CN108252827B - 双气瓶保护型天然气发动机燃气气路系统及其控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明设计了双气瓶保护型天然气发动机燃气气路系统及其控制方法，使气轨内的压力不会发生突然的减低，有效的减少因气轨中燃气压力过低导致燃气喷射阀反向开启使缸内气体反向流动使喷嘴腐蚀以及后续喷出燃气污染的问题。本发明为一种新型天然气发动机燃气管路系统，具体包括主气瓶和辅气瓶两个气瓶并且两个气瓶并联放置，两个气瓶可以同时工作也可以通过两个气瓶的交替工作达到保证气轨中气体压力的效果；气轨中压力得以保证就可以避免燃气喷射阀的反向开启使燃气反向流动的现象；既减少了排放尾气对燃气喷射以及进气歧管的腐蚀作用又使得下次喷射到气缸中的燃气不受上一次尾气的污染。

Description

双气瓶保护型天然气发动机燃气气路系统及其控制方法
技术领域
本发明涉及天然气发动机或者双燃料发动机燃气的气路系统领域，具体涉及双气瓶保护型天然气发动机燃气气路系统及其控制方法。
背景技术
对于纯气体机或者双燃料发动机，燃气喷射阀是发动机最关键的部件之一，燃气喷射阀可以影响燃气喷射的效果进而直接影响发动机气缸内的燃烧效果，因此燃气喷射阀的磨损因素与破坏因素是天然气发动机维护保养的重点。
天然气发动机的燃气系统主要由气瓶、燃气管路、燃气气轨、燃气喷射阀以及进气歧管等组成。气瓶中的气体通过燃气管路被输送到气体燃料发动机的气轨中，在气轨中进行燃气气流稳定以及稳压，随后通过气轨分配到燃气喷射阀中经过燃气喷射阀喷射到气缸之中。
在发动机工作过程中，燃气在气缸中燃烧由于环境原因以及工况的变化导致气缸内的燃气很难达到全部完全燃烧，天然气在发动机气缸中燃烧在空气量不足的情况下会产生不完全燃烧的现象，不完全燃烧的天然气会产生NOX，SO2，和HC等污染物，一方面对环境产生污染，另一方面部分气体具有腐蚀性，而发动机内部的零部件经常是金属部件因此不完全燃烧而产生的气体会对发动机的内部的一些零部件产生腐蚀作用，导致发动机内部得零件工作性能变差导致燃烧进一步不充分，恶性循环，因此对于减少内燃机气缸附近零部件的腐蚀程度最有效的方法是减少发动机的不充分燃烧进而使腐蚀性气体减少，从源头降低零部件被腐蚀的可能性。
但是提高天然气发动机燃烧的程度难度较大而且会产生相应未知的问题，因此为了减少未完全燃烧气体对于发动机零部件的腐蚀作用可以考虑使腐蚀性气体绕过气缸附近不耐腐蚀且较为重要的部件。
经过观察和研究发现，天然气发动机燃气喷射系统中燃气喷射阀的磨损程度较大，尤其在燃气不足的时候燃气喷射阀的磨损程度最为严重，且燃气喷射阀可以直接影响天然气发动机的气缸内的燃气喷射的扩散程度，因此燃气喷射阀是本发明保护的重点部件。
在天然气发动机工作的过程中气瓶中气体随着燃气管路经过减压阀输送到气轨中，之后由燃气喷射阀喷射到气缸中，在发动机正常工作的情况下，气缸内燃烧产生的不完全燃烧的气体直接经由排气道排出，但是在燃气气量不足的时候可能会产生使气轨内的燃气压力小于气缸内的燃气压力，导致缸内气体经由燃气喷射阀回流到气轨中。这不仅使发动机进气系统的部分零部件磨损以及腐蚀严重还导致下次喷射的燃气纯净度降低，进而本发明设计一种天然气以及双燃料发动机的燃气进气气路，使其气轨中的压力保持恒定消除因气轨中压力不足所导致的燃气回流的现象。
针对以上问题，本发明设计一种新型的燃气气路的布置方式使气轨内的压力不会发生突然的减低，有效的减少因气轨中燃气压力过低导致燃气喷射阀反向开启使缸内气体反向流动使喷嘴腐蚀以及后续喷出燃气污染的问题。
发明内容
本发明解决该技术问题采用的技术方案是：设计了一种新型天然气发动机燃气管路系统，其特征在于：包括主气瓶和辅气瓶两个气瓶并且两个气瓶并联放置，两个气瓶可以同时工作也可以一起交替工作，通过两个气瓶的交替工作达到保证气轨中气体压力的效果。气轨中压力得以保证就可以避免燃气喷射阀的反向开启使燃气反向流动的现象。具体包括进气歧管1，排气阀2，压力传感器3，控制单元4，报警器5，燃气滤清器6，减压器7，辅气瓶8，主气瓶9，气轨10，燃气喷射阀11，主气瓶气阀12，辅气瓶气阀13；主气瓶12与辅气瓶13以并联的方式接入同一气管，气体通过主气瓶8流入气管经过减压器7和燃气滤清器6流入气轨10中；压力传感器3、报警器5、主气瓶气阀12以及辅气瓶气阀13与控制单元4相连。
所述的气轨10末端安有排气阀2，气轨10下端与燃气喷射阀相连，燃气喷气阀11的下端与进气歧管1相连；气轨10压力达到一定压力时燃气喷射阀11开始喷气使燃气喷射到进气歧管1中。
同时设计了一种新型天然气发动机燃气管路系统的控制方法：发动机开始工作时，所述的主气瓶8向气轨10供给燃气；气轨中接入压力传感器3，当气轨10中压力高于给定的临界压力值时，控制单元4控制辅气瓶气阀13关闭，当气轨10中压力低于给定的临界压力值时，控制单元4控制辅气瓶气阀13开启，同时控制主气瓶气阀12关闭，同时报警器5发出警报信号，更换气瓶。
所述的临界压力经过测得燃气在气缸内燃烧室的缸内压力经过换算获得，经过试验得知进阶压力大约为500Kpa。
所述的控制单元4控制气轨10中的压力始终保持在临界压力以上。
本发明所用的有益效果在于：提供了一种船用或者车用天然气发动机外围燃气供给气路，天然气发动机以及双燃料发动机使用本发明目的是使燃气在气轨中的压力得到保证，有效防止了燃气喷射阀的反向开启，进而降低了不充分燃烧的气体对燃气喷嘴的腐蚀影响，也保证了在燃气量不足的时候的燃气喷射压力，使用者可以及时更换气瓶。
附图说明
图1是本发明燃气喷射装置在发动机外围的布置方式。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施进行详细阐述。
本发明的工作原理及过程如下：本发明在使用时需要连接在船用或者车用的天然气或者双燃料发动机上，作为发动机的进气系统的外围供给气路。在发动机工作时主气瓶8开始工作，把燃气供给减压器7之后供给气轨10。本发明在气轨10上接入压力传感器3，测量压力的信号实时监控气轨内的压力值，把压力信号通过工作电脑处理与临界电压进行比对，若气轨10中的压力高于给定的临界值则控制辅气瓶气阀13关闭，若气轨中的压力低于临界压力则控制辅气瓶气阀13开启。
临界压力经过测得燃气在气缸内燃烧室的缸内压力经过换算获得，气轨10内的燃气压力如果高于临界压力就会保证燃气喷射阀11不会反向开启。若气轨10中的压力小于临界压力时，主气瓶8中的燃气压力过低，继续工作会使燃烧质量降低，导致排气中腐蚀性气体增加进而使喷嘴的腐蚀程度以及气轨中的燃气纯度降低，这就需要工作电脑发出信号控制辅气瓶气阀13开启用来调气量使气轨中的压力保持在临界压力以上，当工作电脑控制燃气喷射阀 11开启时辅气瓶9被并联入气路之中，这时为避免辅气瓶9给主气瓶8反向充气工作电脑还会同时发出使主气瓶气阀12关闭的信号，主气瓶8关闭之后只有辅气瓶9工作，同时报警器 5会出发燃气气量过低的报警信号方便使用者及时更换气瓶。这种方式可以直接降低燃气回流的可能性从而减轻了燃气喷射阀11的腐蚀与磨损也使下次喷射的燃气更加纯净。
如图1所示为本发明的气路图，燃气由主气瓶8流入到气管中经过减压器7达到相应的压力值之后进入燃气滤清器6过滤燃气，过滤后的燃气送到气轨10中气轨压力达到一定压力时燃气喷射阀11开始喷气使燃气喷射到进气歧管1中。当主气瓶8气量不足时气轨10中的压力降低，当气轨10中的压力小于进气压力时会出现燃气喷射阀11反向开启燃气回流，为避免此情况发生本发明在气轨上安装压力传感器3用来实时的测得气轨10中的压力，当气轨 10中的压力降低到到临界压力以下工作电脑会控制主气瓶8关闭辅气瓶9开启，经过试验得知进阶压力大约为500Kpa暂时由辅气瓶9提供燃气并同时向外输出燃气过低警示信号。以此方式可以缓冲燃气压力过低造成的燃气喷射阀11反向开启。
本发明的优势在于提供了一种船用或者车用天然气发动机外围燃气供给气路，通过在天然气发动机以及双燃料发动机使用本发明使燃气在气轨中的压力得到保证，有效防止了燃气喷射阀的反向开启，进而降低了不充分燃烧的气体对燃气喷嘴的腐蚀影响，也保证了在燃气量不足的时候的燃气喷射压力，使用者可以及时更换气瓶。
以上描述仅为本申请的实例以及对所运用技术原理的说明，但本领域技术人员会理解，可以在不脱离本发明范围的前提下做出各种变动以适应不同的情况。因此，本发明不局限于公开的具体实施方案，而是包括落在所附权利要求范围内的所有实施方案。

Claims (1)

1.一种双气瓶保护型天然气发动机燃气气路系统，具体包括进气歧管（1），排气阀（2），压力传感器（3），控制单元（4），报警器（5），燃气滤清器（6），减压器（7），辅气瓶（9），主气瓶（8），气轨（10），燃气喷射阀（11），主气瓶气阀（12），辅气瓶气阀（13）；主气瓶（8）与辅气瓶（9）以并联的方式接入同一气管，气体通过主气瓶（8）流入气管经过减压器（7）和燃气滤清器（6）流入气轨（10）中；压力传感器（3）、报警器（5）、主气瓶气阀（12）以及辅气瓶气阀（13）与控制单元（4）相连；
所述的气轨（10）末端安装有排气阀（2），气轨（10）下端与燃气喷射阀相连，燃气喷射阀（11）的下端与进气歧管（1）相连；气轨（10）压力达到一定压力时燃气喷射阀（11）开始喷气使燃气喷射到进气歧管（1）中；
发动机开始工作时，所述的主气瓶（8）向气轨（10）供给燃气；气轨中接入压力传感器（3），当气轨（10）中压力高于给定的临界压力值时，控制单元（4）控制辅气瓶气阀（13）关闭，当气轨（10）中压力低于给定的临界压力值时，控制单元（4）控制辅气瓶气阀（13）开启并且控制主气瓶气阀（12）关闭，同时报警器（5）发出警报信号，更换气瓶；
临界压力经过测得燃气在气缸内燃烧室的缸内压力经过换算获得，经过试验得知进阶压力大约为500Kpa；
所述的控制单元（4）控制气轨（10）中的压力始终保持在临界压力以上，避免燃气喷射阀的反向开启使燃气反向流动的现象。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN108930912B (zh) * 2018-07-19 2021-06-01 中国神华能源股份有限公司 定子的自动充氮方法、装置及系统

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0617708A (ja) * 1992-07-02 1994-01-25 Mazda Motor Corp 水素エンジンの燃料供給装置
JP2008038826A (ja) * 2006-08-09 2008-02-21 Toyota Motor Corp 車両用燃料供給装置
CN204827713U (zh) * 2015-07-28 2015-12-02 陕西重型汽车有限公司 车用双瓶或多瓶lng供给系统阀门自动控制装置及商用车
CN205559107U (zh) * 2016-04-29 2016-09-07 卡达克机动车质量检验中心(宁波)有限公司 一种天然气发动机供气系统
CN106287226A (zh) * 2016-08-09 2017-01-04 天津华迈燃气装备股份有限公司 一种气相lpg自动切换调压装置
CN107402125B (zh) * 2017-07-21 2019-07-12 中国第一汽车股份有限公司 天然气发动机燃气喷嘴卡滞的在线检测方法
CN107387266B (zh) * 2017-09-07 2019-01-11 广西玉柴机器股份有限公司 一种燃气喷射装置

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