气涡轮增压器用来对经过空气滤清器的清洁空气进行加压，中冷器用来对加压后的清洁空气进行冷却，电子节气门用来控制冷却后的空气的供给量；CNG天然气供给子系统，其包括：CNG燃料罐，其用来储存高压的压缩天然气；高压滤清器，其与CNG燃料罐连接，高压滤清器用来对流出CNG燃料罐的压缩天然气进行过滤；高压减压器，其通过高压电磁阀与高压滤清器连接，高压减压器用来将经过高压滤清器过滤后的压缩天然气减压至所需的压力范围；低压滤清器，其与高压减压器连接，低压滤清器用来过滤压缩天然气在压缩过程中混入的压缩机油；低压燃料切断阀，其与低压滤清器连接，低压燃料切断阀用来及时接通或切断天然气低压管路的燃气供给；连续流量阀，其进气端与低压燃料切断阀连接，连续流量阀用来计算和控制天然气供给量；混合器，其用来将流经电子节气门的空气和经连续流量阀的天然气混合后供给进气歧管，进气歧管与发动机气缸的进气门接通。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：通过设置空气供给子系统、CNG天然气供给子系统以及混合器，空气供给子系统和CNG天然气供给子系统独立控制，可以精确、安全的控制天然气和空气的进气量，使发动机达到合理空燃比，促进燃烧，满足CNG天然气发动机的进气要求。
附图说明
图1是根据本发明的CNG天然气发动机的燃气供给系统的原理示意图。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。
除非另有其它明确表示，否则在整个说明书和权利要求书中，术语“包括”或其变换如“包含”或“包括有”等等将被理解为包括所陈述的元件或组成部分，而并未排除其它元件或其它组成部分。
如图1所示，根据本发明具体实施方式的一种CNG天然气发动机的燃气供给系统，包括空气供给子系统、CNG天然气供给子系统以及混合器30，其中该空气供给子系统包括依次连接的空气滤清器101、废气涡轮增压器102、中冷器103和电子节气门104，空气滤清器101用来提供清洁的空气，废气涡轮增压器102用来对经过空气滤清器101的清洁空气进行加压，中冷器103用来对加压后的清洁空气进行冷却，电子节气门104用来控制冷却后的空气的供给量。CNG天然气供给子系统包括CNG燃料罐201、高压滤清器202、高压减压器203、低压滤清器204、低压燃料切断阀205以及连续流量阀206，其中CNG燃料罐201用来储存高压的压缩天然气，高压滤清器202与CNG燃料罐201连接，高压滤清器202用来对流出CNG燃料罐201的压缩天然气进行过滤，高压减压器203通过高压电磁阀与高压滤清器202连接，高压减压器203用来将经过高压滤清器202过滤后的压缩天然气减压至所需的压力范围，低压滤清器204与高压减压器203连接，低压滤清器204用来过滤压缩天然气在压缩过程中混入的压缩机油，低压燃料切断阀205与低压滤清器204连接，低压燃料切断阀205用来及时接通或切断低压管路的天然气供给，连续流量阀206的作用是计算并精确控制天然气供给量，使实际喷射的燃料质量流量达到ECU发出的目标命令值。连续流量阀是一种智能装置，发动机所需的燃料量由该装置内部算出。连续流量阀通过CAN总线接受到ECU的燃料质量流量(g/sec)命令值后，内部进行精确的闭环运算，在不断的改变出口压力和阀芯的位置来调整燃料的质量流量，使实际的质量流量达到命令值。连续流量阀可以采购，每一个连续流量阀在出厂时都有单独的流量测试和标定工序。为了保证空燃比的跟随性，本方案中需要对进空气流量行精确的标定。另外，混合器30用来将流经电子节气门104的空气和流出连续流量阀的天然气混合后供给进气歧管，进气歧管与发动机气缸40的进气门接通。
上述方案中，高压的压缩天然气从CNG燃料罐201出来，经过高压滤清器202过滤后，经高压电磁阀进入高压减压器203，高压电磁阀的开合由ECU控制，高压减压器203的作用是将高压的压缩天然气(工作压力30bar-200bar)经过减压加热将压力调整至4bar-6bar。高压天然气在减压过程中由于减压膨胀，需要吸收大量的热量，为防止减压器结冰，将发动机冷却液引出到减压器对燃气进行加热。经减压后的天然气最后进入连续流量阀206，连续流量阀206的作用是根据发动机运行工况精确控制天然气供给量。天然气与空气在混合器30内充分混合，进入发动机缸内，经火花塞点燃进行燃烧，火花塞的点火时刻由ECU控制。另外，本方案中，可以设置氧传感器即时监控燃烧后的尾气的氧浓度，计算出空燃比，ECU根据氧传感器的反馈信号及时修正天然气供给量。电子节气门104的作用是控制发动机混合气进入发动机的气缸40的进气量，使发动机达到合理空燃比，促进燃烧，提高发动机效率。
综上，本实施例的CNG天然气发动机的燃气供给系统，通过设置空气供给子系统、CNG天然气供给子系统以及混合器30，空气供给子系统和CNG天然气供给子系统独立控制，可以精确、安全的控制天然气和空气的进气量，使发动机达到合理空燃比，促进燃烧，满足CNG天然气发动机的进气要求。
前述对本发明的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想将本发明限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的技术人员能够实现并利用本发明的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。本发明的范围意在由权利要求书及其等同形式所限定。

Claims (1)

1.一种CNG天然气发动机的燃气供给系统，其特征在于，包括：
空气供给子系统，该空气供给子系统包括依次连接的空气滤清器、废气涡轮增压器、中冷器和电子节气门，所述空气滤清器用来提供清洁的空气，所述废气涡轮增压器用来对经过所述空气滤清器的清洁空气进行加压，所述中冷器用来对加压后的清洁空气进行冷却，所述电子节气门用来控制冷却后的空气的供给量；
CNG天然气供给子系统，其包括：
CNG燃料罐，其用来储存高压的压缩天然气；
高压滤清器，其与所述CNG燃料罐连接，所述高压滤清器用来对流出所述CNG燃料罐的压缩天然气进行过滤；
高压减压器，其通过高压电磁阀与所述高压滤清器连接，所述高压减压器用来将经过所述高压滤清器过滤后的压缩天然气减压至所需的压力范围；
低压滤清器，其与所述高压减压器连接，所述低压滤清器用来过滤压缩天然气在压缩过程中混入的压缩机油；
低压燃料切断阀，其与所述低压滤清器连接，所述低压燃料切断阀用来及时接通或切断天然气低压管路的燃气供给；
连续流量阀，其进气端与所述低压燃料切断阀连接，所述连续流量阀用来计算和控制天然气供给量；
混合器，其用来将流经所述电子节气门的空气和经所述连续流量阀的天然气混合后供给进气歧管，所述进气歧管与发动机气缸的进气门接通。
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