[實用新型]燃氣、空氣分路、分時、缸內(nèi)直噴進氣氣體發(fā)動機

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201220138855.7
• 申請日: 2012-04-05
• 公開（公告）號: CN202531296U
• 公開（公告）日: 2012-11-14
• 發(fā)明（設計）人: 由甲;豆佳勇;吳班;由里
• 申請（專利權）人: 濟南漢菱電氣有限公司
• 主分類號: F02F1/42
• 分類號: F02F1/42;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）??????技術領域

????本發(fā)明涉及燃氣發(fā)動機領域，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

????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運動從而把熱能轉變?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動將熱能轉變成機械能；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、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，進而帶動曲軸轉動，將熱能轉變?yōu)闄C械能，美國庫珀公司采用此種結構方式，該方式存在如下問題：?