[發(fā)明專利]燃氣、空氣分路、分時、缸內(nèi)直噴進氣氣體發(fā)動機

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210096801.3
• 申請日: 2012-04-05
• 公開（公告）號: CN102606337A
• 公開（公告）日: 2012-07-25
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 由甲;豆佳勇;吳班;由里
• 申請（專利權(quán)）人: 濟南漢菱電氣有限公司
• 主分類號: F02F1/42
• 分類號: F02F1/42;F01L3/00;F02M21/02
• 代理公司: 濟南泉城專利商標事務所 37218
• 代理人: 張貴賓

（一）??????技術(shù)領(lǐng)域

????本發(fā)明涉及燃氣發(fā)動機領(lǐng)域，特別涉及一種燃氣、空氣分路、分時、缸內(nèi)直噴進氣氣體發(fā)動機。

（二）??????背景技術(shù)

????眾所周知，燃氣發(fā)動機是由可燃混合氣在氣缸內(nèi)由火花塞點燃后爆發(fā)作功，推動活塞上下運動，進而帶動曲軸作旋轉(zhuǎn)運動從而把熱能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械能，而可燃混合氣的形成目前存在兩種方式：

1.外混式：如Z12V190T型12缸天然氣發(fā)動機即由專用混合器在進氣管之前將可燃氣與空氣按比例混合（體積比15:1~20:1）之后進入進氣管，然后按每缸進氣門打開，活塞下行之后，可燃混合氣進入氣缸內(nèi)，再由活塞上行壓縮可燃混合氣，由火花塞點燃后推動活塞下行作功，這種混合方式稱為外混式。它存在以下幾個問題：

①???耗氣量高：因進氣管內(nèi)都是可燃性混合氣，各氣缸在掃氣時（即進、排氣門同時打開，新鮮空氣由進氣管直接通過進、排氣門降溫），可燃混合氣直接進入到排氣管中，因這部分氣體不參與作功，所以直接導致浪費。

②???排氣溫度過高：參與掃氣的可燃混合氣在進入到排氣管內(nèi)后，被氣缸內(nèi)排出的高溫廢氣點燃進而導致排氣溫度過高（通常外混燃氣發(fā)動機排溫都在630°C以上），因排氣溫度過高導致排氣門工作環(huán)境惡劣，大大減少排氣門的工作壽命，同時增加了燃氣發(fā)動機的故障。

③???易造成進氣管放炮：因進氣管內(nèi)充滿可燃混合氣，在氣缸內(nèi)進氣門磨損漏氣后，缸內(nèi)點燃爆發(fā)后的火焰通過漏氣的進氣門點燃整個進氣管內(nèi)的可燃混合氣，造成進氣管放炮，其后果是輕則損壞相關(guān)的元器件，如：混合器等，重則造成人身事故。

2.氣道噴射式（國外簡稱MPI）：這種方式的可燃混合氣在進氣缸之前，其燃氣和空氣是在進氣門附近混合，進氣門打開，活塞下行后可燃氣和空氣同時通過進氣門，進入到氣缸內(nèi)，之后活塞上行壓縮可燃混合氣后由火花塞點燃，推動活塞下行之后經(jīng)由連桿帶動曲軸轉(zhuǎn)動，將熱能變?yōu)闄C械能，此種方式即稱為氣道噴射式。燃氣發(fā)動機氣道噴射式與外混式相比具有以下優(yōu)點：

①???降低耗氣量：因氣缸掃氣時是由新鮮空氣來完成的掃氣任務的，所以解決了部分可燃混合氣直接進入到排氣管中，不能參加作功而被直接燒掉的問題，通常氣道噴射式比外混機燃氣消耗至少節(jié)省10%以上。

②???排氣溫度低：因避免了部分可燃混合氣在排氣管內(nèi)的燃燒，所以大幅降低了排氣溫度，通常氣道噴射式比外混機排氣溫度低80°C以上，進而改變了排氣門的工作環(huán)境，提高了排氣門的使用壽命，進而提高了燃氣發(fā)動機的可靠性。以Z12V190T型燃氣發(fā)動機為例，通常排氣門的使用壽命比外混機延長1倍。

③???消除了進氣管放炮的故障隱患：因氣道噴射式進氣管內(nèi)已基本無可燃混合氣，即使進氣門磨損造成漏氣，缸內(nèi)火焰也不會點燃進氣管內(nèi)的空氣，從而避免了進氣管放炮所造成的事故。

3.目前世界上的氣道噴射式發(fā)動機有兩種：

①???電磁噴射式：它是由模擬電路或數(shù)字電路控制板發(fā)出電信號，由電磁噴射閥接受電信號后，根據(jù)信號量的多少及時間早晚，向進氣道進氣門附近直接噴射一定量的可燃氣體，燃氣與空氣均通過進氣門直接進入到氣缸內(nèi)，形成可燃混合氣，經(jīng)活塞上行壓縮后，由火花塞點燃后推動活塞下行進而帶動曲軸轉(zhuǎn)動將熱能轉(zhuǎn)變成機械能；美國卡特皮勒公司采用此類型式的燃氣發(fā)動機，其原理與目前汽車所用的電子噴射發(fā)動機相類似，但是這種氣道噴射式在實際使用當中存在如下問題：

A.??電信號控制抗干擾能力差，穩(wěn)定性不如外混式；

B.??電磁閥對可燃氣體潔凈度要求較高，如果使用的是干燥、潔凈的天然氣問題不大，但使用焦爐煤氣、油井伴生氣、垃圾生成氣、瓦斯氣等雜質(zhì)、焦油、清油、水量較大時，電磁噴射閥就不能正常工作；

C.??燃氣噴射量的問題因受電磁信號及電磁噴射閥控制功率的限制，電磁噴射閥不能做的過大，即燃氣噴射量有限，這樣就限制了大型燃氣發(fā)動機采用此種方式的可能，同時也限制了像低濃度的瓦斯氣、焦爐煤氣、礦石裂解氣、垃圾生成氣采用此種方式的可能。

②???進氣道內(nèi)安裝凸輪軸及小氣門噴射方式：將可燃氣經(jīng)由進氣管內(nèi)凸輪軸控制通過燃氣管道、小氣門、噴管將燃氣噴射到每個氣缸的進氣門附近，經(jīng)由進氣門進入到氣缸內(nèi)，在進氣門附近，空氣也與燃氣同時帶入氣缸，活塞上行壓縮后點燃爆發(fā)，推動活塞下行，進而帶動曲軸轉(zhuǎn)動，將熱能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械能，美國庫珀公司采用此種結(jié)構(gòu)方式，該方式存在如下問題：