CN203441637U - 一种客车用天然气发动机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种客车用天然气发动机，该发动机包括曲轴连杆机构、配气机构、进排气系统、冷却系统、润滑系统和电器系统；还包括电控燃气供给系统，电控燃气供给系统包括燃气混合部分、调节燃气空燃比的ECM控制部分和实现ECM闭环控制的反馈信号部分，反馈信号部分包括设置在增压器与氧化型后处理器之间、检测排气中氧浓度的氧传感器。本发动机排量可达9.7L，马力覆盖270-340马力，结构简单、合理，燃料经济性高。

Description

一种客车用天然气发动机

技术领域

本实用新型涉及发动机技术领域，尤其是涉及一种客车用天然气发动机。 

背景技术

 燃气发动机是汽油发动机的替代版，该发动机进入气缸的是可燃气体和空气。由于我国石油资源短缺，而天然气的产量相对比较丰富，且效率高、污染小，因此，充分利用天气资源的燃气发动机已经受到了足够重视。 

目前，由柴油机改装成的燃气发动机已经越来越多，改装方法是在保留原柴油供给系统的基础上加装一套燃气系统，利用原柴油机柴油压缩后再点燃天然气进行燃烧，该种改装方式由于需要柴油和燃气混燃，难于兼顾在不同工况下柴油、燃气、空气的混合要求，没有从根本上达到高效、节能、环保的要求。 

发明内容

本实用新型的目的在于克服现有技术中存在的弊病，提供一种安装方便、结构紧凑、可靠性好、零部件通用性高的、以LNG为燃料的单燃料客车用发动机，该发动机功率范围从270马力到340马力，最大扭矩为1350N.m，最低比气耗为205g/kWh，排放达国Ⅳ标准。采用的技术方案是：一种客车用天然气发动机，包括曲轴连杆机构、配气机构、进排气系统、冷却系统、润滑系统和电器系统，其特征在于：所述发动机还包括电控燃气供给系统，所述电控燃气供给系统包括燃气混合部分、调节燃气空燃比的ECM控制部分和实现ECM闭环控制的反馈信号部分，所述反馈信号部分包括设置在增压器与氧化型后处理器之间、检测排气中氧浓度的氧传感器。 

本实用新型的技术特征还有：所述燃气混合部分包括燃气部分和空气部分，所述燃气部分包括汽化器、与汽化器连接的低压过滤器、与低压过滤器连接的低压电磁截止阀、与低压电磁截止阀连接的EPR，从所述EPR输出的可燃气进入到混合器；所述空气部分包括空滤器、与空滤器连接的增压器、与增压器连接的中冷器，从中冷器中输出的空气也进入到所述混合器中，与混合器中的可燃气混合后形成燃气混合气。 

本实用新型的技术特征还有：所述ECM控制部分包括与所述混合器连接的节气门和ECM，所述氧传感器将反馈信号输送给所述ECM。 

本实用新型的技术特征还有：所述反馈信号部分还包括用于测量进气管中的绝对压力以及燃气混合气温度的TMAP传感器，所述TMAP传感器安装在进气歧管上且与ECM连接。 

本实用新型的技术特征还有：所述反馈信号部分还包括凸轮轴位置传感器，所述凸轮轴位置传感器位于凸轮轴信号盘上且与ECM连接。 

本实用新型的有益效果在于：1）本发动机的电控系统应用基于高级模型的空气流量计算和基于氧传感器的闭环空燃比控制程序，为发动机提供理想的空燃比，力求达到每种工况条件下发动机的燃料经济性、动力性能和尾气排放之间的合理平衡，无论是采用化学当量燃烧或稀燃，其燃料喷射、点火、负荷限制和速度调节都可以进行任意组合；2）本发动机采用增压中冷稀薄燃烧技术，通过标定控制过量空气系数及点火提前角，使发动机的燃烧热效率提高，实现好的经济性同时尽可能的降低排温，保证发动机的可靠性，在优化经济性和可靠性的同时，通过电控标定确保发动机有一定的失火和爆震的安全余量；3）本发动机采用增压中冷稀薄燃烧技术，通过稀燃降低NOx的排放，然后通过氧化型催化转换器的转化作用降低HC和CO的排放，从而实现整机排放水平达到国Ⅳ的要求；4）本发动机排量可达9.7L，马力覆盖270-340马力，结构简单、合理，燃料经济性高。 

附图说明

附图1为本实用新型的结构示意图，附图2为电控燃气供给系统线路图；图中，1是点火系统，2是ECM，3是调压器，4是起动机，5是混合器，6是进气管，7是节气门，8是凸轮轴信号盘，9是节温器，10是发电机，11是进气接管， 12是发动机本体，13是电控压力调节器，14是胶管，15是空滤器，16是进气岐管，17是排气岐管，18是增压器涡轮，19是氧传感器，20是TMAP传感器，21是凸轮轴位置传感器。 

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说明。本实用新型公开了一种客车用天然气发动机，该发动机为但燃料（LNG）、四气门、直列六缸增压器中置式水冷发动机。包括曲轴连杆机构、配气机构、进排气系统、冷却系统、润滑系统、电器系统和电控燃气供给系统，电控燃气供给系统包括燃气混合部分、调节燃气空燃比的ECM控制部分和实现ECM闭环控制的反馈信号部分，反馈信号部分包括设置在增压器与氧化型后处理器之间、检测排气中氧浓度的氧传感器19。燃气混合部分包括燃气部分和空气部分，燃气部分包括汽化器、与汽化器连接的低压过滤器、与低压过滤器连接的低压电磁截止阀、与低压电磁截止阀连接的EPR13，从EPR13输出的可燃气进入到混合器5。空气部分包括空滤器15、与空滤器15连接的增压器、与增压器连接的中冷器，从中冷器中输出的空气也进入到混合器5中，与混合器5中的可燃气混合后形成燃气混合气。ECM控制部分包括与混合器5连接的节气门7和ECM2，氧传感器19将反馈信号输送给ECM2。反馈信号部分还包括用于测量进气管中的绝对压力以及燃气混合气温度的TMAP传感器20， TMAP传感器20安装在进气歧管17上且与ECM连接。反馈信号部分还包括凸轮轴位置传感器21，凸轮轴位置传感器21位于凸轮轴信号盘上且与ECM2连接。 

本发动机与柴油机的主要区别在于用电控燃气供给系统取代了电控供油系统，并且增加了点火系统1，同时为了满足客车特殊需要选用了起动机4和发电机10。 

LNG由气瓶出来，经过汽化器气化后通过低压过滤器过滤，然后从低压电磁截止阀进入电控压力调节器13，按照ECM2的指令调压后通过胶管14，进入混合器5。空气经过空滤器15过滤后，通过增压器增压后进入中冷器，然后经由进气接管11进入混合器5。天然气和空气按照一定的空燃比在混合器5内充分混合后，通过节气门7进入发动机的进气岐管16，再流入发动机燃烧室，在发动机的压缩冲程根据该工况下标定的点火提前角通过点火线圈总成击穿电压使火花塞点火引燃燃气。燃烧后产生的废气再从排气岐管17排出、对增压器涡轮18做功后从排气岐管17排出，然后进入氧化型后处理器，将CO,CH氧化使排放达国Ⅳ水平。氧传感器19布置在增压器与后处理器之间，监测排气中氧的浓度反馈给ECM2调节空燃比来实现闭环控制。为了精确控制增压器的增压压力，在发动机排气侧布置有增压器旁通阀控制阀，该阀的控制气来自于车辆底盘制动气源。还有一些采集关键信号的传感器，如TMAP 传感器20布置在进气歧管16上，用来测量进气管中的绝对压力以及混合气体的温度。从TMAP传感器20得到的温度信息可用作流量计算中的密度修正量。ECM2根据此信息可估计涡轮前的压力用来计算精确空气流量和进行增压器废气放气阀的控制。凸轮轴位置传感器21布置在位于在单缸空压机一端的凸轮轴信号盘8上，通过监测哪缸处于压缩冲程来帮助ECM2判断点火时间。为了布置大功率的发电机10，设计了专用的发电机支架和正时齿轮室。发电机10的皮带轮通过多楔带与水泵皮带轮相连。 

当然，上述说明并非对本实用新型的限制，本实用新型也不仅限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本实用新型的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也属于本实用新型的保护范围。 

Claims (5)

1.一种客车用天然气发动机，包括曲轴连杆机构、配气机构、进排气系统、冷却系统、润滑系统和电器系统，其特征在于：所述发动机还包括电控燃气供给系统，所述电控燃气供给系统包括燃气混合部分、调节燃气空燃比的ECM控制部分和实现ECM闭环控制的反馈信号部分，所述反馈信号部分包括设置在增压器与氧化型后处理器之间、检测排气中氧浓度的氧传感器。

2.按照权利要求1所述的客车用天然气发动机，其特征在于：所述燃气混合部分包括燃气部分和空气部分，所述燃气部分包括汽化器、与汽化器连接的低压过滤器、与低压过滤器连接的低压电磁截止阀、与低压电磁截止阀连接的EPR，从所述EPR输出的可燃气进入到混合器；所述空气部分包括空滤器、与空滤器连接的增压器、与增压器连接的中冷器，从中冷器中输出的空气也进入到所述混合器中，与混合器中的可燃气混合后形成燃气混合气。

3.按照权利要求2所述的客车用天然气发动机，其特征在于：所述ECM控制部分包括与所述混合器连接的节气门和ECM，所述氧传感器将反馈信号输送给所述ECM。

4.按照权利要求3所述的客车用天然气发动机，其特征在于：所述反馈信号部分还包括用于测量进气管中的绝对压力以及燃气混合气温度的TMAP传感器，所述TMAP传感器安装在进气歧管上且与ECM连接。

5.按照权利要求3所述的客车用天然气发动机，其特征在于：所述反馈信号部分还包括凸轮轴位置传感器，所述凸轮轴位置传感器位于凸轮轴信号盘上且与ECM连接。

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