CN108915903A - 一种燃气发动机燃气供给系统 - Google Patents
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Abstract
本发明属于燃气发动机技术领域，涉及一种燃气发动机燃气供给系统。提出的一种燃气发动机燃气供给系统具有由A列管路、B列管路首尾连接构成的环形燃气轨；A列管路通过燃气喷射阀Ⅰ、燃气喷嘴Ⅰ与所对应A列气缸的进气歧管Ⅰ相连通；B列管路通过燃气喷射阀Ⅱ、燃气喷嘴Ⅱ与所对应B列气缸的进气歧管Ⅱ相连通；进气歧管Ⅰ、进气歧管Ⅱ均与空气进气总管相连通；环形燃气轨的减振端通过电动压差阀与天然气管路相连通；电动压差阀的呼吸口通过压力反馈管连接空气进气总管，且进气歧管Ⅰ绝压MAP、进气歧管Ⅱ绝压MAP均小于燃气压力FGP。本发明实现了燃气喷射阀前后压差稳定，保证了喷射阀流量特性稳定，提高了燃气喷射量及空燃比控制精度。
Description
技术领城
本发明属于燃气发动机技术领域，涉及一种燃气发动机燃气供给系统。
背景技术
自我国加入MARPOL 73/78公约后，海事部门对船舶排放提出了更严格的要求。随着国内新排放法规的实施，增压前预混合燃气发动机由于甲烷逃逸严重且HC、NOX排放浓度高，已无法满足法规要求，采用进气道直喷技术的多点喷射燃气发动机解决了发动机气缸工作一致性差、发动机瞬态响应慢、排放中的HC、NOX浓度高及甲烷逃逸的问题，越来越受到行业认可。
在燃气喷射过程中，为保证喷射阀流量特性稳定需保证喷射阀前后压差稳定。喷射阀燃气喷射量由控制器基于喷射阀前（燃气压力）后（增压空气压力）压差计算出喷射持续期实现燃气定量喷射。经实践发现，由于燃气供给系统设计不合理，压差无法保持稳定，压差的变化会改变计算持续期内燃气的实际喷射量，从而影响燃气定量喷射和空燃比控制的精确性，降低发动机控制精度。
此外，压差在全工况下始终维持在恒定值，如此以来：在小负荷时，燃气量需求少，压差太大则持续期短，导致喷射阀计量不精确甚至无法计量，而且严重影响混合器均匀性；在大负荷时，燃气需求量大，压差太小则持续期较长，会进入压缩冲程喷射，此时会导致燃气被压入进气管，加大安全风险。
由于燃气轨设计不理，喷射阀开启时轨压出现波动，对后续发火缸燃气喷射造成不利影响。对于多缸机有可能出现多个喷射阀同时打开现象，由于别的阀门开启造成的压降会导致距供气端最远的喷射阀供气不足。
以上问题造成燃气发动机燃气喷射量控制不精确，空燃比控制精度下降，各缸工作均匀性差，从而导致发动机排放和经济性能下降，亟待解决。
发明内容
为解决上述问题，本发明的目的是提出一种燃气发动机燃气供给系统。
本发明通过以下技术方案完成其发明任务：
一种燃气发动机燃气供给系统，燃气发动机燃气供给系统具有由减振端向飞轮端环形布置的环形燃气轨；所述的环形燃气轨由A列管路、B列管路首尾连接构成；所述的A列管路通过燃气喷射阀Ⅰ、燃气喷嘴Ⅰ与所对应A列气缸的进气歧管Ⅰ相连通；所述燃气喷嘴Ⅰ安装在A列各个气缸所对应的进气歧管Ⅰ内，喷孔朝向气门方向，避免燃气悬浮在空气之上，在进气歧管Ⅰ残留，同时加快燃气响应，在流速最快时进入燃烧室，改善混合，精确控制燃气量；所述的B列管路通过燃气喷射阀Ⅱ、燃气喷嘴Ⅱ与所对应B列气缸的进气歧管Ⅱ相连通；所述燃气喷嘴Ⅱ安装在B列各个气缸所对应的进气歧管Ⅱ内，喷孔朝向气门方向，避免燃气悬浮在空气之上,在进气歧管Ⅱ残留，同时加快燃气响应，在流速最快时进入燃烧室，改善混合，精确控制燃气量；所述的进气歧管Ⅰ、进气歧管Ⅱ均与空气进气总管相连通；所述环形燃气轨的减振端通过电动压差阀与天然气管路相连通；所述电动压差阀的呼吸口通过压力反馈管连接空气进气总管，且所述的进气歧管Ⅰ绝压MAP、进气歧管Ⅱ绝压MAP均小于燃气压力FGP；天然气经电动压差阀进入环形燃气轨减振端的燃气入口，经环形燃气轨的A列管路、B列管路分别进入A列气缸、B列气缸的燃气喷射阀Ⅰ、燃气喷射阀Ⅱ；燃气喷射阀Ⅰ、燃气喷射阀Ⅱ将燃气喷入燃气喷嘴Ⅰ、燃气喷嘴Ⅱ并进入进气歧管Ⅰ、进气歧管Ⅱ；天然气在燃气喷射阀Ⅰ、燃气喷射阀Ⅱ开启持续期内经燃气喷嘴Ⅰ、燃气喷嘴Ⅱ喷入进气歧管Ⅰ、进气歧管Ⅱ内与增压空气初步混合后进入A列气缸、B列气缸。
本发明提出的一种燃气发动机燃气供给系统，采用上述技术方案，具有如下有益效果：
（1）本发明实现了燃气喷射阀前后压差稳定，保证了喷射阀流量特性稳定，从而提高了燃气喷射量及空燃比控制精度。
（2）本发明实现了燃气喷射阀前后压差可调，保证了发动机全工况下最优压差，从而满足燃气喷射最优持续期需求，保证燃气、空气充分混合。最优压差提高了燃气喷射阀计量精度及响应一致行，改善了各缸工作均匀性。本发明燃气压力调整响应迅速，提高了发动机动态响应特性。
（3）本发明采用环形燃气轨，改善了燃气喷射阀开启时燃气压力的波动，使各缸燃气喷射阀燃气压力一致，从而提高了各缸工作均匀性。燃气喷嘴的定向喷射提高了燃气动作响应及燃气空气混合均匀性，同时避免了进气管内燃气残留。
（4）本发明自动化程度高，操作简便，通过以上技术改进，提高了发动机燃油经济性及排放特性。
附图说明
图1为本发明的系统图。
图中：1、电动压差阀；2、环形燃气轨；3、燃气喷射阀Ⅰ；4、燃气喷嘴Ⅰ；5、A列气缸；6、进气总管；7、压力反馈管；8、燃气喷射阀Ⅱ，9、燃气喷嘴Ⅱ，10、B列气缸，11、A列管路，12、B列管路。
具体实施方式
结合附图和具体实施案例对本发明的加以说明：
如图1所示，一种燃气发动机燃气供给系统，一种燃气发动机燃气供给系统，燃气发动机燃气供给系统具有由减振端向飞轮端环形布置的环形燃气轨；所述的环形燃气轨由A列管路11、B列管路12首尾连接构成；所述的A列管路11通过燃气喷射阀Ⅰ3、燃气喷嘴Ⅰ4与所对应A列气缸5的进气歧管Ⅰ相连通；所述燃气喷嘴Ⅰ4安装在A列各个气缸所对应的进气歧管Ⅰ内，喷孔朝向气门方向，避免燃气悬浮在空气之上，在进气歧管Ⅰ残留，同时加快燃气响应，在流速最快时进入燃烧室，改善混合，精确控制燃气量；所述的B列管路12通过燃气喷射阀Ⅱ8、燃气喷嘴Ⅱ9与所对应B列气缸10的进气歧管Ⅱ相连通；所述燃气喷嘴Ⅱ8安装在B列各个气缸所对应的进气歧管Ⅱ内，喷孔朝向气门方向，避免燃气悬浮在空气之上,在进气歧管Ⅱ残留，同时加快燃气响应，在流速最快时进入燃烧室，改善混合，精确控制燃气量；所述的进气歧管Ⅰ、进气歧管Ⅱ均与空气进气总管6相连通；所述环形燃气轨2的减振端通过电动压差阀1与天然气管路相连通；所述电动压差阀1的呼吸口通过压力反馈管7连接空气进气总管6，且所述的进气歧管Ⅰ绝压MAP、进气歧管Ⅱ绝压MAP均小于燃气压力FGP；天然气经电动压差阀1进入环形燃气轨2减振端的燃气入口，经环形燃气轨2的A列管路11、B列管路12分别进入A列气缸5、B列气缸10的燃气喷射阀Ⅰ3、燃气喷射阀Ⅱ8；燃气喷射阀Ⅰ3、燃气喷射阀Ⅱ8将燃气喷入燃气喷嘴Ⅰ4、燃气喷嘴Ⅱ9并进入进气歧管Ⅰ、进气歧管Ⅱ；天然气在燃气喷射阀Ⅰ3、燃气喷射阀Ⅱ8开启持续期内经燃气喷嘴Ⅰ4、燃气喷嘴Ⅱ9喷入进气歧管Ⅰ、进气歧管Ⅱ内与增压空气初步混合后进入A列气缸5、B列气缸10。
所述燃气发动机燃气供给系统，天然气经电动压差阀1进入环形燃气轨2减振端的燃气入口，经环形燃气轨2的A、B列管路分别进入发动机A列气缸5、B列气缸10的燃气喷射阀Ⅰ3、燃气喷射阀Ⅱ8将燃气喷入燃气喷嘴Ⅰ4、燃气喷嘴Ⅱ9进入进气歧管Ⅰ、进气歧管Ⅱ，与进气歧管内的增压空气初步混合后进入各缸燃烧室。
所述电动压差阀1安装于燃气喷射阀Ⅰ3、燃气喷射阀Ⅱ8前的燃气管路，其进出口接燃气管路，阀体上的呼吸口通过压力反馈管7连接进气总管6，使MAP（进气歧管绝压）和FGP（燃气压力）的压差保持在一个合适范围（FGP＞MAP），既可防止太大导致燃气喷射阀3无法开启、燃气计量不精确、混合不均匀，又可防止太小导致喷射持续期过长，甚至FGP小于MAP，喷射背压过大，燃气无法喷入进气管。所述压差由控制器根据发动机工况智能设定，保证不同的负荷下燃气喷射的最优持续期及燃气与空气的充分混合。稳定工况下，电动压差阀1保持燃气喷射阀Ⅰ3、燃气喷射阀Ⅱ8前后压差在一稳定值，提高燃气喷射阀实际燃气喷射量与计算值的一致性，保证控制精度，从而保证各缸燃烧均匀性，实现空燃比精确控制。
所述环形燃气轨2首尾相连，形成一封闭的环形腔，当燃气喷射阀Ⅰ3、燃气喷射阀Ⅱ8开启喷射燃气时，环形燃气轨2各处压力可保证一致，可避免压力波动和压降损失对各缸燃气喷射均匀性的影响。
所述燃气喷射阀Ⅰ3、燃气喷射阀Ⅱ8由控制器控制开启，根据发动机转速和正时信号定时定量喷射燃气，且喷射正时可调。
所述燃气喷嘴Ⅰ4、燃气喷嘴Ⅱ9安装在各缸对应的进气歧管内，喷孔朝向气门方向，避免燃气悬浮在空气之上，在进气管残留，同时加快燃气响应，在流速最快时进入燃烧室，改善混合，精确控制燃气量。天然气在燃气喷射阀Ⅰ3、燃气喷射阀Ⅱ8开启持续期内经燃气喷嘴Ⅰ4、燃气喷嘴Ⅱ9喷入进气歧管，在进气歧管内与增压空气初步混合后进入气缸。
上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可作出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。
Claims (1)
1.一种燃气发动机燃气供给系统，其特征在于：燃气发动机燃气供给系统具有由减振端向飞轮端环形布置的环形燃气轨；所述的环形燃气轨由A列管路、B列管路首尾连接构成；所述的A列管路通过燃气喷射阀Ⅰ、燃气喷嘴Ⅰ与所对应A列气缸的进气歧管Ⅰ相连通；所述燃气喷嘴Ⅰ安装在A列各个气缸所对应的进气歧管Ⅰ内，喷孔朝向气门方向，避免燃气悬浮在空气之上，在进气歧管Ⅰ残留，同时加快燃气响应，在流速最快时进入燃烧室，改善混合，精确控制燃气量；所述的B列管路通过燃气喷射阀Ⅱ、燃气喷嘴Ⅱ与所对应B列气缸的进气歧管Ⅱ相连通；所述燃气喷嘴Ⅱ安装在B列各个气缸所对应的进气歧管Ⅱ内，喷孔朝向气门方向，避免燃气悬浮在空气之上,在进气歧管Ⅱ残留，同时加快燃气响应，在流速最快时进入燃烧室，改善混合，精确控制燃气量；所述的进气歧管Ⅰ、进气歧管Ⅱ均与空气进气总管相连通；所述环形燃气轨的减振端通过电动压差阀与天然气管路相连通；所述电动压差阀的呼吸口通过压力反馈管连接空气进气总管，且所述的进气歧管Ⅰ绝压MAP、进气歧管Ⅱ绝压MAP均小于燃气压力FGP；天然气经电动压差阀进入环形燃气轨减振端的燃气入口，经环形燃气轨的A列管路、B列管路分别进入A列气缸、B列气缸的燃气喷射阀Ⅰ、燃气喷射阀Ⅱ；燃气喷射阀Ⅰ、燃气喷射阀Ⅱ将燃气喷入燃气喷嘴Ⅰ、燃气喷嘴Ⅱ并进入进气歧管Ⅰ、进气歧管Ⅱ；天然气在燃气喷射阀Ⅰ、燃气喷射阀Ⅱ开启持续期内经燃气喷嘴Ⅰ、燃气喷嘴Ⅱ喷入进气歧管Ⅰ、进气歧管Ⅱ内与增压空气初步混合后进入A列气缸、B列气缸。
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