[發(fā)明專利]一種可以避免天然氣換氣損失的船用雙燃料發(fā)動機燃料供給系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510939085.4
• 申請日: 2015-12-11
• 公開（公告）號: CN105422319A
• 公開（公告）日: 2016-03-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 丁宇;王奎;向拉;賁虹凱;孫化東
• 申請（專利權(quán)）人: 哈爾濱工程大學(xué)
• 主分類號: F02M21/02
• 分類號: F02M21/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及的是一種雙燃料發(fā)動機，具體地說是船用預(yù)混合式雙燃料發(fā)動機。

背景技術(shù)

隨著排放法規(guī)逐漸嚴(yán)格和石油供給矛盾的日趨突出，傳統(tǒng)柴油機在船舶運輸業(yè)上的應(yīng)用面臨越來越大的挑戰(zhàn)。不少國家開始研究應(yīng)用于傳統(tǒng)發(fā)動機的代用燃料。其中，天然氣因為發(fā)熱量高、排放清潔、儲量大等特點而受到廣泛關(guān)注。

天然氣的常壓著火溫度約600-650℃，遠高于柴油(280℃左右)，難以直接通過壓燃方式著火燃燒，同時，船用天然氣發(fā)動機的缸徑大等特點使得點火方式難以實現(xiàn)，就需要微量柴油來提供點火能量，即雙燃料發(fā)動機。在壓縮行程末期高壓噴入的柴油會在燃燒室內(nèi)形成大量火核，均勻地點燃周圍可燃混合氣，并迅速擴散。同時缸內(nèi)的過量空氣系數(shù)少，使得NOx等有害氣體的排放明顯低于同等功率的柴油機。

對于天然氣與空氣進氣道混合的船用雙燃料發(fā)動機，由于混合氣進氣道較長，天然氣和空氣在進氣道中混合后進入燃燒室，在進氣門關(guān)閉之后，會將部分天然氣與空氣的混合氣關(guān)在進氣道中，燃燒結(jié)束，這部分混合氣在換氣階段被直接掃入大氣，天然氣對臭氧層具有較大的破壞作用，這樣不僅造成了燃料的浪費，而且?guī)憝h(huán)境的破壞。在現(xiàn)已有的進氣道預(yù)混合技術(shù)中，上述缺陷是不可避免的。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供能夠解決換氣過程中將進氣道內(nèi)殘留的混合氣直接掃入大氣所造成環(huán)境破壞、資源浪費問題的船用雙燃料發(fā)動機燃料供給系統(tǒng)。

本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的：

本發(fā)明一種可以避免天然氣換氣損失的船用雙燃料發(fā)動機燃料供給系統(tǒng)，其特征是：包括天然氣罐、混合器、燃燒室、空氣總管，燃燒室的進氣門處設(shè)置進氣總管，燃燒室的排氣門處設(shè)置排氣道，燃燒室頂部安裝柴油噴嘴，天然氣罐連通天然氣通道的進口，天然氣通道的出口連通混合器，天然氣通道進口處安裝安全閥，天然氣通道出口處安裝天然氣通入量控制閥，混合器通過混合氣進氣道連通進氣總管，混合氣進氣道與進氣總管的連接處設(shè)置單向閥，空氣總管的尾端分成第一支管和第二支管，在空氣總管、第一支管以及第二支管的連接處設(shè)置控制空氣總管與第一支管或空氣總管與第二支管連通的節(jié)流閥，第一支管連通混合器，第二支管連通進氣總管。

本發(fā)明還可以包括：

1、在燃料進入過程，節(jié)流閥將空氣總管和第一支管連通，并同時斷開空氣總管和第二支管，來自天然氣罐的天然氣與來自空氣總管的空氣在混合器內(nèi)形成混合氣進入燃燒室；在換氣階段，節(jié)流閥將空氣總管和第二支管連通，并同時斷開空氣總管和第一支管，來自空氣總管的空氣經(jīng)第二支管進入燃燒室。

本發(fā)明的優(yōu)勢在于：

1、通過將傳統(tǒng)的單一進氣道分為混合氣通道與空氣通道，避免了在換氣過程中混合氣被直接掃入空氣中，避免了燃料的浪費和環(huán)境的破壞。

2、根據(jù)發(fā)動機運轉(zhuǎn)工況，通過ECU控制節(jié)流閥、天然氣通入量控制閥，實現(xiàn)空氣、天然氣的通入量，進而實現(xiàn)天然氣更加充分、經(jīng)濟地燃燒。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖舉例對本發(fā)明做更詳細地描述：

結(jié)合圖1，天然氣罐1連接天然氣通道3，天然氣通道3連接天然氣與空氣混合器5；在天然氣通道3進口處安裝安全閥2，出口處安裝天然氣通入量控制閥4；空氣總管11由節(jié)流閥12分成上下兩支管，一支稱之為空氣通道13，通向進氣門15上部，在進氣門15上部約8cm與混合氣通道6匯聚；另一支向上連接混合器5；混合氣出口連接混合器通道6，混合氣通道6在進氣門15上部約8cm與空氣進氣道13匯聚成總管連接進氣門15，通向燃燒室16；在混合氣通道6出口處安裝單向閥14；在燃燒室16頂部氣缸蓋中央安裝柴油噴嘴7；單向閥14、節(jié)流閥12、天然氣通入量控制閥4均接入ECU控制箱10，ECU控制箱10安裝于機體上。

如圖1所示，在燃料進入過程，節(jié)流閥12由ECU控制向下開動，與天然氣在混合器5中形成混合氣，經(jīng)混合氣進氣道6進入燃燒室16；進氣門15關(guān)閉，活塞17向上運動，在接近上止點附近，ECU控制箱控制柴油噴嘴7噴入引燃柴油，完成燃燒過程。換氣階段，節(jié)流閥12由ECU向上完全開啟，空氣經(jīng)空氣進氣道12進入燃燒室，隨著排氣門的開啟關(guān)閉，完成換氣過程，該過程不會將殘留于混合器5與混合進氣道6中的天然氣直接掃入空氣中，有利于節(jié)約能源，降低天然氣對空氣造成的污染。