[發(fā)明專利]CNG發(fā)動機單缸自充氣系統(tǒng)及其自充氣方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610128584.X
• 申請日: 2016-03-07
• 公開（公告）號: CN105781757A
• 公開（公告）日: 2016-07-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 鄧義斌;鄭良焱;王澤勝
• 申請（專利權(quán)）人: 武漢理工大學(xué)
• 主分類號: F02D17/02
• 分類號: F02D17/02;F02B75/00
• 代理公司: 武漢開元知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 42104
• 代理人: 胡鎮(zhèn)西

本發(fā)明公開了一種CNG發(fā)動機單缸自充氣方法，通過將CNG發(fā)動機內(nèi)的一個氣缸作為充氣氣缸，余下的部分或全部氣缸作為動力氣缸，使充氣氣缸作為活塞式壓縮機氣缸，將民用天然氣壓縮后充入高壓CNG儲罐內(nèi)。本發(fā)明同時公開了一種CNG發(fā)動機單缸自充氣系統(tǒng)，包括CNG發(fā)動機、高壓CNG儲罐和連接管網(wǎng)；所述CNG發(fā)動機包括氣缸和ECU，所述氣缸包括氣缸進氣閥、氣缸排氣閥、氣缸蓋和火花塞；所述氣缸包括一個充氣氣缸和至少一個動力氣缸；所述充氣氣缸設(shè)置有閉缸裝置和充氣通道，所述充氣通道上設(shè)置有充氣管，所述充氣管上設(shè)置有氣缸充氣控制閥。該方法和裝置能夠使用民用天然氣對CNG汽車進行充氣，改裝幅度小，易于實現(xiàn)，不影響CNG發(fā)動機的性能。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種CNG汽車，特別是指一種CNG發(fā)動機單缸自充氣系統(tǒng)及其自充氣方法。

背景技術(shù)

天然氣作為公認的清潔能源，與煤炭、石油并列為世界能源的三大支柱。由于石油資源的日益減少，為了緩解汽車對石油資源長久性和依耐性的擔(dān)憂，汽油和電力、汽油和天然氣等混合動力汽車相繼研發(fā)并已投入使用。近些年來，國家陸續(xù)出臺了一些政策支持天然氣產(chǎn)業(yè)發(fā)展，鼓勵和支持以LNG、CNG作為燃料的汽車和船舶。

我國的天然氣資源主要集中在西部及近海區(qū)域，一方面，環(huán)氣源附近的城市例如：四川、重慶、烏魯木齊、海南等地，由于天然氣充足，建成的加氣站數(shù)量較多，天然氣汽車保有量也比較大。另一方面，天然氣資源匱乏城市的天然氣來源主要依靠西氣東輸?shù)忍烊粴廨斔凸芫W(wǎng)，輸送的天然氣供居民燃燒使用居多，從而導(dǎo)致城市天然氣氣源少，天然氣加氣站的數(shù)量難以突破，天然氣汽車也因此無法大量普及。

與天然氣加氣站相比，民用天然氣要普遍得多。如果能夠利用民用天然氣對CNG汽車進行加氣，將有效解決目前天然氣加氣站數(shù)量少、CNG汽車加氣難的問題。由于民用天然氣入戶壓力較低，通常在表壓26mbar(換算成絕壓為0.1036MPa)左右；而CNG汽車的充氣壓力約為18MPa，遠高于民用天然氣入戶壓力，因此必須對民用低壓天然氣進行壓縮加壓后才有可能充入高壓CNG儲罐中。對于CNG汽車車主來說，購置昂貴的天然氣壓縮機顯然是不經(jīng)濟的，而且使用不便，存在安全隱患。相對而言，利用汽車自身設(shè)備或車載設(shè)備將民用低壓天然氣壓縮至符合CNG汽車使用要求顯然更具實際意義。

目前，已公開的CNG加氣裝置基本上都應(yīng)用于加氣站，并不針對汽車個體。如公開號為CN104776432A的中國發(fā)明專利公開了一種高能CNG加氣裝置，利用限壓閥及進氣總閥對輸入的CNG進行限壓和控制，在充裝天然氣的的同時將增效劑通過增效劑加注口注入，從而使天然氣與增效劑混合，提高燃燒溫度。而有關(guān)利用民用天然氣的研究多集中于鍋爐等燃燒器。如公開號為CN102679145A的中國專利申請公開了一種燃天然氣鍋爐及其燃燒器，能夠使用現(xiàn)有的民用天然氣管網(wǎng)進行供氣，無需再單獨鋪設(shè)天然氣管道并建調(diào)壓站，大大降低了燃天然氣鍋爐的使用成本。有關(guān)CNG汽車直接利用民用天然氣進行加氣的研究目前還是空白。

另一方面，閉缸技術(shù)作為一項節(jié)能減排技術(shù)，在汽車燃油發(fā)動機上有著較為廣泛的應(yīng)用，其實質(zhì)是將氣門做功“斷開”使部分氣缸處于空轉(zhuǎn)狀態(tài)，供油系統(tǒng)停止向?qū)?yīng)缸體噴油，從而降低發(fā)動機排量。大眾、本田、克萊斯勒公司是這種技術(shù)的典型代表。大眾的EA211 發(fā)動機的閉缸系統(tǒng)，是通過電磁閥控制凸輪軸斜槽位移，切換兩個不同角度的凸輪從而實現(xiàn)針對不同工況下對氣門升程和正時的改變，閉缸系統(tǒng)只需要將高角度凸輪更換成沒有升程的凸輪即可實現(xiàn)閉缸；本田的i-VTEC/VCM六缸發(fā)動機所采用的閉缸系統(tǒng)，其核心是通過一套塞柱結(jié)構(gòu)的油壓裝置來驅(qū)動鏈接的氣門搖臂的斷開或結(jié)合，在連桿搖臂內(nèi)的油壓裝置驅(qū)動了搖臂的支點，使它停止驅(qū)動氣門，也就實現(xiàn)了閉缸；克萊斯勒的HEMI發(fā)動機的MDS閉缸系統(tǒng)，在凸輪軸附近還是一個類似氣門頂桶的結(jié)構(gòu)，這個頂桶里面有彈簧塞柱，通過液壓驅(qū)動連通或斷開，從而實現(xiàn)變缸。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種將民用天然氣直接充入CNG汽車的 CNG發(fā)動機單缸自充氣系統(tǒng)及其自充氣方法。