CN203515867U - 一种采用电控调压器燃料供给系统的天然气发电机组 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种采用电控调压器燃料供给系统的天然气发电机组，电控调压器燃料供给系统元件主要包括：电子节气门、双级减压器、电控调压执行器等元件；双级减压器、电控调压执行器及空滤器均与比例式混合器相连，比例式混合器与小涡壳增压器相连，小涡壳增压器分别与中冷器和消声器相连，中冷器通过电子节气门与点火系统相连；比例式混合器位置到增压器、空滤器和电控调压器距离相当，处于中心位置。这样布置可以最大程度缩短增压器前各条气路长度，从而优化发动机瞬态性能。燃气与经过空滤器过滤后的空气通过先混合再增压的方式，帮助加强功率以实现发电机组的性能指标。
Description
技术领域
本实用新型涉及发电机组领域，尤其涉及一种采用电控调压器燃料供给系统的天然气发电机组。
背景技术
随着世界石油资源的日趋紧张以及环保要求的不断提高，近些年以天然气为燃料的车辆和工程机械等得到广泛的推广和应用。这是因为与燃油相比，天然气具有成本低，污染小、安全性好等优势，是最受欢迎的新能源之一。
天然气发电机组与柴油发电机组相比具有运行成本低，污染小、起动性能好、噪声低、振动小等优点。是目前比较符合环保要求与适应新市场环境的发电机。随着我国天然气供应的愈加充足、供应范围的不断扩大，这种天然气发电组必将得到快速增涨。
目前国内的天然气发电机组燃料供给系统大多采用喷嘴式的单点或者多点喷射系统。本实用新型所采用的是电控调压器燃料供给系统，该系统与单点喷射系统相比，控制精度相当，但是燃料响应性更好。与多点喷射系统相比各缸混合气浓度均匀性更好，更适合于稀薄燃烧控制。本实用新型以成功开发的稀薄燃烧天然气发动机（专利号：ZL200730168042.7)为基础，通过改变电控调压器燃料供给系统中部分重要元件的布置、重新匹配小涡壳增压器，以及增加和匹配天然气发电机组专用件，包括空滤器、消声器、中冷器、发电机组底座，发电机及控制箱等，达到发电机组性能指标并实现发电功能。
实用新型内容
为解决现有技术存在的不足，本实用新型公开了一种采用电控调压器燃料供给系统的天然气发电机组，该实用新型以现有的稀薄燃烧天然气发动机（专利号：ZL200730168042.7)为基础，取消了空压机、废气放气阀控制装置，增加了原来安装在整车上的宽域氧传感器、环境温湿度传感器，以及如空滤器、消声器、中冷器、发电机组底座，发电机及控制箱等发电机组专用件，使发电机组布置更加紧凑。
为实现上述目的，本实用新型的具体方案如下：
一种采用电控调压器燃料供给系统的天然气发电机组，包括ECM、双级减压器、电控调压执行器、空滤器以及发电机组底座；
所述双级减压器、电控调压执行器及空滤器均与比例式混合器相连，比例式混合器与小涡壳增压器相连，小涡壳增压器与中冷器及消声器相连，中冷器还与电子节气门相连，电子节气门与进气岐管相连；
所述小涡壳增压器位于天然气发电机组的中部。
所述发电机组底座上固定有双级减压器、发电机与控制箱及中冷器；
所述空滤器与比例式混合器之间安装有环境温湿度传感器。
所述小涡壳增压器与消声器的排气管上安装有宽域氧传感器。
所述双级减压器、电控调压执行器和比例式混合器安装在发动机排气侧，比例式混合器到增压器、空滤器和电控调压器的距离相当，电控调压器包括双级减压器和电控调压执行器。
所述ECM与电控调压执行器、低压电磁截止阀、电子节气门、环境温湿度传感器、宽域氧传感器、进气压力温度传感器、曲轴凸轮轴转速传感器、冷却水温传感器以及点火系统相连。
由于天然气发电机组采用的是天然气管道气，而管道气的气压比气瓶气压低很多，如果与增压后的空气直接混合，必然造成混合气过稀。为了加强功率、实现发电机组的性能指标。采用燃气与经过空滤器过滤后的空气先混合再经过增压器增压的方式。电控调压器被分成了双级减压器与电控调压执行器两个部分，主要作用不变，仍然是按照空燃比的目标值通过调节燃气压力来获得所需要的燃气流量。双级减压器、电控调压执行器和比例式混合器的安装位置由原来的发动机进气侧（右侧），移到了发动机排气侧（左侧）。比例式混合器位置到增压器、空滤器和电控调压器距离相当，处于中心位置。这样布置可以最大缩短增压器前各条气路长度，从而优化发动机瞬态性能。
来自管道的低压天然气先通过低压电磁截止阀进入固定在发电机组底座上的双级减压器以及电控调压执行器调节燃气压力，然后与从空滤器出来的空气进入到比例式混合器混合，再经过小涡壳增压器增压，增压后的气体从中冷器出来后，通过电子节气门，最后进入进气道被点火系统点燃。
环境温湿度传感器水平安装在空滤器与比例式混合器之间，监测空气温度、湿度、和大气压力等信息。宽域氧传感器安装在增压器与消声器的排气管上，通过监测氧的浓度，帮助实时修正燃气供给量,实现空燃比闭环控制。
本实用新型的有益效果：
比例式混合器位置到增压器、空滤器和电控调压器距离相当，处于中心位置。这样布置可以最大程度缩短增压器前各条气路长度，从而优化发动机瞬态性能。燃气与经过空滤器过滤后的空气先混合再经过增压器增压的方式，利于加强功率、实现发电机组的性能指标。环境温湿度传感器用来监测空气温度、湿度、和大气压力等信息，ECM可根据环境的湿度来优化点火时刻、燃气供给量和增压水平。
附图说明
图1：发动机右视图；
图2：发动机左视图；
图3：本实用新型发电机组右视图；
图4：本实用新型发电机组左视图；
图中，1-ECM；2-电控调压器；2'-双级减压器；2''-电控调压执行器；3-比例式混合器；4-电子节气门；5-增压器；5'-小涡壳增压器；6-空压机；7-废气放气阀控制装置；8-空滤器；9-消声器；10-发电机与控制箱；11-中冷器；12-环境温湿度传感器；13-宽域氧传感器；14-发电机组底座；15-点火系统，16-中冷后空气进口，17-低压电磁截止阀。
具体实施方式：
下面结合附图对本实用新型进行详细说明：
如图3-4所示一种采用电控调压器燃料供给系统的天然气发电机组，包括ECM1、双级减压器2'、电控调压执行器2''、比例式混合器3、小涡壳增压器5'、环境温湿度传感器12、宽域氧传感器13、点火系统15、低压电磁截止阀17、空滤器8、消声器9、中冷器11、发电机组底座14等。本装置取消了空压机6、废气放气阀控制装置7，将原先的增压器5更换为小涡壳增压器5'.
所述双级减压器2'、电控调压执行器2''及空滤器8均与比例式混合器3相连，比例式混合器3与小涡壳增压器5'相连，小涡壳增压器5'分别与消声器9和中冷器11相连，中冷器11通过电子节气门4与点火系统15相连。ECM1就是电子控制模块。
所述小涡壳增压器5'位于天然气发电机组的中部。
所述发电机组底座14上固定有双级减压器2'、发电机与控制箱10及中冷器11；
所述空滤器8与比例式混合器3之间安装有环境温湿度传感器12。
所述小涡壳增压器5'与消声器9的排气管上安装有宽域氧传感器13。
所述双级减压器2'、电控调压执行器2''和比例式混合器3、低压电磁截止阀17安装在发动机排气侧，比例式混合器3到小涡壳增压器5'、空滤器8和电控调压器2的距离相等。
所述ECM1与电控调压执行器2''、环境温湿度传感器12、宽域氧传感器13、低压电磁截止阀17等相连。
如图1-2所示，原天然气发动机的电控调压器2与比例式混合器3安装在发动机进气侧（右侧）。从气瓶出来的天然气（CNG）经过高压过滤器过滤、高压电磁截止阀、高压减压器减压、低压过滤器过滤、低压电磁截止阀17，然后通过发动机上的电控调压器2按照空燃比的目标值调节燃气出口压力，获得所需的燃气流量，然后，燃气与经过水冷增压器5增压后的空气经过中冷后空气进口16一起进入比例式混合器3进行充分混合，混合后的气体最后通过电子节气门4进入发动机进气道被点火系统15点燃。
本实用新型的工作原理：采用燃气与经过空滤器8过滤后的空气先混合再经过增压器5增压的方式。如图4所示，电控调压器2被分成了双级减压器2'与电控调压执行器2''两个部分。主要作用不变，仍然是按照空燃比的目标值通过调节燃气压力来获得所需要的燃气流量。双级减压器2'、电控调压执行器2''和比例式混合器3的安装位置由原来的发动机进气侧（右侧），移到了发动机排气侧（左侧）。比例式混合器3位置到增压器5'、空滤器8、和电控调压器距离相当，基本处于中心位置。这样布置可以最大缩短增压器5'前各条气路长度，从而优化发动机瞬态性能。
来自管道的低压天然气先通过低压电磁截止阀17进入固定在发电机组底座上的双级减压器2'、电控调压执行器2''调节燃气压力，然后与从空滤器8出来的空气进入到比例式混合器3混合，再经过水冷增压器5'增压，增压后的气体从中冷器11出来后，通过电子节气门4，最后进入进气道被点火系统15点燃。
环境温湿度传感器12水平安装在空滤器8与比例式混合器3之间，用来监测空气温度、湿度、和大气压力等信息。ECM可根据环境的湿度来优化点火时刻、燃气供给量和增压水平。大气压力和温度的回馈信号被用来校准宽域氧传感器13的读数。宽域氧传感器13安装在增压器5'与消声器9的排气管上，修正燃气供给量，实现空燃比闭环控制。
Claims (5)
1.一种采用电控调压器燃料供给系统的天然气发电机组，其特征是，包括ECM、双级减压器、电控调压执行器、空滤器以及发电机组底座；
所述双级减压器、电控调压执行器及空滤器均与比例式混合器相连，比例式混合器与小涡壳增压器相连，小涡壳增压器与中冷器及消声器相连，中冷器还与电子节气门相连，电子节气门与进气岐管相连；
所述发电机组底座上固定有双级减压器、发电机与控制箱及中冷器；
所述ECM与电控调压执行器、低压电磁截止阀、电子节气门、环境温湿度传感器、宽域氧传感器、进气压力温度传感器、曲轴凸轮轴转速传感器、冷却水温传感器以及点火系统相连。
2.如权利要求1所述的一种采用电控调压器燃料供给系统的天然气发电机组，其特征是，所述小涡壳增压器位于天然气发电机组的中部。
3.如权利要求1所述的一种采用电控调压器燃料供给系统的天然气发电机组，其特征是，所述空滤器与比例式混合器之间安装有环境温湿度传感器。
4.如权利要求1所述的一种采用电控调压器燃料供给系统的天然气发电机组，其特征是，所述小涡壳增压器与消声器的排气管上安装有宽域氧传感器。
5.如权利要求1所述的一种采用电控调压器燃料供给系统的天然气发电机组，其特征是，所述双级减压器、电控调压执行器和比例式混合器安装在发动机排气侧，比例式混合器到增压器、空滤器和电控调压器的距离相当，电控调压器包括双级减压器和电控调压执行器。
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