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节能燃气 发动机

阅读：640发布：2023-03-02

专利汇可以提供节能燃气发动机专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明提出了一种节能燃气发动机，通过设置稳压器、燃气压力控制阀、电子控制单元、温度传感器与氧气浓度检测传感器，可根据排气口温度和氧气浓度数据实时控制输入的空气和氧气浓度，从而实现闭环控制，更加智能控制，保证燃气充分燃烧，防止不充分燃烧导致的污染，或是过度燃烧导致的输出功率不足；进一步设置相位传感器，可保证在发动机活塞达到最大压缩点时点火，防止燃烧不充分，节省燃料；进一步设置负载检测模块，根据负载情况实时调节混合气体压力，实现闭环控制，更加智能，保证输出功率。，下面是节能燃气发动机专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种节能燃气发动机，包括进气阀(1)、滤芯器(2)、调压器(3)、混合器(4)、空气滤清器(5)、涡轮增压器(6)、电子节气门(7)、发动机(8)、消音器(9)和排气口(10)，其中，进气阀(1)、滤芯器(2)、调压器(3)和混合器(4)依次管道连接，空气滤清器(5)与混合器(4)管道连接，混合器(4)与涡轮增压器(6)、电子节气门(7)、发动机(8)、消音器(9)和排气口(10)依次管道连接，涡轮增压器(6)与发动机(8)传动连接且与消音器(9)和排气口(10)依次管道连接，其特征在于：
还包括稳压器(11)、燃气压力控制阀(12)、电子控制单元(13)、温度传感器(14)与氧气浓度检测传感器(15)，所述稳压器(11)设置于调压器(3)、混合器(4)之间并分别与二者管道连接，其中，
温度传感器(14)，检测排气口(10)温度数据并传递给电子控制单元(13)；
氧气浓度检测传感器(15)，检测排气口(10)氧气浓度数据并传递给电子控制单元(13)；
电子控制单元(13)，分别与温度传感器(14)、氧气浓度检测传感器(15)和燃气压力控制阀(12)信号连接，并根据温度传感器(14)反馈的温度数据与氧气浓度检测传感器(15)反馈的氧气浓度数据发出压力控制指令；
燃气压力控制阀(12)，分别连接混合器(4)、稳压器(11)和电子节气门(7)，并根据压力控制指令调节进入混合器(4)的空气压力、稳压器(11)输出的燃气压力以及电子节气门(7)输出的空气与燃气混合气体压力。
2.如权利要求1所述的节能燃气发动机，其特征在于：所述燃气包括天然气或沼气。
3.如权利要求1所述的节能燃气发动机，其特征在于：当温度传感器(14)检测到的温度高于设定值，且氧气浓度检测传感器(15)检测到的氧气浓度低于设定值时，电子控制单元(13)通过燃气压力控制阀(12)和混合器(4)提高进入混合器(4)的空气压力，通过燃气压力控制阀(12)和稳压器(11)降低稳压器(11)输出的燃气压力；当当温度传感器(14)检测到的温度低于设定值，且氧气浓度检测传感器(15)检测到的氧气浓度高于设定值时，电子控制单元(13)通过燃气压力控制阀(12)和混合器(4)降低进入混合器(4)的空气压力，通过燃气压力控制阀(12)和稳压器(11)提高稳压器(11)输出的燃气压力。
4.如权利要求1所述的节能燃气发动机，其特征在于：还包括与电子控制单元(13)信号连接的相位传感器(16)，相位传感器(16)检测发动机输出齿轮转动相位数据并传递给电子控制单元(13)，电子控制单元(13)与发动机(8)信号连接，在发动机活塞达到最大压缩点时电子控制单元(13)向发动机(8)发出点火信号。
5.如权利要求1所述的节能燃气发动机，其特征在于：还包括与电子控制单元(13)信号连接的负载检测模块(17)，所述负载检测模块(17)检测发动机(8)负载数据并传递给电子控制单元(13)，当负载超过设定值时，电子控制单元(13)通过燃气压力控制阀(12)提高电子节气门(7)输出的空气与燃气混合气体压力；当负载低于设定值时，电子控制单元(13)通过燃气压力控制阀(12)降低电子节气门(7)输出的空气与燃气混合气体压力。
6.如权利要求1所述的节能燃气发动机，其特征在于：还包括中冷器(18)，所述中冷器(18)设置于涡轮增压器(6)与电子节气门(7)之间并与二者管道连接，中冷器(18)调节空气与燃气混合气体温度。
7.如权利要求1所述的节能燃气发动机，其特征在于：所述发动机(8)50HZ下的额定功率为45～176KW，可匹配机组功率为30～160KW，压缩比为10.5:1，排量为3.9～8.9，100％负载气耗10～53m3/h。

说明书全文

节能燃气发动机

技术领域

[0001] 本发明涉及燃气发动机，尤其涉及一种节能燃气发动机。

背景技术

[0002] 燃气种类主要有CNG压缩天然气、LNG 液化天然气、管道天然气、沼气和LPG 液化石油气。天然气主要成分是甲烷，还含有少量乙烷、丁烷、戊烷、二氧化碳、一氧化碳、硫化氢等。沼气是有机废物在一定温度、酸碱度和密闭等条件下，经微生物厌氧发酵而产生的一种以甲烷为主的可燃气体。它通常含甲烷45～70％，是一种良好的气体燃料，可以完全代替汽油或柴油进行开机发电。

[0003] 目前的燃气发动机，对于空气和燃气的输入量控制不够精准，难以根据负载实时调节空气和燃气的混合比，导致燃气转化率较低，对于空气污染程度也比较高。

发明内容

[0004] 有鉴于此，本发明提出了一种能实时精准控制空气和燃气混合比的节能燃气发动机。

[0005] 本发明的技术方案是这样实现的：一种节能燃气发动机，包括进气阀、滤芯器、调压器、混合器、空气滤清器、涡轮增压器、电子节气门、发动机、消音器和排气口，其中，进气阀、滤芯器、调压器和混合器依次管道连接，空气滤清器与混合器管道连接，混合器与涡轮增压器、电子节气门、发动机、消音器和排气口依次管道连接，涡轮增压器与发动机传动连接且与消音器和排气口依次管道连接，还包括稳压器、燃气压力控制阀、电子控制单元、温度传感器与氧气浓度检测传感器，所述稳压器设置于调压器、混合器之间并分别与二者管道连接，其中，

[0006] 温度传感器，检测排气口温度数据并传递给电子控制单元；

[0007] 氧气浓度检测传感器，检测排气口氧气浓度数据并传递给电子控制单元；

[0008] 电子控制单元，分别与温度传感器、氧气浓度检测传感器和燃气压力控制阀信号连接，并根据温度传感器反馈的温度数据与氧气浓度检测传感器反馈的氧气浓度数据发出压力控制指令；

[0009] 燃气压力控制阀，分别连接混合器、稳压器和电子节气门，并根据压力控制指令调节进入混合器的空气压力、稳压器输出的燃气压力以及电子节气门输出的空气与燃气混合气体压力。

[0010] 在以上技术方案的基础，优选的，所述燃气包括天然气或沼气。

[0011] 在以上技术方案的基础，优选的，当温度传感器检测到的温度高于设定值，且氧气浓度检测传感器检测到的氧气浓度低于设定值时，电子控制单元通过燃气压力控制阀和混合器提高进入混合器的空气压力，通过燃气压力控制阀和稳压器降低稳压器输出的燃气压力；当当温度传感器检测到的温度低于设定值，且氧气浓度检测传感器检测到的氧气浓度高于设定值时，电子控制单元通过燃气压力控制阀和混合器降低进入混合器的空气压力，通过燃气压力控制阀和稳压器提高稳压器输出的燃气压力。

[0012] 在以上技术方案的基础，优选的，还包括与电子控制单元信号连接的相位传感器，相位传感器检测发动机输出齿轮转动相位数据并传递给电子控制单元，电子控制单元与发动机信号连接，在发动机活塞达到最大压缩点时电子控制单元向发动机发出点火信号。

[0013] 在以上技术方案的基础，优选的，还包括与电子控制单元信号连接的负载检测模块，所述负载检测模块检测发动机负载数据并传递给电子控制单元，当负载超过设定值时，电子控制单元通过燃气压力控制阀提高电子节气门输出的空气与燃气混合气体压力；当负载低于设定值时，电子控制单元通过燃气压力控制阀降低电子节气门输出的空气与燃气混合气体压力。

[0014] 在以上技术方案的基础，优选的，还包括中冷器，所述中冷器设置于涡轮增压器与电子节气门之间并与二者管道连接，中冷器调节空气与燃气混合气体温度。

[0015] 在以上技术方案的基础，优选的，所述发动机50HZ下的额定功率为45～176KW，可匹配机组功率为30～160KW，压缩比为10.5:1，排量为3.9～8.9，100％负载气耗10～53m3/h。

[0016] 本发明的节能燃气发动机相对于现有技术具有以下有益效果：

[0017] (1)通过设置稳压器、燃气压力控制阀、电子控制单元、温度传感器与氧气浓度检测传感器，可根据排气口温度和氧气浓度数据实时控制输入的空气和氧气浓度，从而实现闭环控制，更加智能控制，保证燃气充分燃烧，防止不充分燃烧导致的污染，或是过度燃烧导致的输出功率不足；

[0018] (2)进一步设置相位传感器，可保证在发动机活塞达到最大压缩点时点火，防止燃烧不充分，节省燃料；

[0019] (3)进一步设置负载检测模块，根据负载情况实时调节混合气体压力，实现闭环控制，更加智能，保证输出功率。附图说明

[0020] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述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发明的一些实施例，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。

[0021] 图1为本发明节能燃气发动机的连接关系示意图。

具体实施方式

[0022] 下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，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方式，都属于本发明保护的范围。

[0023] 参照图1，本发明的节能燃气发动机，包括进气阀1、滤芯器2、调压器3、混合器4、空气滤清器5、涡轮增压器6、电子节气门7、发动机8、消音器9和排气口10。在本发明中，所述燃气包括天然气或沼气。

[0024] 其中，进气阀1，控制燃气的输入和关闭。可采用手动球阀或是电磁阀，也可以二者综合使用。

[0025] 滤芯器2，除去燃气中的颗粒杂质，防止堵塞节能燃气发动机管道和内部零部件，提高使用寿命。

[0026] 调压器3，对高压的燃气来料进行降压。进气阀1、滤芯器2和调压器3依次管道连接。

[0027] 空气滤清器5，除去空气中的颗粒杂质，防止堵塞节能燃气发动机管道和内部零部件，提高使用寿命。

[0028] 混合器4，对空气和燃气进行混合后输出，同时控制输入空气的压力。为达到以上目的，混合器4设置为三通结构，输入端分别与调压器3和空气滤清器5管道连接，输出端与涡轮增压器6管道连接。

[0029] 电子节气门7，控制进入发动机8的混合气体的量。

[0030] 发动机8，

[0031] 涡轮增压器6、电子节气门7、发动机8、消音器9和排气口10依次管道连接，此外，涡轮增压器6与发动机8传动连接且与消音器9和排气口10依次管道连接。

[0032] 作为本发明做出改进的部分，还包括稳压器11、燃气压力控制阀12和电子控制单元13、温度传感器14与氧气浓度检测传感器15。

[0033] 稳压器11，调节稳定燃气进入混合器的压力，设置于调压器3、混合器4之间并分别与二者管道连接。

[0034] 温度传感器14，检测排气口10温度数据并传递给电子控制单元13；

[0035] 氧气浓度检测传感器15，检测排气口10氧气浓度数据并传递给电子控制单元13；

[0036] 电子控制单元13，分别与温度传感器14、氧气浓度检测传感器15和燃气压力控制阀12信号连接，并根据温度传感器14反馈的温度数据与氧气浓度检测传感器15反馈的氧气浓度数据发出压力控制指令；

[0037] 燃气压力控制阀12，分别连接混合器4、稳压器11和电子节气门7，并根据压力控制指令调节进入混合器4的空气压力、稳压器11输出的燃气压力以及电子节气门7输出的空气与燃气混合气体压力。

[0038] 具体的，当温度传感器14检测到的温度高于设定值，且氧气浓度检测传感器15检测到的氧气浓度低于设定值时，电子控制单元13通过燃气压力控制阀12和混合器4提高进入混合器4的空气压力，通过燃气压力控制阀12和稳压器11降低稳压器11输出的燃气压力；当当温度传感器14检测到的温度低于设定值，且氧气浓度检测传感器15检测到的氧气浓度高于设定值时，电子控制单元13通过燃气压力控制阀12和混合器4降低进入混合器4的空气压力，通过燃气压力控制阀12和稳压器11提高稳压器11输出的燃气压力。如此，电子控制单元13可通过温度传感器14和氧气浓度检测传感器15反馈的温度数据和氧气浓度数据，向燃气压力控制阀12发出信号控制，同时通过燃气压力控制阀12调节进入混合器4的空气压力、稳压器11输出的燃气压力以及电子节气门7输出的空气与燃气混合气体压力，实现闭环控制。

[0039] 进一步的，还包括与电子控制单元13信号连接的相位传感器16，相位传感器16检测发动机输出齿轮转动相位数据并传递给电子控制单元13，电子控制单元13与发动机8信号连接，在发动机活塞达到最大压缩点时电子控制单元13向发动机8发出点火信号。通过设置相位传感器，可保证在发动机活塞达到最大压缩点时点火，防止燃烧不充分，节省燃料[0040] 进一步的，还包括与电子控制单元13信号连接的负载检测模块17，所述负载检测模块17检测发动机8负载数据并传递给电子控制单元13，当负载超过设定值时，电子控制单元13通过燃气压力控制阀12提高电子节气门7输出的空气与燃气混合气体压力；当负载低于设定值时，电子控制单元13通过燃气压力控制阀12降低电子节气门7输出的空气与燃气混合气体压力。根据负载情况实时调节混合气体压力，实现闭环控制，更加智能，保证输出功率。

[0041] 还包括中冷器18，所述中冷器18设置于涡轮增压器6与电子节气门7之间并与二者管道连接，中冷器18调节空气与燃气混合气体温度。

[0042] 本发明的节能燃气发动机，50HZ下的额定功率为45～176KW，可匹配机组功率为303
～160KW，压缩比为10.5:1，排量为3.9～8.9，100％负载气耗10～53m/h。

[0043] 以上所述仅为本发明的较佳实施方式而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

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