CN207830006U - 天然气发动机用进气歧管水蒸气喷射系统及天然气发动机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种天然气发动机用进气歧管水蒸气喷射系统，包括水蒸气喷射控制器、以及通过导管依次连接的水箱、过滤器、水泵、热交换器和水蒸气喷嘴，所述热交换器同时连接天然气发动机的排气歧管进行换热，所述的水蒸气喷嘴连接天然气发动机的进气歧管，所述导管上设置有水蒸气温度/压力传感器，所述的水蒸气喷射控制器通过电路分别连接水泵、水蒸气温度/压力传感器、天然气发动机内的参数传感器组。本实用新型还公开了一种天然气发动机。本实用新型利用水蒸气的高比热特性降低天然气发动机缸内的燃烧温度，实现天然气发动机NOx排放量、热负荷以及爆震趋势的降低。

Description

天然气发动机用进气歧管水蒸气喷射系统及天然气发动机

技术领域

本实用新型涉及一种天然气发动机用进气歧管水蒸气喷射系统及天然气发动机，属于发动机节能减排技术领域。

背景技术

目前天然气在发动机上的使用主要采用气态喷射技术，即通过高压喷嘴将气态天然气喷射到进气歧管中，并在与空气混合均匀后进入发动机缸内。由于天然气与空气采用气-气混合形式，相比液体燃料发动机气-液混合形式，天然气发动机缺乏蒸发吸热的过程，同时天然气本身具有燃烧速度慢的特性，导致天然气发动机存在缸内燃烧温度高、NOx排放高、热负荷高以及爆震等突出问题，是当前制约天然气发动机发展的主要瓶颈问题之一。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对上述现象，本实用新型提供了一种天然气发动机用进气歧管水蒸气喷射系统及天然气发动机，该进气歧管水蒸气喷射系统可以降低天然气发动机缸内燃烧温度，从而有效降低天然气发动机的NOx排放量、热负荷以及爆震趋势。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是:

一种天然气发动机用进气歧管水蒸气喷射系统，包括水蒸气喷射控制器、以及通过导管依次连接的水箱、过滤器、水泵、热交换器和水蒸气喷嘴，所述热交换器同时连接天然气发动机的排气歧管进行换热，所述的水蒸气喷嘴连接天然气发动机的进气歧管，所述导管上设置有水蒸气温度/压力传感器，所述的水蒸气喷射控制器通过电路分别连接水泵、水蒸气温度/压力传感器、天然气发动机内的参数传感器组。

进一步地，所述的参数传感器组包括发动机转速传感器、进气歧管压力传感器和排气温度传感器。

进一步地，所述的水蒸气喷嘴设置有电控开关，所述的水蒸气喷射控制器通过电路连接所述的电控开关。

进一步地，所述的热交换器采用螺旋缠绕管式换热器，具有换热率高、体积小，稳定耐用等特点。

一种天然气发动机，包括如所述的天然气发动机用进气歧管水蒸气喷射系统。

相比现有技术，本实用新型优点在于：

1、通过向天然气发动机缸内喷射一定量的水蒸气，降低了发动机缸内的最高燃烧温度，从而可以有效降低天然气发动机NOx排放量、热负荷以及爆震趋势。

2、采用水蒸气喷射的方式，避免了由于液态水导致发动机缸内腐蚀的问题。

3、采用水蒸气喷射控制器实现了水蒸气的定量喷射，从而避免了由于水蒸气喷射过量而导致天然气发动机其它性能下降抑或由于水蒸气喷射量过小而达不到预期效果的问题。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

图1是本实用新型一种天然气发动机用进气歧管水蒸气喷射系统示意图。

图中：1-水箱；2-过滤器；3-水泵；4-热交换器；5-导管；6-水蒸气温度/压力传感器；7-水蒸气喷嘴；8-水蒸气喷射控制器；9-进气歧管；10-排气歧管；11-天然气发动机。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型的实用新型目的作进一步详细地描述，实施例不能在此一一赘述，但本实用新型的实施方式并不因此限定于以下实施例。

如图1所示，一种天然气发动机用进气歧管水蒸气喷射系统，包括水蒸气喷射控制器、以及通过导管5依次连接的水箱1、过滤器2、水泵3、热交换器4和设置有电控开关的水蒸气喷嘴7，所述热交换器4同时连接天然气发动机11的排气歧管10进行换热，所述的水蒸气喷嘴7连接天然气发动机11的进气歧管9，所述导管5上设置有水蒸气温度/压力传感器6，所述的水蒸气喷射控制器通过电路分别连接所述水泵3、所述水蒸气温度/压力传感器6、所述水蒸气喷嘴7的电控开关、所述天然气发动机11内的参数传感器组，所述的参数传感器组包括发动机转速传感器、进气歧管压力传感器和排气温度传感器。

本实施例在运行时，由所述水泵3将液态水泵至所述热交换器4，所述热交换器4通过吸收天然气发动机排气中的热量将液态水加热成水蒸气输送至水蒸气喷嘴7，所述水蒸气喷射控制器8通过采集当前天然气发动机转速、进气歧管压力信号、排气温度信号以及所述导管5中水蒸气压力、温度信号，控制所述水泵3的启停以及所述水蒸气喷嘴7的开闭，所述水蒸气喷嘴7在所述水蒸气喷射控制器8的控制下将一定量的水蒸气喷射至天然气发动机11的进气歧管9内，从而利用水蒸气的高比热特性降低天然气发动机缸内的燃烧温度，实现天然气发动机NOx排放量、热负荷以及爆震趋势的降低。

一种天然气发动机，包括如所述的天然气发动机用进气歧管水蒸气喷射系统。

本实用新型的上述实施例仅仅是为清楚地说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种天然气发动机用进气歧管水蒸气喷射系统，其特征在于：包括水蒸气喷射控制器,以及通过导管(5)依次连接的水箱(1)、过滤器(2)、水泵(3)、热交换器(4)和水蒸气喷嘴(7)，所述热交换器(4)同时连接天然气发动机(11)的排气歧管(10)进行换热，所述的水蒸气喷嘴(7)连接天然气发动机(11)的进气歧管(9)，所述导管(5)上设置有水蒸气温度/压力传感器(6)，所述的水蒸气喷射控制器通过电路分别连接水泵(3)、水蒸气温度/压力传感器(6)、天然气发动机(11)内的参数传感器组。

2.根据权利要求1所述的天然气发动机用进气歧管水蒸气喷射系统，其特征在于：所述的参数传感器组包括发动机转速传感器、进气歧管压力传感器和排气温度传感器。

3.根据权利要求1或2所述的天然气发动机用进气歧管水蒸气喷射系统，其特征在于：所述的水蒸气喷嘴(7)设置有电控开关，所述的水蒸气喷射控制器通过电路连接所述的电控开关。

4.根据权利要求1所述的天然气发动机用进气歧管水蒸气喷射系统，其特征在于：所述的热交换器(4)采用螺旋缠绕管式换热器。

5.一种天然气发动机，其特征在于，包括如权利要求1至4中任一项所述的天然气发动机用进气歧管水蒸气喷射系统。