一种非车用天然气发动机 |
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| 申请号 | CN201610002737.6 | 申请日 | 2016-01-06 | 公开(公告)号 | CN106948930A | 公开(公告)日 | 2017-07-14 |
| 申请人 | 普创新能源动力科技有限公司; | 发明人 | 邓红进; 张志辉; 王晓迎; | ||||
| 摘要 | 一种非车用 天然气 发动机 ，用于发动机技术领域。发动机缸盖废气排放气道为直线通道； 水 冷 增压 器 增设有进、出水孔；并增设水冷排气管。本 发明 通 过冷 却系统、水冷排气管、缸盖、水冷 增压器 的设置，通过设置各类 传感器 及自动化调节，来监测整机的各项性能参数，可有效实现发动机内的混合气体充分燃烧，保障发动机的稳定运行；能将排气 歧管 本体的 温度 从650°降到200°以下，明显降低了 排气歧管 本体的温度及所排废气的温度和压 力 ，可延长发动机的使用寿命，显著降低噪音及排气阻力，减小了废气排放时的阻力，提高发动机的功率；增加了发动机单位体积的燃气含量，降低了燃气温度，有利于提高发动机燃气燃烧的输出功率。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种非车用天然气发动机，其特征在于：发动机（33）上设有水温传感器（1）、氧含量传感器（3）、进气压力传感器（4）、进气温度传感器（5）、机油压力传感器（6）、转速传感器（7）及相位传感器（10），水温传感器（1）、氧含量传感器（3）、进气压力传感器（4）、进气温度传感器（5）、机油压力传感器（6）、转速传感器（7）及相位传感器（10）分别对发动机（33）冷却液的实时温度、废气排气口氧含量、燃气温度及压力、发动机转速及机油压力进行信号采集，发动机控制模块（13）通过运算、逻辑分析及处理，智能调节发动机（33）的进气量、冷却速度、转速及机油压力。 |
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| 说明书全文 | 一种非车用天然气发动机技术领域[0001] 本发明涉及发动机技术领域，具体是一种非车用天然气发动机。 背景技术[0002] 随着全球石油、煤炭等非可再生能源的不断枯竭，新世纪面临的能源危机问题越发严重，人们正在逐渐寻找和开发诸多的新型能源。天然气里的硫、粉尘等有害物质含量极低，燃烧时产生的二氧化碳量也明显少于现有主流的化石燃料，能够极大的改善环境质量，降低全球温室效应。 [0003] 目前市面上也存在采用天然气液化气作为能源的发动机，但是这类发动机往往存在体积大，整体设计复杂，天然气燃烧不充分、不稳定等缺点，影响整个发动机的有效运转，导致整机性能低下，输出功率不够稳定等各方面问题。 发明内容[0004] 为克服现有技术的不足，本发明的发明目的在于提供一种非车用天然气发动机，以保障发动机的稳定可靠运行，延长发动机的使用寿命。 [0005] 为实现上述目的，本发明的发动机上设有水温传感器、氧含量传感器、进气压力传感器、进气温度传感器、机油压力传感器、转速传感器及相位传感器，水温传感器、氧含量传感器、进气压力传感器、进气温度传感器、机油压力传感器、转速传感器及相位传感器分别对发动机冷却液的实时温度、废气排气口氧含量、燃气温度及压力、发动机转速及机油压力进行信号采集，发动机控制模块通过运算、逻辑分析及处理，智能调节发动机的进气量、冷却速度、转速及机油压力。 [0006] 所述发动机的防爆电磁阀的一端经高压减压器连接天然气管道，防爆电磁阀另一端连接低压减压器，低压减压器与混合器连接，天然气经低压减压后进入混合器；空气进气管与空气滤清器相通，空气滤清器与混合器连接，空气经空气滤清器过滤后进入混合器，混合器内设有旋转叶片；水冷增压器与混合器连接，混合燃气经水冷增压器增压后进入冷却箱，混合燃气输出管与冷却箱相通，冷却后的混合燃气在电子节气门的控制下经发动机缸盖进气口进入燃烧室；混合燃气经火花塞点火燃烧，燃烧后废气通过发动机缸盖排气口进入水冷排气管，水冷排气管与水冷增压器连接，冷却后的废气进入水冷增压器推动水冷增压器涡轮，为水冷增压器提供动力，水冷增压器与排气歧管连接，废气经排气歧管排出。 [0007] 所述发动机缸盖的废气排放气道为直线通道。 [0008] 所述水冷增压器增设有进水孔、出水孔；进水孔与水冷排气管连接，出水孔与冷却箱连接。 [0009] 所述水冷排气管设有废气进气孔、废气排气孔、冷却液出水孔及冷却液进水孔，冷却液进水孔位于废气进气孔的对立侧；废气进气孔与发动机缸盖排气口连接，废气排气孔与水冷增压器连接，冷却液进水孔与水泵连接，冷却液出水孔与水冷增压器连接。 [0010] 所述冷却箱与水泵连接；水泵分别与发动机、水冷排气管连接；冷却箱冷却液经水泵后，一路流向发动机，再流回冷却箱；另一路流向水冷排气管，再流向水冷增压器，流回冷却箱。 [0011] 所述冷却箱与嵌在发动机内部的冷却管道形成天然气发动机的冷却系统；混合燃气输出管、冷却液输入管和混合燃气输入管设在冷却箱的上部，冷却液输出管设于冷却箱下部。 [0013] 本发明与现有技术相比，具有以下优点：1、通过设置各类传感器及自动化调节，来监测整机的各项性能参数，可有效实现发动机内的混合气体充分燃烧，保障发动机的稳定运行。 [0014] 2、通过冷却水循环冷却排气管内废气温度，能将排气歧管本体的温度从650°降到200°以下，明显降低了排气歧管本体的温度及所排废气的温度和压力，可延长发动机的使用寿命，显著降低噪音及排气阻力，提高发动机的功率。 [0015] 3、通过改进缸盖内废气排放气道，减小了废气排放时的阻力，从而提高了发动机的功率。 [0017] 图1是本发明的结构简图。 [0018] 图2是图1的俯视图。 [0019] 图3是本发明的立体图。 [0020] 图4是本发明的缸盖半剖示意图。 [0021] 图5是本发明的水冷增压器立体图。 [0022] 图6是本发明的气流图。 [0023] 图7是本发明的水流图。 [0025] 图9是本发明的水冷排气管立体图。 具体实施方式[0026] 如图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7、图8、图9所示，发动机33上部的防爆电磁阀26一端设有管道，用于连接天然气管道29。天然气经高压减压器30、防爆电磁阀26后流向与防爆电磁阀26另一端相连的低压减压器25，经低压减压器25减压后流入与低压减压器25相连的混合器23。而空气通过空气进气管24经位于发动机33上部的空气滤清器21后流入与空气滤清器21相连的混合器23。混合器23内设有旋转叶片，通过搅拌将天然气与空气两种气体充分混合。天然气与空气经混合器23混合形成混合燃气，混合燃气再经水冷增压器16增压后进入冷却箱8，冷却后在电子节气门22的控制下经发动机缸盖20进气口进入燃烧室31。混合燃气经火花塞的点火线圈2点火燃烧，燃烧后废气通过发动机缸盖20排气口进入水冷排气管17，冷却后进入水冷增压器16推动水冷增压器16涡轮，为水冷增压器16提供动力，最后经排气歧管37排出。 [0027] 本发明的发动机缸盖20的废气排放气道27由弯道改为直线通道，可增加天然气发动机的燃烧效率，优化废气排放等级。 [0028] 本发明的水冷增压器16增设有进水孔36与出水孔28，进水孔36与水冷排气管17连接，出水孔28与冷却箱8连接。可对水冷增压器16以及经过水冷增压器16的气体增压的同时起到冷却效果。 [0029] 本发明的水冷排气管17设有废气进气孔38、废气排气孔39、冷却液出水孔40及冷却液进水孔，冷却液进水孔位于废气进气孔38的对立侧；废气进气孔38与发动机缸盖20排气口连接，废气排气孔39与水冷增压器16连接，冷却液进水孔与水泵32连接，冷却液出水孔40与水冷增压器16连接。通过水冷排气管17，可直接给废气降温，间接给水冷增压器16降温，也间接给排气歧管34降温。 [0030] 本发明的冷却箱8与嵌在发动机33内部的冷却管道共同形成整个天然气发动机的冷却系统。混合燃气输出管19、冷却液输入管18和混合燃气输入管15均在冷却箱8的上部引出，冷却液输出管11于冷却箱8右下方引出。冷却液管道内嵌于发动机33中，通过流动的冷却液体为发动机33降温；混合燃气管道为天然气与空气混合气降温。冷却箱8的冷却液经水泵32后，一路流向发动机33部分，给发动机33机体降温，再流回冷却箱8；另一路流向水冷排气管17，再流向水冷增压器16，给水冷排气管17和水冷增压器16内部气体降温，再流回冷却箱8。发动机33的一部分热量直接辐射到大气中，一部分热量被冷却液带回冷却箱8；而冷却箱8中的热量一部分辐射到大气中，一部分靠散热器9内的风扇带至大气中。 [0032] 发动机控制模块13内设怠速模式，即推动活塞运转又不带动转轴转动。怠速模式用于极低温下给机器预热，也用于适应低功耗输出模式。当发动机并没有外接从动机器或自检异常时，以怠速模式运转。 [0033] 安装在安装支架12上的蓄电池通过电源转换器34后，给发动机控制模块13供电。线束14为从动机器控制电路供电。若将发动机控制模块13与从动机器控制电路相连接，能实现发动机控制模块13与从动机器控制电路数据通信。 [0034] 发动机控制模块13连接发动机33进气端的进气压力传感器4和进气温度传感器5，采集发动机33的压力信号和温度信号并进行控制。通过比较阈值，做出判断，以控制防爆电磁阀26的关断，防止混合器23温度过高而发生引爆的危险。 [0035] 发动机控制模块13连接发动机33的电子节气门22并对电子节气门22进行控制，从而间接控制发动机33的燃气进气量。当转速偏高时，会降低进气量，以便降低发动机33的转速；当转速偏低时，会增加进气量，以便提高发动机33的转速。 [0036] 发动机控制模块13连接发动机33的相位传感器10、转速传感器7，控制高性能点火线圈2、火花塞点火时间，使发动机33获得最佳点火提前角。 [0037] 发动机控制模块13连接发动机33排气端的氧含量传感器3，通过氧含量传感器3采集发动机33的氧含量信号，并调节空气进气量，使天然气达到最佳燃烧比。氧含量过高，则表明进入发动机33内部的混合器23中的空气含量过多；氧含量过低，则表明空气含量不足。 [0038] 发动机控制模块13连接置于冷却管道内的水温传感器1，用于监测冷却液的实时温度，并通过与发动机控制模块13相连接的水温显示器35指示水温信息。发动机控制模块13根据当前冷却液温度，通过控制节温器来控制冷却液流量，以达到适当的冷却效果。当水温超过阈值自动报警，防止发动机33长时间超负荷运转产生不可逆转的损坏。 [0039] 发动机控制模块13连接发动机33的机油压力传感器6，并采集发动机33的机油压力信号，对整机润滑系统进行监测和调节。 [0040] 发动机控制模块13对发动机33的进气压力、进气温度、转速、冷却水温度、机油压力等信号采集，对这些信号进行运算、逻辑分析及处理，能智能调节发动机33当前进气量、冷却速度、转动速度、机油压力，保证发动机33的持久稳定运行。若通过所采集的信号分析自检出发动机33的某个环节异常，则发动机33自动进入怠速模式或者停止运行。 [0041] 本发明图示用于六缸发动机，本发明也可用于四缸发动机。 |
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