CN220204008U - 多功能燃气发动机及工程机械 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种多功能燃气发动机，涉及燃气机技术领域，包括第一进气系统、第二进气系统、空气进气系统、混合系统、控制器和若干个燃烧室，若干个燃烧室上均设置有空气气门和燃气气门，若干个燃烧室上的燃气气门均与第一进气系统的输出端和混合系统的输出端连通，第二进气系统的输出端与混合系统的输入端连通，空气进气系统的输出端与混合系统的输入端通过空气阀门连通，空气进气系统的输出端与若干个燃烧室上的空气气门连通，燃气气门为燃气缸内直喷气门；本实用新型公开了一种工程机械，包括上述多功能燃气发动机，能够兼顾不同热值燃气的燃烧，且能够提高热值效率。

Description

多功能燃气发动机及工程机械

技术领域

本实用新型涉及燃气机技术领域，特别是涉及一种多功能燃气发动机及工程机械。

背景技术

燃气是气体燃料的总称，它能燃烧而放出热量，供居民和工业企业使用；燃气的种类很多，主要有天然气、人工燃气、液化石油气和沼气、煤制气等。

我国燃气供应行业和发达国家相比起步较晚，配送的燃气主要包括煤气、液化石油气和天然气三种；我国的燃气供应从上世纪90年代起有了大幅增长。其中，人工煤气供应量经过1990年的大幅增长后，由于其污染较大、毒性较强等缺点，处于较为缓慢的增长阶段；液化石油气受到石油价格上涨的影响，供应量维持稳定；产生相同热值的天然气价格相对汽油和柴油而言，便宜30％－50％，具有明显的经济性，同时国家日益重视环境保护，市场对清洁能源需求持续增长，作为清洁、高效、便宜的能源，天然气消费获得快速发展。

全世界化石能源的枯竭威胁正在逐步加剧，气体发动机因其低排放、低噪声、经济性高被认为是一个十分热门的研究领域。

由于燃气分为高热值燃气和低热值燃气等，现有的燃气燃烧设备通常只能适用高热值燃气和低热值燃气中的一种，对不同热值的燃气兼顾性差，热值效率低。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种多功能燃气发动机及工程机械，以解决上述现有技术存在的问题，能够兼顾不同热值燃气的燃烧，且能够提高热值效率。

为实现上述目的，本实用新型提供了如下方案：

本实用新型提供一种多功能燃气发动机，包括第一进气系统、第二进气系统、空气进气系统、混合系统、控制器和若干个燃烧室，若干个所述燃烧室上均设置有空气气门和燃气气门，若干个所述燃烧室上的所述燃气气门均与所述第一进气系统的输出端和所述混合系统的输出端连通，所述第二进气系统的输出端与所述混合系统的输入端连通，所述空气进气系统的输出端与所述混合系统的输入端通过空气阀门连通，所述空气进气系统的输出端与若干个所述燃烧室上的所述空气气门连通，所述燃气气门为燃气缸内直喷气门。

优选的，还包括控制器，所述第一进气系统、所述第二进气系统、所述空气进气系统、所述混合系统、所述空气阀门、若干个所述空气气门和若干个所述燃气气门均与所述控制器电连接。

优选的，所述第一进气系统的输出端通过燃气阀门与所述混合系统的输入端连通，所述第一进气系统的输出端通过气体阀门与若干个所述燃烧室上的所述燃气气门连通。

优选的，所述第一进气系统包括依次连通的第一调压阀、第一球阀和第一电磁阀，所述第一调压阀用于与外部高燃值燃气输送管路连通，若干个燃烧室上的所述燃气气门均通过节流阀与所述第一电磁阀和所述混合系统的输出端连通。

优选的，所述第二进气系统包括依次连通的第二调压阀、第二球阀和第二电磁阀，所述第二调压阀用于与外部低燃值燃气输送管路连通，所述第二电磁阀与所述混合系统的输入端连通。

优选的，所述空气进气系统包括空气过滤器。

优选的，所述空气进气系统还包括第一涡轮增压器，所述空气过滤器的输出端与所述第一涡轮增压器的输入端连通，所述第一涡轮增压器的输出端分别与所述混合系统和若干个所述燃烧室上的所述空气气门连通。

优选的，所述混合系统包括混合器，所述混合器的输入端分别与所述空气进气系统和所述第二进气系统的输出端连通，所述混合器的输出端通过节流阀与若干个所述燃烧室上的所述燃气气门均连通。

优选的，所述混合系统还包括第二涡流增压器，所述混合器的输出端与所述第二涡流增压器的输入端连通，所述第二涡流增压器的输出端通过节流阀与若干个所述燃烧室上的所述燃气气门均连通。

本实用新型还提供了一种工程机械，包括如上所述的多功能燃气发动机。

本实用新型相对于现有技术取得了以下技术效果：

本实用新型提供了一种多功能燃气发动机及工程机械，采用若干个燃烧室上的燃气气门均与第一进气系统的输出端和混合系统的输出端连通，第二进气系统的输出端与混合系统的输入端连通，空气进气系统的输出端与混合系统的输入端通过空气阀门连通，空气进气系统的输出端与若干个燃烧室上的空气气门连通，燃气气门为燃气缸内直喷气门的设置，当通过第一进气系统输入高燃值燃气时，空气阀门关闭，空气进气系统通过若干个燃烧室内的空气气门向燃烧室内喷入空气，第一进气系统通过若干个燃烧室内的燃气气门向燃烧室内直喷高燃值燃气与空气形成缸内混合，然后进行燃烧，能够提高高燃值燃气的热值效率；当通过第二进气系统输入低燃值然气时，空气阀门开启，空气进气系统和第二进气系统分别向混合系统内喷入空气和低燃值燃气进行混合形成混合气体，混合气体通过燃气门进入燃烧室内进行燃烧，通过缸外混合能够提高低燃值燃气的热值效率，从而能够兼顾不同燃值燃气的燃烧。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为实施例一提供的多功能燃气发动机的结构示意图；

图中：1-第一进气系统，2-第二进气系统，3-空气进气系统，4-混合系统，5-燃烧室，6-空气阀门，7-燃气阀门，8-第一调压阀，9-第一球阀，10-第一电磁阀，11-节流阀，12-第二调压阀，13-第二球阀，14-第二电磁阀，15-气体阀门，17-空气过滤器，18-第一涡轮增压器，19-混合器，20-第二涡流增压器。

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一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动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。

本实用新型的目的是提供一种多功能燃气发动机及工程机械，以解决上述现有技术存在的问题，能够兼顾不同热值燃气的燃烧，且能够提高热值效率。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

实施例一

本实施例提供一种多功能燃气发动机，如图1所示，多功能燃气发动机包括第一进气系统1、第二进气系统2、空气进气系统3、混合系统4、控制器和若干个燃烧室5，若干个燃烧室5上均设置有空气气门和燃气气门，若干个燃烧室5上的燃气气门均与第一进气系统1的输出端和混合系统4的输出端连通，第二进气系统2的输出端与混合系统4的输入端连通，空气进气系统3的输出端与混合系统4的输入端通过空气阀门6连通，空气进气系统3的输出端与若干个燃烧室5上的空气气门连通，燃气气门为燃气缸内直喷气门。

具体的，燃烧室5的数量为1～30个，图1中仅表示1个，优选为4～24个，再优选为4个、6个、8个、12个、16个、20个或24个；燃气气门采用申请公布号为CN114961914A专利文件中的新型燃气机活塞气门喷射机构，也能够采用其它缸内直喷机构；

具体实施过程中，当通过第一进气系统1输入高燃值燃气时，空气阀门6关闭，空气进气系统3通过若干个燃烧室5内的空气气门向燃烧室5内喷入空气，第一进气系统1通过若干个燃烧室5内的燃气气门向燃烧室5内直喷高燃值燃气与空气形成缸内混合，然后进行燃烧，能够提高高燃值燃气的热值效率，且安全性优越、排放好；当通过第二进气系统2输入低燃值然气时，空气阀门6开启，空气进气系统3和第二进气系统2分别向混合系统4内喷入空气和低燃值燃气进行混合形成混合气体，混合气体通过燃气气门进入燃烧室5内进行燃烧，通过缸外混合使空气与低燃值燃气的比例调控简单，从而能够提高低燃值燃气的热值效率，并能够兼顾不同燃值燃气的燃烧。

进一步的，如图1所示，多功能燃气发动机还包括控制器，第一进气系统1、第二进气系统2、空气进气系统3、混合系统4、空气阀门6、若干个空气气门和若干个燃气气门均与控制器电连接。

进一步的，如图1所示，第一进气系统1的输出端连通通过燃气阀门7与混合系统4的输入端连通，第一进气系统1的输出端连通通过气体阀门15与若干个燃烧室5上的燃气气门连通，燃气阀门7与控制器电连接。

具体实施过程中，当第一进气系统1输入不纯的高燃值燃气时，即高燃值燃气中含有部分低燃值燃气，气体阀门15关闭，燃气阀门7和空气阀门6打开，第一进气系统1和空气进气系统3分别向混合系统4内喷入高燃值气体和少量的空气进行混合形成不纯的混合气体，空气进气系统3通过若干个燃烧室5内的空气气门向燃烧室5内喷入空气，同时不纯的混合气体通过混合气门喷入燃烧室5内与空气进行混合燃烧，将燃气缸外混合与缸内混合相结合，从而能够同时对高燃值燃气和高燃值气体内混合的低燃值燃气进行燃烧，提高热值效率，进一步提高对不同燃值气体的兼顾性。

进一步的，如图1所示，第一进气系统1包括依次连通的第一调压阀8、第一球阀9和第一电磁阀10，第一调压阀8用于与外部高燃值燃气输送管路连通，若干个燃烧室5上的燃气气门均通过节流阀11与第一电磁阀10和混合系统4的输出端连通，第一调压阀8、第一球阀9、第一电磁阀10和节流阀11均与控制器电连接；第二进气系统2包括依次连通的第二调压阀12、第二球阀13和第二电磁阀14，第二调压阀12用于与外部低燃值燃气输送管路连通，第二电磁阀14与混合系统4的输入端连通，第二调压阀12、第二球阀13和第二电磁阀14均与控制器电连接。

进一步的，如图1所示，空气进气系统3包括空气过滤器17。

进一步的，如图1所示，空气进气系统3还包括第一涡轮增压器18，空气过滤器17的输出端与第一涡轮增压器18的输入端连通，第一涡轮增压器18的输出端分别与混合系统4和若干个燃烧室5上的空气气门连通，第一涡轮增压器18与控制器电连接。

进一步的，如图1所示，混合系统4包括混合器19，混合器19的输入端分别与空气进气系统3和第二进气系统2的输出端连通，混合器19的输出端通过节流阀11与若干个燃烧室5上的燃气气门均连通，混合器19和节流阀11均与控制器电连接。

进一步的，如图1所示，混合系统4还包括第二涡流增压器，混合器19的输出端与第二涡流增压器20的输入端连通，第二涡流增压器20的输出端通过节流阀11与若干个燃烧室5上的燃气气门均连通，第二涡流增压器20与控制器电连接。

综上，上述实施例中的多功能燃气发动机，采用若干个燃烧室5上的燃气气门均与第一进气系统1的输出端和混合系统4的输出端连通，第二进气系统2的输出端与混合系统4的输入端连通，空气进气系统3的输出端与混合系统4的输入端通过空气阀门6连通，空气进气系统3的输出端与若干个燃烧室5上的空气气门连通，燃气气门为燃气缸内直喷气门的设置，当通过第一进气系统1输入高燃值燃气时，空气阀门关闭，空气进气系统3通过若干个燃烧室5内的空气气门向燃烧室5内喷入空气，第一进气系统1通过若干个燃烧室5内的燃气气门向燃烧室5内直喷高燃值燃气与空气形成缸内混合，然后进行燃烧，能够提高高燃值燃气的热值效率；当通过第二进气系统2输入低燃值然气时，空气阀门开启，空气进气系统3和第二进气系统2分别向混合系统4内喷入空气和低燃值燃气进行混合形成混合气体，混合气体通过燃气气门进入燃烧室5内进行燃烧，通过缸外混合能够提高低燃值燃气的热值效率，从而能够兼顾不同燃值燃气的燃烧。

实施例二

本实施例提供了一种工程机械，包括实施例一中的多功能燃气发动机，工程机械为农用机械(如拖拉机等)、运输车辆(如汽车、卡车、公交车等)、工程专用车(如吊车、压路机等)等，采用若干个燃烧室5上的燃气气门均与第一进气系统1的输出端和混合系统4的输出端连通，第二进气系统2的输出端与混合系统4的输入端连通，空气进气系统3的输出端与混合系统4的输入端通过空气阀门6连通，空气进气系统3的输出端与若干个燃烧室5上的空气气门连通，燃气气门为燃气缸内直喷气门的设置，当通过第一进气系统1输入高燃值燃气时，空气阀门关闭，空气进气系统3通过若干个燃烧室5内的空气气门向燃烧室5内喷入空气，第一进气系统1通过若干个燃烧室5内的燃气气门向燃烧室5内直喷高燃值燃气与空气形成缸内混合，然后进行燃烧，能够提高高燃值燃气的热值效率；当通过第二进气系统2输入低燃值然气时，空气阀门开启，空气进气系统3和第二进气系统2分别向混合系统4内喷入空气和低燃值燃气进行混合形成混合气体，混合气体通过燃气气门进入燃烧室5内进行燃烧，通过缸外混合能够提高低燃值燃气的热值效率，从而能够兼顾不同燃值燃气的燃烧。

本实用新型中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。

Claims (10)

1.一种多功能燃气发动机，其特征在于：包括：第一进气系统、第二进气系统、空气进气系统、混合系统、控制器和若干个燃烧室，若干个所述燃烧室上均设置有空气气门和燃气气门，若干个所述燃烧室上的所述燃气气门均与所述第一进气系统的输出端和所述混合系统的输出端连通，所述第二进气系统的输出端与所述混合系统的输入端连通，所述空气进气系统的输出端与所述混合系统的输入端通过空气阀门连通，所述空气进气系统的输出端与若干个所述燃烧室上的所述空气气门连通，所述燃气气门为燃气缸内直喷气门。

2.根据权利要求1所述的多功能燃气发动机，其特征在于：还包括控制器，所述第一进气系统、所述第二进气系统、所述空气进气系统、所述混合系统、所述空气阀门、若干个所述空气气门和若干个所述燃气气门均与所述控制器电连接。

3.根据权利要求1所述的多功能燃气发动机，其特征在于：所述第一进气系统的输出端通过燃气阀门与所述混合系统的输入端连通，所述第一进气系统的输出端通过气体阀门与若干个所述燃烧室上的所述燃气气门连通。

4.根据权利要求1所述的多功能燃气发动机，其特征在于：所述第一进气系统包括依次连通的第一调压阀、第一球阀和第一电磁阀，所述第一调压阀用于与外部高燃值燃气输送管路连通，若干个燃烧室上的所述燃气气门均通过节流阀与所述第一电磁阀和所述混合系统的输出端连通。

5.根据权利要求1所述的多功能燃气发动机，其特征在于：所述第二进气系统包括依次连通的第二调压阀、第二球阀和第二电磁阀，所述第二调压阀用于与外部低燃值燃气输送管路连通，所述第二电磁阀与所述混合系统的输入端连通。

6.根据权利要求1所述的多功能燃气发动机，其特征在于：所述空气进气系统包括空气过滤器。

7.根据权利要求6所述的多功能燃气发动机，其特征在于：所述空气进气系统还包括第一涡轮增压器，所述空气过滤器的输出端与所述第一涡轮增压器的输入端连通，所述第一涡轮增压器的输出端分别与所述混合系统和若干个所述燃烧室上的所述空气气门连通。

8.根据权利要求1所述的多功能燃气发动机，其特征在于：所述混合系统包括混合器，所述混合器的输入端分别与所述空气进气系统和所述第二进气系统的输出端连通，所述混合器的输出端通过节流阀与若干个所述燃烧室上的所述燃气气门均连通。

9.根据权利要求8所述的多功能燃气发动机，其特征在于：所述混合系统还包括第二涡流增压器，所述混合器的输出端与所述第二涡流增压器的输入端连通，所述第二涡流增压器的输出端通过节流阀与若干个所述燃烧室上的所述燃气气门均连通。

10.一种工程机械，其特征在于：包括权利要求1～9中任意一项所述的多功能燃气发动机。