CN205478003U - 一种燃气机空气预热装置 - Google Patents
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Abstract
一种燃气机空气预热装置，包括混合器、预热器、空气源、常闭式节气门与常开式节气门，所述混合器的混合气出口与进混合气管的进气端相通，进混合气管的出气端与进气歧管相通，进混合气管的侧壁通过进热空气管与预热器的出气口相通，预热器的进气口与空气源相通，且进热空气管经常闭式节气门后与预热器的出气口相通，空气源经常开式节气门后与混合器的空气进口相通。本设计不仅能解决发动机低温启动的问题，预热装置距离混合气较远，安全性较强，而且进气效率较高，安装难度较低，空气利用率较高。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种发动机空气预热装置，适用于柴油引燃式天然气发动机，尤其适用于进气总管预混式柴油引燃式天然气发动机，其目的是在通过空气预热实现发动机低温启动的基础上，避免爆炸，增强安全性。
背景技术
柴油引燃式天然气发动机是由少量柴油在气缸内压燃后，引燃天然气与空气混合气做功的燃气发动机。由于每个循环都需要压燃少量柴油，故这种发动机的低温启动性很关键，需要空气预热装置。空气预热装置布置在进气总管处，对即将进入气缸内的空气进行加热，当柴油喷入到气缸内与加热后的空气混合后比较容易被压缩燃烧，从而使发动机启动成功。
但如果直接将柴油机中预热装置的布置方式用在预混式、柴油引燃式天然气发动机上，则会带来安全隐患，因为柴油机进气管中是纯空气，而预混式柴油引燃式天然气发动机的进气管中是可燃混合气体。如附图1所示，预热装置10布置在混合装置11后面，当预热装置10工作中或无故接通时，可燃混合气都会经过预热装置10中灼热的电阻丝，极易在进气管内引起爆炸。再如附图2所示，预热装置10布置在混合装置11前面，首先这种布置方式已经使预热效果下降了，因为预热装置10远离了气缸，此外，它同样存在预热装置10距可燃混合气过近，特别在低速高负荷时，预热装置10的无故接通也极有可能会导致爆炸。
中国专利，授权公告号为CN204226059U，授权公告日为2015年3月25日的实用新型专利公开了一种使用文氏管结构具备进气预热功能的EGR混合器，包括混合器和进气预热器，其混合器包括新鲜空气进口管和混合气出口管，新鲜空气进口管连接文氏管结构的混合器芯，混合器芯与混合气出口管之间为弯管进气道，新鲜空气进口管与混合气出口管垂直，在弯管进气道侧壁上设有废气进气口，在新鲜空气进口管内布置进气预热器。虽然该设计通过进气预热器、EGR混合器集成在一起的设计，减少了零件和发动机重量，简化了整机结构，但其仍旧存在预热装置、可燃混合气距离过近，安全性较弱的缺陷。
发明内容
本实用新型的目的是克服现有技术中存在的预热装置距离混合气过近、安全性较弱的缺陷与问题，提供一种预热装置距离混合气较远、安全性较强的燃气机空气预热装置。
为实现以上目的，本实用新型的技术解决方案是：一种燃气机空气预热装置，包括混合器、预热器与空气源，所述混合器的混合气出口与发动机中的进气歧管相通，混合器的空气进口与空气源相通，且在空气源上设置有预热器；
所述混合器的混合气出口与进混合气管的进气端相通，进混合气管的出气端与进气歧管相通，进混合气管的侧壁通过进热空气管与预热器的出气口相通，预热器的进气口与空气源相通，且空气源与混合器的空气进口相通。
所述进热空气管经常闭式节气门后与预热器的出气口相通，所述空气源经常开式节气门后与混合器的空气进口相通。
所述常闭式节气门、常开式节气门均为蝶式阀。
所述混合器的空气进口与主空气管的一端相通，主空气管的另一端与空气源相通，主空气管的侧壁通过支空气管与预热器的进气口相通。
所述主空气管、支空气管为一体的三通结构，所述进混合气管、进热空气管为一体的三通结构。
所述进混合气管、进热空气管之间形成的混合气夹角为锐角，所述主空气管、支空气管之间形成的空气夹角为锐角。
所述混合气夹角的角度为30度，所述空气夹角的角度为30度。
所述进混合气管、进热空气管的交接处近进气歧管设置，所述主空气管、支空气管的交接处近空气源设置。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：
1、本实用新型一种燃气机空气预热装置中，混合器通过进混合气管与进气歧管相通，预热器通过进热空气管与进混合气管的侧壁相通，可见，混合器、预热器处于不同的管路中，相互分隔，预热器距离混合器中输出的混合气距离较远，不会发生混合气流入预热器产生爆炸的情况，安全性较高。因此，本实用新型预热装置距离混合气较远，安全性较强。
2、本实用新型一种燃气机空气预热装置中，混合器、预热器处于不同的管路中，相互分隔，使用中，当低温启动时，关闭混合器所在气路，只开通预热器所在气路以对经预热器流入进气歧管的空气进行加热，从而解决低温启动的问题，待发动机运行至温度上升到预定值后，再关闭预热器所在气路，然后开通混合器所在气路以向进气歧管中输入混合气，维持发动机的持续运行。因此，本实用新型能解决发动机低温启动的问题。
3、本实用新型一种燃气机空气预热装置中，主空气管、支空气管既可以为相互独立的单独结构，也可为一体的三通结构，同理，进混合气管、进热空气管也既可以为相互独立的单独结构，也可为一体的三通结构，可调性较强，易于安装，从而降低本设计的安装难度，使其适应尽可能多的安装环境，扩大其应用范围。因此本实用新型易于安装，适应范围较广。
4、本实用新型一种燃气机空气预热装置中，进混合气管、进热空气管之间形成的混合气夹角为锐角，主空气管、支空气管之间形成的空气夹角为锐角，其中，混合气夹角为锐角不仅便于加热后的空气流入进气歧管，提高进气效率，提升低温启动的效率，而且能在气路流向上减少混合气向预热器流入的可能性，避免混合气在预热器附近的滞留，进一步提高本设计应用的安全性；空气夹角为锐角的设计不仅利于空气在主空气管、支空气管中的分配，提高空气的利用率，而且能够缩小空气管道的占用空间，降低其安装难度。因此，本实用新型不仅进气效率较高、安全性较强，而且空气利用率较高、安装难度较低。
附图说明
图1是第一种现有技术的结构示意图。
图2是第二种现有技术的结构示意图。
图3是本实用新型的结构示意图。
图4是图3中混合器、预热器的放大示意图。
图5是本实用新型中实施例1的结构示意图。
图中：进气歧管1、混合器2、常开式节气门21、空气进口22、混合气出口23、预热器3、常闭式节气门31、空气源4、进混合气管5、进热空气管6、主空气管7、支空气管8、预热装置10、混合装置11、混合气夹角X、空气夹角Y。
具体实施方式
以下结合附图说明和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。
参见图3至图5，一种燃气机空气预热装置，包括混合器2、预热器3与空气源4，所述混合器2的混合气出口23与发动机中的进气歧管1相通，混合器2的空气进口22与空气源4相通，且在空气源4上设置有预热器3；
所述混合器2的混合气出口23与进混合气管5的进气端相通，进混合气管5的出气端与进气歧管1相通，进混合气管5的侧壁通过进热空气管6与预热器3的出气口相通，预热器3的进气口与空气源4相通，且空气源4与混合器2的空气进口22相通。
所述进热空气管6经常闭式节气门31后与预热器3的出气口相通，所述空气源4经常开式节气门21后与混合器2的空气进口22相通。
所述常闭式节气门31、常开式节气门21均为蝶式阀。
所述混合器2的空气进口22与主空气管7的一端相通，主空气管7的另一端与空气源4相通，主空气管7的侧壁通过支空气管8与预热器3的进气口相通。
所述主空气管7、支空气管8为一体的三通结构，所述进混合气管5、进热空气管6为一体的三通结构。
所述进混合气管5、进热空气管6之间形成的混合气夹角X为锐角，所述主空气管7、支空气管8之间形成的空气夹角Y为锐角。
所述混合气夹角X的角度为30度，所述空气夹角Y的角度为30度。
所述进混合气管5、进热空气管6的交接处近进气歧管1设置，所述主空气管7、支空气管8的交接处近空气源4设置。
本实用新型的原理说明如下：
本设计采用旁通的方式，将预热器、混合器（混合器的作用是让空气与燃气均匀混合形成可燃混合气）分别布置在不同的管路中，相互独立，以从根本上杜绝混合气流入预热器附近的可能，避免爆炸的产生，提高安全性。
发动机低温启动时，常开式节气门通电关闭，混合器所在的管路没有气体通过，同时，常闭式节气门通电打开，预热器所在的管路导通，并对预热器通电以加热空气，加热后的空气依次经预热器、常闭式节气门、进热空气管后进入进气歧管。
发动机启动成功后，即进入正常运行，先关闭常闭式节气门，并对预热器断电，此时，预热器所在的管路中没有气体流过，再将常开式节气门断电打开，混合器所在的管路导通，经混合器混合后的可燃混合气由进混合气管进入进气歧管。
本设计中的管路之间、管路与零件之间的连接方式都可以选择胶管与卡箍或法兰与密封垫片的方式实现。
常开式节气门、常闭式节气门均为蝶式阀，常开式节气门处于常开位置，即不通电时为通路，常闭式节气门处于常闭位置，即不通电时为关断状态。
实施例1：
参见图3至图5，一种燃气机空气预热装置，包括混合器2、常开式节气门21、预热器3、常闭式节气门31与空气源4，所述混合器2的混合气出口23与进混合气管5的进气端相通，进混合气管5的出气端与进气歧管1相通，进混合气管5的侧壁通过进热空气管6与预热器3的出气口相通，预热器3的进气口与空气源4相通，且空气源4与混合器2的空气进口22相通。所述进热空气管6经常闭式节气门31后与预热器3的出气口相通，所述空气源4经常开式节气门21后与混合器2的空气进口22相通。
实施例2：
基本内容同实施例1，不同之处在于：
所述混合器2的空气进口22与主空气管7的一端相通，主空气管7的另一端与空气源4相通，主空气管7的侧壁通过支空气管8与预热器3的进气口相通。所述进混合气管5、进热空气管6之间形成的混合气夹角X为锐角，所述主空气管7、支空气管8之间形成的空气夹角Y为锐角。
实施例3：
基本内容同实施例2，不同之处在于：
所述主空气管7、支空气管8为一体的三通结构，所述进混合气管5、进热空气管6为一体的三通结构。
实施例4：
基本内容同实施例2，不同之处在于：
所述进混合气管5、进热空气管6的交接处近进气歧管1设置，所述主空气管7、支空气管8的交接处近空气源4设置。该设计不仅利于提高加热后空气流入进气歧管1的效率，而且利于空气由空气源流入空气管7、支空气管8的效率。
Claims (8)
1.一种燃气机空气预热装置，包括混合器（2）、预热器（3）与空气源（4），所述混合器（2）的混合气出口（23）与发动机中的进气歧管（1）相通，混合器（2）的空气进口（22）与空气源（4）相通，且在空气源（4）上设置有预热器（3），其特征在于：
所述混合器（2）的混合气出口（23）与进混合气管（5）的进气端相通，进混合气管（5）的出气端与进气歧管（1）相通，进混合气管（5）的侧壁通过进热空气管（6）与预热器（3）的出气口相通，预热器（3）的进气口与空气源（4）相通，且空气源（4）与混合器（2）的空气进口（22）相通。
2.根据权利要求1所述的一种燃气机空气预热装置，其特征在于：所述进热空气管（6）经常闭式节气门（31）后与预热器（3）的出气口相通，所述空气源（4）经常开式节气门（21）后与混合器（2）的空气进口（22）相通。
3.根据权利要求2所述的一种燃气机空气预热装置，其特征在于：所述常闭式节气门（31）、常开式节气门（21）均为蝶式阀。
4.根据权利要求1、2或3所述的一种燃气机空气预热装置，其特征在于：所述混合器（2）的空气进口（22）与主空气管（7）的一端相通，主空气管（7）的另一端与空气源（4）相通，主空气管（7）的侧壁通过支空气管（8）与预热器（3）的进气口相通。
5.根据权利要求4所述的一种燃气机空气预热装置，其特征在于：所述主空气管（7）、支空气管（8）为一体的三通结构，所述进混合气管（5）、进热空气管（6）为一体的三通结构。
6.根据权利要求4所述的一种燃气机空气预热装置，其特征在于：所述进混合气管（5）、进热空气管（6）之间形成的混合气夹角（X）为锐角，所述主空气管（7）、支空气管（8）之间形成的空气夹角（Y）为锐角。
7.根据权利要求6所述的一种燃气机空气预热装置，其特征在于：所述混合气夹角（X）的角度为30度，所述空气夹角（Y）的角度为30度。
8.根据权利要求4所述的一种燃气机空气预热装置，其特征在于：所述进混合气管（5）、进热空气管（6）的交接处近进气歧管（1）设置，所述主空气管（7）、支空气管（8）的交接处近空气源（4）设置。
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|---|---|---|---|---|
| CN111927657A (zh) * | 2020-08-11 | 2020-11-13 | 一汽解放汽车有限公司 | 发动机进气系统、结构设计方法及低温废气循环控制方法 |
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