CN2367778Y - 双燃料汽车用压缩天然气减压调节装置 - Google Patents

Abstract

一种以压缩天然气作燃料的汽车内燃机燃气减压调节装置,由本体、进气管接口、滤清器、一二三级减压阀,控制供、断气的电磁阀、动力阀、安全阀,加热器及气体出口接头等构成,电磁阀在常规阀基础上加先导阀,使启动开关灵敏工作稳定,有效地控制气量,一、二级减压阀为常开式,三级阀为常闭式,由发动机进气管产生真空度调节燃气供给量,减压阀均设计可调式,能在动态下调节输出气量和压力大小满足不同车型需要,使发动机在最佳工况下工作。

Description

双燃料汽车用压缩天然气减压调节装置

本实用新型涉及一种汽车内燃机用燃气减压装置，特别是涉及一种以压缩天然气作燃料的汽车内燃机燃气减压调节装置。

随着石油的短缺，以天然气为新能源的双燃料或多燃料汽车的开发工作正在迅速展开，目前尚未达到实用阶段，但各种各样的汽油、天然双燃料汽车用燃气减压器，及压缩天然气汽车发动机用燃气减压器的设计已陆续发表在中国专利公报上。中国专利申请号88220505.6，名称为天然气汽车发动机燃气调节器就其中之一。该设计尽管具有能随出气管的真空度大小来调节进入气缸的天然气量的明显优点，但是设计过于简单，在实践中使用这种单级减压器很难把高压天然气减压到气缸所需的水平，该设计也无安全装置，不能直接配置在气缸上使用。目前国内只有重庆市、四川省南充市生产的天然气减压装置在试用，其主要问题是：

1、高压电磁阀故障率高，造成高压天然气路打不开或关闭不严，致使发动机不能正常工作。

2、动力性差，气量供应不能满足最大功率的需求，而且耗气量大。

3、运行过程中不能调节减压阀工作点参数，不能适应发动机性能改变的需要。

本实用新型的目的在于针对上述问题，提供一种改进的能将高压天然气进行过滤、预热、减降压，调节输配效果好与工作稳定相结合的压缩天然气减压调节装置。

本实用新型的目的是通过如下设计来实现的：

本实用新型由减压调节装置本体、天然气滤清器、一级减压阀、安全阀、电磁控制阀、二级减压阀、三级减压调节阀、动力阀，加温装置及压力显示器等系统组件构成。

本实用新型由减压调节装置本体(以下简称装置本体)、装于装置本体的高压天然气进气管接口、位于接口处的天然气滤清器及与其相连接的减压阀、动力调节阀及气体出口接头等组件构成，其特征在于：(a)装置本体上有三级减压阀，其中第一级减压阀在装置本体的上部，前端与高压天然气接口及滤清器相连接，后端与装置本体中部的电磁控制阀相连接，第二级减压阀位于装置本体后部的上端位置，第三级减压阀位于装置本体下部。一、二级减压阀为常开式，第三级减压阀为常闭式。(b)装置本体上设置有控制供，断天然气的电磁控制阀(简称电磁阀)，位置处在装置本体上部第一级与第二级减压阀之间，电磁阀与第一级减压阀间的气体通道既是减压阀的出气通道，也是电磁阀的进气通道。电磁阀与第二级减压阀间的气体通道既是电磁阀的出气通道也是二级减压阀的进气通道。

第一级减压阀由安装在装置本体中的一级减压阀座体、位于阀座体前部的滤清器、及位于其后部的阀芯、减压室，安装在减压室中的一级减压阀杠杆、装于杠杆上的一级阀芯调节螺栓、与减压室相匹配的装于装置本体上部的一级减压阀压盖，在压盖与减压室间的一级膜片总成等诸组件构成，特征是在压盖与膜片总成之间的空腔内装置有压力弹簧及在盖上与弹簧相匹配的调节螺钉；第二级减压阀由装置本体中的减压室B，在室B中装置的二级减压阀杠杆、装在该杠杆上的阀芯调节螺栓，在螺栓上装设的密封胶块、与减压室B相匹配的在装置本体上部的一级减压阀压盖、位于压盖与减压室B间的二级减压阀膜片总成、连接杠杆与固定膜片用的联接销等组件构成，特征是在压盖与膜片间空腔内装置有压力弹簧、压盖上与弹簧相匹配的二级气压压力弹簧调节螺钉组件。

第三级减压阀位于装置本体的下部，它由装置本体中的减压室C、在室C中装置的三级减压阀杠杆、支承销、与杠杆相连接的三级回位弹簧及弹簧座，与其匹配的三级减压阀回位弹簧调节螺钉、在减压室C下部配置的减压调节阀压盖、位于压盖与减压室C间的三级膜片总成等组件构成。

电磁控制阀由电磁线圈、电磁阀芯壳体、电磁阀铁芯体、回位弹簧、阀座、连接销等组件构成，特征是增加一个先导阀，先导阀的中心具有一个使电磁阀的高压室与低压室相通的小孔，先导阀套在电磁阀的铁芯体上，通过销而连成一体；

为便于观察与判定减压调节装置的工作情况，特设置有压力显示器：

为调控天然气与空气的混合比例，在出气口接头附近位置安装动力调节阀，该阀通过调节螺钉改变气道横截面积，达到调控空燃比之目的；

同时设在装置本体上有安全阀和加温装置。

本实用新型有如下优点：

可以在双燃料汽车行驶过程中，对本减压调节装置的各级减压后的压力进行任意调节，因而使本减压调节装置能适应各种车型汽车的需要，同时也因为能调节各级输出压力值，以最佳状态去适应不同汽车不同发动机的空燃比，发挥出最大功率，较好的解决了动力性差、耗气量大，经济性差的缺点。

本减压调节装置由于在电磁控制阀中配合使用了先导阀，使电磁开关变得灵敏，启动性好，工作可靠。

本减压调节装置有各级独立的显示压力系统，能方便驾驶员自行维修调节各级减压阀的压力值，使其适应发动机性能的需要，本装置结构简单，性能可靠，稳定，适于各类车型。

本实用新型的附图为装置结构纵剖视图。

图中标号1为一级减压阀阀座体，2为天然气滤清器，3为减压调节装置本体，4为一级减压阀阀芯，5为一级减压阀压盖，6为一级减压阀芯调节螺钉，7为一级减压阀杠杆，8为一级气压压力弹簧调节螺钉，9为一级膜片总成，10为一级安全阀接口，11为电磁阀线圈，12为电磁阀铁芯体，13为电磁阀芯体连接销，14为先导阀，15为二级气压压力弹簧调节螺钉，16为二级减压阀杠杆，17为二级减压阀膜片总成，18为二级减压阀压盖，19为压力显示器接头，20为三级减压阀回位弹簧调节螺钉，21为三级减压阀回位弹簧及弹簧座，22为热水循环管接头，23为出气口接头，24为动力调节阀，25为三级减压阀杠杆总成，26、27、30为支承销，28为三级减压阀膜片总成，29为三级减压阀压盖，31为电磁阀“○”型圈，32为三级减压阀阀座，33为调节螺检，34为压力弹簧，35为阀口，36为二级减压阀芯，37为二级减压阀压盖内的弹簧，38为阀口，39为电磁阀铁芯回位弹簧，40为阀座，41为电磁阀芯壳体。

A为一级减压阀减压室，B为二级减压阀减压室，C为真空室，D为大气压腔。

下面结合附图对本实用新型实施例作进一步描述：

一级减压阀在未通入高压气体时，在压力弹簧34，调节螺栓8的作用下，使膜片总成9向下运动，带动杠杆7绕支承销30做顺时针转动，使阀芯4与阀座本体1的座口保持一定间隙，此时阀口35处于常开状态。当通入高压气体时，减压室A的压力逐步增高，在达到额定输出压力时，气体作用在膜片总成9下方的压力克服弹簧34的弹力，使膜片总成9向上动作，从而带动杠杆7绕支承销30反时针转动，使阀口35关闭。当减压室A的气体向二级减压阀输出后，压力降到额定输出压力以下，在压力弹簧34作用下又使阀口35打开，如此反复，使减压阀在保持流量的基础上出口压力稳定在一个数值内。该阀设计时采用的杠杆结构、杠杆放大作用使压力调节精度高，控制可靠，且稳定，杠杆7上还安装有调节阀芯4与阀座口间隙的调节螺钉6，该阀压力弹簧设计为可调节式，故可以在汽车运行中调节压力满足不同发动机的需要，使减压调节器适应最大功率的需要。

二级减压阀与一级相同，也属常开式。杠杆16上安装有阀芯调节螺栓33，在螺栓33上安装有胶块作阀芯36，通过螺栓33调节阀芯36使之与阀口保持良好的密封性，当C腔未通入气体时，在弹簧37作用下使膜片总成17向下运动，带动杠杆16绕支承销27顺时针转动，使阀芯36与阀口保持一定间隙，阀口处于常开状态。当第一级减压室A的气体进入B室后，减压室B的压力逐步增高，达到额定输出压力时，气体作用在膜片总成17下方的压力克服弹簧37的弹力使膜片总成17向上动作，带动杠杆16绕支承销27反时针转动从而使阀口关闭。当二级减压室B的气体向三级减压阀输出后，压力降到额定压力以下，在弹簧37的作用下又使阀口打开，如此反复，使减压阀在保证流量的基础上，出口压力稳定在一个数值内。弹簧37的弹力可以通过调节螺栓15，调节输出气量的大小及压力。该调节螺栓安装在二级减压阀压盖18上，能在动态下进行调节，满足不同车型的需要，使发动机在最佳状态下工作。

三级减压调节阀的常闭式。当三级减压室C内真空度为零时，在三级回位弹簧21作用下，阀口38处于关闭状态，当减压室C处于负压时，由于膜片总成28下面的D室与大气相通，膜片总成28两边出现压差，使膜片总成28向上运动，带动杠杆25克服弹簧21的压力，使阀口38打开向C供气。当减压室C的负压减小时，在回位弹簧21作用下阀口38又处于关闭状态。如此反复，就使三级减压阀出口压力稳定在一个数值内。该阀的压力弹簧21可通过调节手柄20进行调节，调节它可以改变发动机的加速性能，天然气的流量由发动机真空度调节，因而能满足发动机各种工况的供气量。

电磁控制阀的设置目的在于控制供、断天然气。该阀设计为先导式二位二通常闭式电磁阀，电功率为14瓦，工作电压为直流10-14.5伏，这种阀与常规电磁阀不同之处在于增加了一个先导阀14，先导阀下端装有“○”型密封圈31，电磁阀铁芯体12下端有密封胶垫、电磁阀线圈11未通电时，电磁铁芯体12在回位弹簧39作用下，将先导阀14的小孔密封，继而推动先导阀14将“○”型密封圈坐落在阀座40上，通道全部关闭。当电磁阀通电时，由于电磁铁芯12的磁力较小，不能直接地把主通道打开，只能先打开先导阀的小孔，这时气体通过小孔流到二级减压阀中，使电磁阀高低压腔的压差减小，然后电磁阀铁芯体12通过连接销13将先导阀14一起提起，打开主通道。

安全阀为保证减压调节装置的安全，在一级减压阀的减压室A安装有弹簧式安全阀，按标准规定当压力大于额定输出压力的1.3倍时(即0.6MPa时)，安全阀将自动排气泄压。

加温装置，由于一级减压阀减压比高达50∶1，流量最大达到40立方来/小时，因此气体膨胀吸热严重，如果不设置加温装置，减压调节装置将大量结霜直至结冰，降低机械性能，降低部件使用寿命，并能产生管道冰堵。减压阀上的加温装置为一水道，发动机冷却系统的循环水，通过软管引入减压调节装置进行加温，其结构简单性能可靠。

Claims (8)

1、一种双燃料汽车用压缩天然气减压调节装置，由减压调节装置本体(以下简称装置本体)、装于装置本体的高压天然气进气管接口，位于接口处的天然气滤清器及与其相接的减压阀、动力调节阀以及气体出口接头等组件构成，其特征在于：

a、装置本体有三级减压阀，第一级减压阀位于装置本体的上部，其前端与高压天然气进气接口及滤清器相接，第二级减压阀位于装置本体后部的上端，第三级减压阀位于装置本体的下部。

b、装置本体设有控制供、断天然气的电磁控制阀(以下简称电磁阀)，其位置在第一级与第二级减压阀之间，电磁阀与第一级减压阀之间有气体通道相连，该通道既是一级减压阀的出气通道又是电磁阀的进气通道，电磁阀与第二级减压阀之间有气体通道相连，该气体通道既是电磁阀的出气通道又是二级减压阀的进气通道。

2、按照权利要求1所述的减压调节装置，其特征在于：第一级减压阀在减压室(A)及膜片总成(9)上部设置有一级减压阀压盖(5)，在压盖(5)与膜片总成(9)之间的空腔内装置压力弹簧(34)及与其相匹配的装在压盖(5)上的一级气压压力弹簧调节螺钉(8)，该减压阀为常开式，

第二级减压阀在减压室(B)及膜片总成(17)上部设置有二级减压阀压盖(18)，在压盖(18)与膜片总成(17)之间的空腔内装置压力弹簧(37)及与其相匹配的装在压盖(18)上的二级气压压力弹簧调节螺钉(15)，该减压阀为常开式，

第三减压阀为常闭式。

3、按照权利要求2所述的减压调节装置，其特征在于：由电磁线圈(11)、电磁阀芯壳体(41)、电磁阀铁芯体(12)、回位弹簧(39)、阀座(40)、连接销(13)等组件构成的电磁阀，还具有先导阀(14)。

4、按照权利要求3所述的减压调节装置，其特征在于：先导阀(14)中心部位具有一个使电磁阀的高压室与低压室能够相通的小孔，先导阀(14)套装在电磁阀铁芯体(12)上，并通过电磁阀连接销(13)连成一体。

5、按照权利要求4所述的减压调节装置，其特征在于：具有防止结霜结冰的加热器(22)。

6、按照权利要求5所述的减压调节装置，其特征在于：在一级减压室A安装有弹簧式安全阀(10)，保证气体压力大于额定输出时会自动排气泄压。

7、按照权利要求6所述的减压调节装置，其特征在于：装置有便于观察判定调节装置工作情况的压力显示器(19)。

8、按照权利要求7所述的减压调节装置，其特征在于：在出气口接头(23)附近位置安装动力调节阀(24)，该阀通过调节螺钉改变气道横截面积，调控天然气与空气的混合比例。

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