CN110173377A - 燃气发动机的燃气压力反馈系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种燃气发动机的燃气压力反馈系统，燃气发动机的燃气系统包括空气供给部、燃气供给部、燃料混合部、做功部以及废气再循环部，燃气压力反馈系统包括反馈管取气口、压力反馈管以及单向排气膜。反馈管取气口设置在空气供给部与燃料混合部之间的管路上，并与管路连通；压力反馈管的一端与反馈管取气口连通，另一端与燃气供给部的燃气调压器的反馈管口连通；单向排气膜设置在压力反馈管与反馈管取气口的连接处，单向排气膜能够阻止空气供给部与燃料混合部之间的管路中的水分子进入至压力反馈管中。本发明的燃气压力反馈系统可以避免在低温情况下压力反馈管内冷凝水结冰而引起压力反馈失真的问题。
Description
技术领域
本发明是关于燃气发动机领域，特别是关于一种燃气发动机的燃气压力反馈系统。
背景技术
动机的有害排放物是造成大气污染的一个主要来源，随着环境保护问题的重要性日趋增加，降低发动机有害排放这一目标成为当今世界上发动机发展的一个重要方向。同时随着GB17691-2018国六法规的发布，为了满足国六排放法规，燃气发动机基本采用当量燃烧+三元后处理器+废气再循环的技术路线。EGR系统的加入，需要设计一种全新的燃气调压器压力反馈系统。
现有技术的国六燃气发动机由于EGR引入到进气系统，燃气发动机尾气中含水较多，在低温环境下燃气压力反馈管中的混合气出现冷凝水，从而导致结冰。因此，设计一种新的燃气压力反馈系统对于国六燃气发动机就比较关键。
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燃气发动机的燃气压力反馈系统，其能够很好的解决现有技术的燃气压力反馈系统中冷凝水的结冰问题。
为实现上述目的，本发明提供了一种燃气发动机的燃气压力反馈系统，燃气发动机的燃气系统包括空气供给部、燃气供给部、燃料混合部、做功部以及废气再循环部，燃气压力反馈系统包括反馈管取气口、压力反馈管以及单向排气膜。反馈管取气口设置在空气供给部与燃料混合部之间的管路上，并与管路连通；压力反馈管的一端与反馈管取气口连通，另一端与燃气供给部的燃气调压器的反馈管口连通；单向排气膜设置在压力反馈管与反馈管取气口的连接处，单向排气膜能够阻止空气供给部与燃料混合部之间的管路中的水分子进入至压力反馈管中。
在一优选的实施方式中，空气供给部包括增压器、中冷器以及节气门。增压器用于给进入的空气增压；中冷器设置在增压器之后，中冷器用于给经过增压器增压后的空气降温至燃气发动机的工作需要温度；节气门设置在中冷器之后，节气门用于控制和调整经过中冷器冷却后的空气压力以及进气量，从而来控制燃气发动机的工作负荷。
在一优选的实施方式中，燃料混合部包括EGR混合器以及燃料混合器。EGR混合器的进气端与节气门通过管路连通，EGR混合器具有废气进口；燃料混合器的进气端与EGR混合器的出气端连接，燃料混合器具有燃气进口；
在一优选的实施方式中，燃气供给部还包括燃料罐、燃气滤清器以及燃料控制阀。燃料罐用于储存燃气；燃气滤清器的进气端与燃料罐连通，出气端与燃气调压器的进气端连通，燃气滤清器用于过滤燃气中的杂质，燃气调压器用于控制输送到燃料混合部的燃气的压力；燃料控制阀的进气端与燃气调压器的出气端连通，出气端连通燃料混合器的燃气进口，燃料控制阀用于控制输送给燃料混合部的燃气量。
在一优选的实施方式中，做功部包括进气门以及排气门，进气门与燃料混合器的出气口连通，进气门用于将混合后的燃料引进做功部的气缸并完成做功，排气门用于将做功后的废气排到排气系统。
在一优选的实施方式中，废气再循环部包括EGR冷却器以及EGR阀。EGR冷却器的进气端与排气系统连通，EGR冷却器用于引入排气系统的一部分废气，并将部分废气冷却降温；EGR阀的进气端与EGR冷却器的出气端连通，EGR阀的出气端连通EGR混合器的废气进口，EGR阀用于控制引入EGR混合器的经过EGR冷却器冷却后的部分废气引入量。
与现有技术相比，本发明的燃气发动机的燃气压力反馈系统具有以下有益效果：可以全工况不同环境温度下正常工作，尤其是在极低温环境下防止水气进入反馈管结冰，保证燃气调压的正常工作，从而保证发动机的性能及排放。
附图说明
图1是根据本发明一实施方式的燃气压力反馈系统的结构示意图。
图2是根据本发明一实施方式的燃气压力反馈系统的单向排气膜的工作原理图。
主要附图标记说明：
1-增压器，2-中冷器，3-节气门，4-压力反馈管，5-EGR混合器，6-反馈管取气口，7-燃料混合器，8-EGR阀，9-EGR冷却器，10-燃料控制阀，11-燃气调压器，12-反馈管口，13-燃气滤清器，14-燃料罐，15-燃气发动机，16-单向排气膜，20-空气供给部，30-燃气供给部，40-燃料混合部，50-做功部，60-废气再循环部。
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，图1是根据本发明一实施方式的燃气压力反馈系统的结构示意图。根据本发明优选实施方式的一种燃气发动机的燃气压力反馈系统，燃气发动机的燃气系统包括空气供给部20、燃气供给部30、燃料混合部40、做功部50以及废气再循环部60，燃气压力反馈系统包括反馈管取气口6、压力反馈管4以及单向排气膜16。
在一些实施方式中，反馈管取气口6设置在空气供给部20与燃料混合部40之间的管路上，并与管路连通；压力反馈管4的一端与反馈管取气口6连通，另一端与燃气供给部30的燃气调压器11的反馈管口连通；单向排气膜16设置在压力反馈管4与反馈管取气口6的连接处，单向排气膜16能够阻止空气供给部20与燃料混合部40之间的管路中的水分子进入至压力反馈管4中。
如图2所示，在一些实施方式中，图2是根据本发明一实施方式的燃气压力反馈系统的单向排气膜的工作原理图。本发明的单向排气膜16采用特殊的材质制造，具有不允许水分子通过的能力，本实施例的单向排气膜16采用聚四氟乙烯，但本发明并不以此为限。通过增加单向排气膜16，可以防止反馈管取气口6的混合气中的水分子进入到压力反馈管4中，从而防止在低温下水凝结成冰，导致压力反馈管4中的压力无法真实反馈节气门3以后的准确压力。
在一些实施方式中，空气供给部20包括增压器1、中冷器2以及节气门3。增压器1用于给进入的空气增压；中冷器2设置在增压器1之后，中冷器2用于给经过增压器1增压后的空气降温至燃气发动机的工作需要温度；节气门3设置在中冷器2之后，节气门3用于控制和调整经过中冷器2冷却后的空气压力以及进气量，从而来控制燃气发动机的工作负荷。
在一些实施方式中，燃料混合部40包括EGR混合器5以及燃料混合器7。EGR混合器5的进气端与节气门3通过管路连通，EGR混合器5具有废气进口；燃料混合器7的进气端与EGR混合器5的出气端连接，燃料混合器7具有燃气进口；
在一些实施方式中，燃气供给部30还包括燃料罐14、燃气滤清器13以及燃料控制阀10。燃料罐14用于储存燃气；燃气滤清器13的进气端与燃料罐14连通，出气端与燃气调压器11的进气端连通，燃气滤清器13用于过滤燃气中的杂质，燃气调压器11用于控制输送到燃料混合部40的燃气的压力；燃料控制阀10的进气端与燃气调压器11的出气端连通，出气端连通燃料混合器7的燃气进口，燃料控制阀10用于控制输送给燃料混合部40的燃气量。
在一些实施方式中，做功部50包括进气门以及排气门，进气门与燃料混合器7的出气口连通，进气门用于将混合后的燃料引进做功部50的气缸并完成做功，排气门用于将做功后的废气排到排气系统。
在一些实施方式中，废气再循环部60包括EGR冷却器9以及EGR阀8。EGR冷却器9的进气端与排气系统连通，EGR冷却器9用于引入排气系统的一部分废气，并将部分废气冷却降温；EGR阀8的进气端与EGR冷却器9的出气端连通，EGR阀8的出气端连通EGR混合器5的废气进口，EGR阀8用于控制引入EGR混合器5的经过EGR冷却器9冷却后的部分废气引入量。
在一些实施方式中，本发明的燃气发动机的燃气压力反馈系统的工作原理如下：
发动机的进气经过增压器1后压力温度上升，经过中冷器2后空气温度下降到发动机工作所需的温度。同时经过节气门3控制调整进气压力，从而控制发动机负荷。同时发动机排气经过EGR冷却器9冷却后，再经过EGR阀8来控制EGR的流量。节气门3控制后的空气流量与EGR的流量在EGR混合器5处进行混合。燃气从燃料罐14处经过燃气滤清器13，经过燃气调压器11后压力降低到发动机所需的压力范围。燃气调压器11的调压压力由压力反馈管4口的压力进行反馈控制。经过燃料控制阀10后与空气、EGR经过燃料混合器7后混合进入发动机。其中燃气调压器11的压力反馈管4口与反馈管取气口6通过压力反馈管4相连。在反馈管取气口6和压力反馈管4的连接处设置单向排气膜16，通过单向排气膜16的水分子的阻止功能，防止水分子从反馈管取气口6处进入到压力反馈管4内，引起冷凝水在低温环境下结冰而影响压力反馈的真实性问题。
综上所述，本发明的燃气发动机的燃气压力反馈系统具有以下优点：可以全工况不同环境温度下正常工作，尤其是在极低温环境下防止水气进入反馈管结冰，保证燃气调压的正常工作，从而保证发动机的性能及排放。
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 (6)
1.一种燃气发动机的燃气压力反馈系统，所述燃气发动机的燃气系统包括空气供给部、燃气供给部、燃料混合部、做功部以及废气再循环部，其特征在于，所述燃气压力反馈系统包括：
反馈管取气口，其设置在所述空气供给部与所述燃料混合部之间的管路上，并与所述管路连通；
压力反馈管，其一端与所述反馈管取气口连通，另一端与所述燃气供给部的燃气调压器的反馈管口连通；以及
单向排气膜，其设置在所述压力反馈管与所述反馈管取气口的连接处，所述单向排气膜能够阻止所述空气供给部与所述燃料混合部之间的所述管路中的水分子进入至所述压力反馈管中。
2.如权利要求1所述的燃气发动机的燃气压力反馈系统，其特征在于，所述空气供给部包括：
增压器，其用于给进入的空气增压；
中冷器，其设置在所述增压器之后，所述中冷器用于给经过所述增压器增压后的空气降温至所述燃气发动机的工作需要温度；以及
节气门，其设置在所述中冷器之后，所述节气门用于控制和调整经过所述中冷器冷却后的空气压力以及进气量，从而来控制所述燃气发动机的工作负荷。
3.如权利要求2所述的燃气发动机的燃气压力反馈系统，其特征在于，所述燃料混合部包括：
EGR混合器，其进气端与所述节气门通过所述管路连通，所述EGR混合器具有废气进口；以及
燃料混合器，其进气端与所述EGR混合器的出气端连接，所述燃料混合器具有燃气进口。
4.如权利要求3所述的燃气发动机的燃气压力反馈系统，其特征在于，所述燃气供给部还包括：
燃料罐，其用于储存燃气；
燃气滤清器，其进气端与所述燃料罐连通，出气端与所述燃气调压器的进气端连通，所述燃气滤清器用于过滤燃气中的杂质，所述燃气调压器用于控制输送到所述燃料混合部的燃气的压力；以及
燃料控制阀，其进气端与所述燃气调压器的出气端连通，出气端连通所述燃料混合器的燃气进口，所述燃料控制阀用于控制输送给所述燃料混合部的燃气量。
5.如权利要求3所述的燃气发动机的燃气压力反馈系统，其特征在于，所述做功部包括进气门以及排气门，所述进气门与所述燃料混合器的出气口连通，所述进气门用于将混合后的燃料引进所述做功部的气缸并完成做功，所述排气门用于将做功后的废气排到排气系统。
6.如权利要求3所述的燃气发动机的燃气压力反馈系统，其特征在于，所述废气再循环部包括：
EGR冷却器，其进气端与所述排气系统连通，所述EGR冷却器用于引入所述排气系统的一部分废气，并将所述部分废气冷却降温；以及
EGR阀，其进气端与所述EGR冷却器的出气端连通，所述EGR阀的出气端连通所述EGR混合器的废气进口，所述EGR阀用于控制引入所述EGR混合器的经过所述EGR冷却器冷却后的所述部分废气引入量。
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