CN217401012U - 一种自然吸气往复活塞式燃气发动机 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及发动机技术领域，特别涉及一种自然吸气往复活塞式燃气发动机，燃气发动机本体的节气门连通文丘里混合器，文丘里混合器的空气路通过空气滤连通外部大气环境，燃气路连通二级调压阀，二级调压阀连通一级调压阀，一级调压阀中进入燃气。本实用新型的有益效果是：通过两级调压，使得燃气的压力变动大幅度减小，能够使得发动机的空燃比在很小的范围内变动，满足了发动机空燃比的需求，使得发动机工作稳定，排放较低；应用文丘里混合器，进气阻力很小，能够提高自吸发动机功率；高压缩比活塞和多组汇合式排气歧管组合使用，能够发挥多组汇合式排气歧管的优点，通过高压缩比展现为发动机的优势：功率更高、热效率更高、排温更低。

Description

一种自然吸气往复活塞式燃气发动机

技术领域

本实用新型涉及发动机技术领域，特别涉及一种自然吸气往复活塞式燃气发动机。

背景技术

随着国家节能减排计划的逐步实施，发动机当前面临的主要难题是如何提高功率、降低燃料消耗 ,提高可靠性，降低排放，以满足越来越严苛的法规要求。

要降低燃料消耗，提高发动机可靠性，需要对发动机各个系统进行创新设计，减少进气阻力，抑制燃气压力变动对空燃比的影响，提高充气效率，减少排气干扰，减少缸内残余废气系数，提高抗爆震性，降低排气温度，降低排气背压。

现有自然吸气往复活塞式燃气发动机普遍采用比例式混合器，需要克服混合器的弹簧力和应用部分真空压力来开启混合器的比例阀，使得进气阻力大，功率降低；单级调压阀和文丘里混合器的方案，燃气压力变动对空燃比影响很大，使得发动机工作不稳定；对于自然吸气机型的空气燃气混合和进气系统，需要既有很好的适应燃气压力变动的能力，又能够使得进气阻力很小。

为此，申请人设计了一种自然吸气往复活塞式燃气发动机，以解决上述问题。

发明内容

本实用新型为了弥补现有技术中存在的进气阻力大，空燃比变动大，功率较低，热效率较低的不足，提供了一种自然吸气往复活塞式燃气发动机。

一种自然吸气往复活塞式燃气发动机，包括燃气发动机本体，其特征在于：

所述燃气发动机本体的节气门连通文丘里混合器，所述文丘里混合器的空气路通过空气滤连通外部大气环境，所述文丘里混合器的燃气路连通二级调压阀，所述二级调压阀连通一级调压阀，所述一级调压阀中进入燃气。

进一步地，为了更好的实现本实用新型，所述燃气发动机本体为V型12缸自然吸气往复活塞式燃气发动机或直列6缸自然吸气往复活塞式燃气发动机。

进一步地，为了更好的实现本实用新型，所述燃气发动机本体的节气门连接进气管，进气管连通若干气缸，气缸内安装的是高压缩比活塞，所有的气缸连通多组汇合式排气歧管。

进一步地，为了更好的实现本实用新型，所述气缸的高压缩比活塞的压缩比在10~18之间。

进一步地，为了更好的实现本实用新型，所述燃气在经过二级调压阀后的燃气压力在±1kPa表压范围内。

本实用新型的有益效果是：

本申请提供的自然吸气往复活塞式燃气发动机，对于V型12缸发动机和直列6缸发动机，通过两级调压，使得燃气的压力变动大幅度减小，能够使得发动机的空燃比在很小的范围内变动，满足了发动机空燃比的需求，使得发动机工作稳定，排放较低；应用文丘里混合器，进气阻力很小，能够提高自吸发动机功率；高压缩比活塞和多组汇合式排气歧管组合使用，能够发挥多组汇合式排气歧管的优点，通过高压缩比展现为发动机的优势：功率更高、热效率更高、排温更低。

附图说明

图1为本实用新型的第一种实施例V型12缸自然吸气往复活塞式燃气发动机示意图；

图2为本实用新型的第二种实施例直列6缸自然吸气往复活塞式燃气发动机示意图。

图中，

1、燃气，2、一级调压阀，3、二级调压阀，4、大气环境，5、空气滤，6、文丘里混合器，7、节气门，8、进气管，9、气缸，10、多组汇合式排气歧管。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接。可以是机械连接，也可以是电性连接。可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

图1为本实施例的第一种具体实施例，该实施例为一种自然吸气往复活塞式燃气发动机，应用于V型12缸机，燃气经过一级调压和二级调压后接近环境压力，并与文丘里混合器的燃气路连接，空气经过空滤后，与文丘里混合器的空气路连接，空气燃气混合后连接节气门，然后连接发动机进气管；同时采用高压缩比气缸和多组汇合式排气歧管；再结和发动机其他系统构成一台完整的自然吸气往复活塞式燃气发动机。

图2为本实施例的第二种具体实施例，该实施例中的燃气发动机为直列6缸机。

两个实施例通过采用两级调压阀来减少燃气变动对发动机空燃比的影响，单级的调压阀无法满足调压精度的需求，所以需要两级调压，尽可能减小出口燃气压力的变动，起到稳压降压作用。然后接近环境压力的燃气再经过文丘里混合器，通过增加文丘里混合器燃气路的高压差进一步减少燃气变动对发动机空燃比的影响，达到稳定发动机空燃比，减少发动机工况波动，减少发动机排放的目的。

两个实施例通过采用气缸中安装高压缩比气缸，将多组汇合式排气歧管获得的缸内残余废气系数低，爆震倾向小，排温低的效果展现出来，实现了更高的热转化效率，更大的功率，更低的排温。

如图所示，实施例中的燃气空气混合系统包括燃气1，一级调压阀2，二级调压阀3，大气环境4，空气滤5，文丘里混合器6，节气门7，进气管8；做功和排气系统包括气缸9，多组汇合式排气歧管10。

燃气发动机实际工作过程中，燃气压力会经常变动，尤其是低压可燃气体，例如沼气、填埋气、合成气等等，造成发动机空燃比的变化，发动机运行过程中能够稳定运行的空燃比范围非常小，对燃气压力的变动很敏感，这样就需要一级调压阀2和二级调压阀3串联使用，使得燃气压力的变动，通过两级衰减后来到文丘里混合器6的燃气进口端，使得燃气压力变动很小。空气和燃气的混合采用文丘里混合器6，这样在满足燃气流量需求的条件下，能够加大混合器燃气路的压差，这样燃气压力变动体现在燃气混合处的影响进一步的衰减，使得发动机空燃比非常稳定。并且这种文丘里混合器6，相对于大气环境4，混合气出口的压降非常小，对于自吸发动机很有利，能够提高功率输出。这样这种组合方案就兼顾了低压降和高的空燃比稳定性。满足了发动机的性能需求。

燃气发动机采用多组汇合式排气歧管10后，缸内残余废气系数降低，爆震倾向降低，排温降低，这是就可以以爆震约束为边界条件，采用更高压缩比的活塞安装到气缸9中，获得相同爆震倾向条件下的，更高的热转化效率，更高的充气效率，更大的功率，通过互不干扰的排气歧管和高压缩比的组合技术实现高效率高功率。

此外，在本申请实施例中，V型夹角为其他角度的也适用，本申请实施例对此不作限定。

本申请实施例通过两级调压和文丘里混合器，实现了燃气压力变动的抑制和空燃比的稳定，以及进气阻力的降低；通过多组汇合式排气歧管和高压缩比活塞，实现了相同爆震倾向条件下，更高的热效率更高的功率。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，本领域普通技术人员对本实用新型的技术方案所做的其他修改或者等同替换，只要不脱离本实用新型技术方案的精神和范围，均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。

Claims (5)

1.一种自然吸气往复活塞式燃气发动机，包括燃气发动机本体，其特征在于：

所述燃气发动机本体的节气门（7）连通文丘里混合器（6），所述文丘里混合器（6）的空气路通过空气滤（5）连通外部大气环境（4），所述文丘里混合器（6）的燃气路连通二级调压阀（3），所述二级调压阀（3）连通一级调压阀（2），所述一级调压阀（2）中进入燃气（1）。

2.根据权利要求1所述的自然吸气往复活塞式燃气发动机，其特征在于:

所述燃气发动机本体的节气门（7）连接进气管（8），进气管（6）连通若干气缸（9），气缸（9）内安装的是高压缩比活塞，所有的气缸（9）连通多组汇合式排气歧管（10）。

3.根据权利要求1所述的自然吸气往复活塞式燃气发动机，其特征在于:

所述燃气发动机本体为V型12缸自然吸气往复活塞式燃气发动机或直列6缸自然吸气往复活塞式燃气发动机。

4.根据权利要求2所述的自然吸气往复活塞式燃气发动机，其特征在于:

所述气缸（9）的高压缩比活塞的压缩比在10~18之间。

5.根据权利要求1所述的自然吸气往复活塞式燃气发动机，其特征在于:

所述燃气（1）在经过二级调压阀（3）后的燃气压力在±1kPa表压范围内。

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