CN205805760U - 一种大功率燃气发动机用燃气控制系统 - Google Patents

一种大功率燃气发动机用燃气控制系统 Download PDF

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Abstract

本实用新型一种大功率燃气发动机用燃气控制系统，其能解决现有大功率燃气发动机的燃气控制系统采用压前混合方式存在的发动机充气系数低、对增压要求高以及瞬态响应性差的问题。电磁阀、减压阀、燃气流量控制阀依次通过燃气管道顺序连接，增压器与中冷器通过空气管道顺序连接，所述燃气流量控制阀与电控单元之间通过通讯接口信号连接，其特征在于：其还包括平衡管，混合器的空气输入端、燃气输入端分别与中冷器的空气输出端、燃气流量控制阀的燃气输出端连接，混合器的混合气体输出端通过节气门与发动机连接，平衡管的两端分别与减压阀、混合器连接。

Description

一种大功率燃气发动机用燃气控制系统
技术领域
本实用新型涉及燃气机燃气与电控控制领域，具体为一种大功率燃气发动机用燃气控制系统。
背景技术
目前，国内大功率发电用燃气发动机供气结构多是将混合器布置在增压器压气机进气口前端，即采用俗称的“压前混合”方式，其工作原理为在标定软件中设定的燃气阀开度，通过电控单元通讯接口把燃气阀开度命令传送至燃气流量控制阀，燃气流量控制阀根据燃气阀开度命令控制其阀门的开度大小，从而保证了燃气与空气按需要的比例混合，混合后的混合气通过增压器压气机作用后，经过中冷器、节气门传送至发动机进气管，再经各进气歧管分配至各对应的气缸内。
随着燃气机强化程度、热效率和现场要求的不断提高，该供气方式存在如下不足之处：
1. 发动机充气系数低，压前混合导致实际进入气缸的空气量减少，降低了发动机充气效率，因为天然气还需要占据相当部分混合气容积，从而使空气量进一步下降；
2. 对所配置得增压器要求高，即需要配置大流量、高压比和高效增压器；
3.由于混合气经过压气机压缩后，混合气经历管线长，即需经过中冷器进气管、中冷器和中冷器出气管三段管路再到达节气门和进气管，因而其瞬态响应性较差。
实用新型内容
针对上述问题，本实用新型一种大功率燃气发动机用燃气控制系统，其能解决现有大功率燃气发动机的燃气控制系统采用压前混合方式存在的发动机充气系数低、对增压要求高以及瞬态响应性差的问题。
其技术方案为，一种大功率燃气发动机用燃气控制系统，电磁阀、减压阀、燃气流量控制阀依次通过燃气管道顺序连接，增压器与中冷器通过空气管道顺序连接，所述燃气流量控制阀与电控单元之间通过通讯接口信号连接，其特征在于：其还包括平衡管，混合器的空气输入端、燃气输入端分别与所述中冷器的空气输出端、燃气流量控制阀的燃气输出端连接，所述混合器的混合气体输出端通过节气门与发动机连接，所述平衡管的两端分别与所述减压阀、混合器连接。
进一步的，所述电控单元还与宽域氧传感器电控连接，所述宽域氧传感器安装于发动机排气系统上，所述宽域氧传感器用于实时监测废气中的氧气含量。
本实用新型的有益效果在于：其通过将混合器设置于增压器、中冷器的后端，并且减压阀通过与其连接的平衡管来获得由中冷器出来进入混合器的增压空气的压力从而根据发动机负荷大小来调整减压阀的燃气输出压力，同时燃气流量控制器根据从电控单元接收到的燃气流量命令来调节阀的开度从而能实现发动机的稀薄燃烧；故其能大大提高发动机强度程度、热效率、充气系数和瞬态响应性，并且能够采用燃气阀的开环控制技术对燃气流量进行精确控制，从而实现稀薄燃烧，确保发动机运行点远离爆震和失火区域，而且降低了发动机的排温及排入中的NOx的含量，使发动机达到较高的排放性能。
附图说明
图1为本实用新型一种大功率燃气发动机用燃气控制系统的构成示意图。
附图标记：1-电磁阀，2-减压阀，3-燃气流量控制阀，4-增压器，5-中冷器，6-混合器，7-平衡管，8-节气门，9-发动机，10-电控单元，11-宽域氧传感器。
具体实施方式
见图1，本实用新型一种大功率燃气发动机用燃气控制系统，其包括
电磁阀1，用于在发动机处于正常状态时开启或关闭燃气管路，而在发动机处于非正常状态下用于切断燃气管路，起到对发动机进行保护的作用；
减压阀2，用于根据发动机负荷的大小相应地提供系统所需的燃气压力；
燃气流量控制阀3，用于接收电控单元10发送的燃气流量命令并根据燃气流量命令通过直流电机驱动节流阀达到所需的开度；
电控单元10用于将用户标定好的燃气流量命令通过通讯端口传送给燃气流量控制阀3；
电磁阀1、减压阀2、燃气流量控制阀3依次通过燃气管道顺序连接，增压器4与中冷器5通过空气管道顺序连接，燃气流量控制阀3与电控单元10之间通过通讯接口信号连接；其还包括平衡管7，混合器6的空气输入端、燃气输入端分别与中冷器5的空气输出端、燃气流量控制阀3的燃气输出端连接，混合器6的混合气体输出端通过节气门8与发动机9连接，平衡管7的两端分别与减压阀2、混合器6连接；电控单元10还与宽域氧传感器11电控连接，宽域氧传感器11安装于发动机排气系统上，宽域氧传感器11用于实时监测废气中的氧气含量并将检测到的氧气含量传递给电控单元10，电控单元10根据该氧气含量计算实时的空燃比以便于实时控制燃气流量控制阀3来调整燃气流量。
空气经过增压器4压气机增压后，由中冷器5冷却后进入混合器6；同时，燃气机启动后电磁阀1迅速打开，燃气通过燃气管道进入减压阀2进行减压，减压后的燃气压力由发动机负荷大小决定，即减压阀2通过其与混合器6贯通的平衡管7来获得由中冷器5出来进入混合器的增压空气的压力，进而调整减压阀2的燃气输出压力；电控单元10通过通讯接口将燃气阀开度命令传送给燃气流量控制阀3，燃气流量控制阀3根据燃气阀开度命令控制其阀门开度的大小，从而将相应流量和压力的燃气输送至混合器6内；增压空气在混合器6中与由燃气流量控制阀3输入的相应流量和压力的燃气按比例均匀混合，混合后的混合气体通过节气门8输送至发动机9的进气管，再经各进气歧管分配到各对应的气缸内。
配置本实用新型系统的燃气机功率能够大达到710kw@1500rpm，缸后排温均低于600℃。

Claims (2)

1.一种大功率燃气发动机用燃气控制系统，电磁阀、减压阀、燃气流量控制阀依次通过燃气管道顺序连接，增压器与中冷器通过空气管道顺序连接，所述燃气流量控制阀与电控单元之间通过通讯接口信号连接，其特征在于：其还包括平衡管，混合器的空气输入端、燃气输入端分别与所述中冷器的空气输出端、燃气流量控制阀的燃气输出端连接，所述混合器的混合气体输出端通过节气门与发动机连接，所述平衡管的两端分别与所述减压阀、混合器连接。
2.根据权利要求1所述的一种大功率燃气发动机用燃气控制系统，其特征在于：所述电控单元还与宽域氧传感器电控连接，所述宽域氧传感器安装于发动机排气系统上，所述宽域氧传感器用于实时监测废气中的氧气含量。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109958528A (zh) * 2019-04-08 2019-07-02 西安航天基地思普动力科技有限公司 一种燃气发动机双增压缸内混合调控装置及其调控方法
CN111156096A (zh) * 2020-04-07 2020-05-15 潍柴动力股份有限公司 一种发动机控制方法、ecu及发动机
CN113374585A (zh) * 2021-04-22 2021-09-10 中国重汽集团济南动力有限公司 一种天然气发动机燃气控制系统、方法及车辆

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