CN1074976A - 改造柴油机为双燃料发动机的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及到对现有柴油机的零部件作少量的 改动或不改动，而改造成为双燃料发动机的一种方 法。增加一套供天然气系统，再增加曲轴转角同步传 感器，天然气通过上述系统控制依发火次序定时定量 进入气缸，当天然气与空气混合气在缸内压缩终了 时，柴油机原供油系统向缸内喷射少量的柴油，以引 燃混合气。

Description

本发明涉及到对现有柴油机的另部件作少量的改动或不改动，而改造成为双燃料发动的方法。

以气代油，以气换电，一直是许多部门和地区的迫切愿望，也是一项重大的节能措施，以我们塔西南勘探开发公司为例，每年约有4000余万立方米的天然气因得不到利用白白放空燃掉，但公司所属三个柴同机电站每年要耗掉柴油3500余吨，若改用双燃料发动机，平均以气代油为60%，则每年可节约柴油2100余吨。目前国内外推广使用的双燃料发动机不足之处是由专门的生产厂设计制造，它具有特定的压缩比、配气角等技术参数和特殊结构的气缸盖，凸轮轴等主要零部件，并且在研制过程中，发动机的暴燃超温现象一直是其设计制造和使用的一大难题，因此在很大程度上限制了双燃料发动机的功率和效率的提高，这种双燃料发动机应用不太普遍，国内虽有不少厂家经过多年的研究或引进国外专利技术，但至今尚未生产出可供使用的双燃料发动机，因而影响了以气代油，以气换电的节能措施的实现。

本发明的目的在于避免上述现有双燃料发动的不足之处而提供一种对任何型式（二冲程、四冲程、增压、非增压）的柴油机的零部件作少量改动或不改动的情况下，增加少量零部件就可以改成双燃料发动机，以实现以气代油，以气换电。

本发明的目的是通过以下设计方案来实现的，对现有柴油机零部件作少量改动或不改动，增加由进气阀（1）、过滤器（2）、调压阀（3）、稳压罐（4）、进气电磁阀（5）、调节阀（6）、排空电磁阀（8）、天然气管（9）、脉冲电磁阀（10）构成的一套供燃料气系统，再增加曲轴转角同步传感器（14），天然气通过上述系统控制依发火次序定时定量进入气缸，当天然气与空气的混合气在缸内压缩终了时，柴油机原供油系统向缸内喷射少量的柴油，以引燃混合气。燃料调节阀（6）应用电子调速器进行控制，也可应用现有柴油机的机械式调速器备用输出端进行控制。脉冲电磁阀（10）的数量与柴油机的缸数相同。曲轴转角同步感应器（14）安装在凸轮轴轴端处。

本发明相比现有技术具有以下优点，

1、本发明简单易行。

2、由于天然气的供应能受到理想而有效的控制，不会有天然气在进排气重迭的时间内被扫入排气道，这样不仅能节约天然气，而且能避免天然气的后燃，有效地限制排气温度的上升。

3、能保持柴油机原有的较大的进气排气重迭角，使发动机扫气充分，进气充足，排气门能得到很好的冷却，因而发动机燃烧条件好、效率高、马力足，并仍具有较低的排气温度。

4、由于改造后的发动机具有合适的空气过量系数、较低的运行温度，因而天然气具有较高的爆发极限，发动机能得到较高的以气代油率。

5、使用方便，运行可靠，改造费用低。

下面对附图进行说明

图1    双燃料发动机的供天然气系统及电控流程图

图中：实线表示供天然气系统;

虚线表示电控流程;

双点划线表示调速器备用输出端对燃料调节阀的控制。

图中没有划出原柴油机的供油系统。

图2    脉冲电磁阀的排气口（12）安装位置图

图3    四冲程双燃料发动机气缸压力、转角时间和供气特性图

P1-涡轮进口压力或当地大气压力;

P2-涡轮出口压力或进气道压力

P3-天然气供应压力

P4-压缩终了压力

P5-供油压力

P6-爆发峰值压力

T1-供气滞后时间

T2-进气持续时间

T3-天然气供应持续时间

T4-曲轴转角（四冲程）持续时间

T5-供油提前时间

T6-进排气重迭时间

A-进气行程

B-压缩行程

C-爆发行程

D-排气行程

下面结合附图对本发明的实施例进行描述：对现有柴油机（13）的零部件不作改动，增加一套向柴油机气缸内供天燃气的系统，再增加曲国转角同步传感器（14）和一套电子控制系统就将现有柴油机改造成双燃料发动机。当双燃料发动机工作时，天然气（20）沿进气阀（1）、过滤器（2）、调压阀（3）、稳压罐（4）、进气电磁阀（5）、调节阀（6）、天然气管（9）、脉冲电磁阀（10）（已申请专利，专利号：92226675.1），由安装在现有柴油机进气口（18）处的脉冲电磁阀排气口（12），在进气行程内的T3时间内与空气一起进入气缸内，向各气缸内供天燃气的开始和终了时间，由脉冲电磁阀（10）控制，脉冲电磁阀（10）受安装在凸轮轴轴端上的曲轴转角传感器（14）通过电子控制系统进行控制，供天然气时间T3小于进气阀（17）开启持续时间T2减去进排气重迭时间，这也是电子控制系统来控制。脉冲电磁阀（10）的数量和原有柴油机的缸数相同，脉冲电磁阀（10）的工作次序与原有柴油机发火次序一样。天然气的供气量由调节阀（6）控制，调节阀（6）受机械式调速器（19）的备用输出端控制，调速器受发电机（15）的影响。天然气压力大于空气管（11）内的空气压力。调速器控制柴油机高压泵端与控制调节阀（6）端之间加机械互销装置。当天然气与空气的混合气在缸内压缩终了时，柴油机原供油系统向缸内喷射少量的柴油，以引燃混合气，使双燃料发动机工作。

Claims (6)

1、改造柴油机为双燃料发动机的方法，其特征在于对现有柴油机零部件作少量改动或不改动，增加由进气阀(1)、过滤器(2)、调压阀(3)、稳压罐(4)、进气电磁阀(5)、调节阀(6)、排空电磁阀(8)、脉冲电磁阀(10)构成的一套供天燃气系统，再增加曲轴转角同步传感器(14)，天然气通过上述系统控制依发火次序定时定量进入气缸，当天然气与空气的混合气在缸内压缩终了时，柴油机原供油系统向缸内喷射少量的柴油，以引燃混合气。

2、根据权利要求1所述的改造柴油机为双燃料发动机的方法，其特征在于用电子调速器对调节阀（6）进行控制。

3、根据权利要求1所述的改造柴油机为双燃料发动机的方法，其特征在于用现有柴油机具有的机械式调速器（19）的备用输出端对调节阀（6）进行控制。

4、根据权利要求1所述的改造柴油机为双燃料发动机的方法，其特征在于脉冲电磁阀（10）的数量和柴油发动机的缸数相同。

5、根据权利要求1所述的改造柴油机为双燃料发动机的方法，其特征在于曲轴转角同步传感器（14）安装在凸轮轴轴端上。

6、根据权利要求1和4所述的改造柴油机为双燃料发动机的方法，其特征在于脉冲电磁阀（10）的排气口（12）安装在现有柴油机进气口（18）处。

Images