[發明專利]一種內燃機用高溫氣體控制裝置

在審

• 申請號: 201911330330.6
• 申請日: 2019-12-20
• 公開（公告）號: CN111173596A
• 公開（公告）日: 2020-05-19
• 發明（設計）人: 陳晉兵;董江峰;牛海杰;王赟;張煒;王尚學;王云飛
• 申請（專利權）人: 中國北方發動機研究所（天津）
• 主分類號: F01N3/04
• 分類號: F01N3/04;F01N9/00;F01N11/00
• 代理公司: 天津企興智財知識產權代理有限公司 12226
• 代理人: 馬倩倩

本發明提供了一種內燃機用高溫氣體控制裝置，包括內燃機本體和排氣管路，還包括溫度監測傳感器、控制器、執行器控制閥、高壓水路和冷器液霧化噴嘴，冷器液霧化噴嘴安裝在排氣管路上，冷器液霧化噴嘴的輸入端連接高壓水路，通過冷器液霧化噴嘴的噴孔將高壓水路提供的壓力冷卻介質以霧化形成噴入所述排氣管路；執行器控制閥安裝在高壓水路的輸入端，并通過信號線連接控制器，所述控制器還通過信號線連接溫度監測傳感器；所述溫度監測傳感器安裝在排氣管路上。本發明通過降低排氣管路內溫度，進一步控制熱輻射能量，降低內燃機外圍表面溫度，可有效提高內燃機工作過程中與外圍裝置工作可靠性，同時可以降低動力裝置外圍體積，提高其集成化程度。

技術領域

本發明屬于內燃機整機開發技術領域，尤其是涉及一種內燃機用高溫氣體控制裝置。

背景技術

發動機作為熱能動力轉換裝置，將燃料化學能轉換為熱能后推動機械件做功，在能量轉換過程中有40％左右轉化為有效功，剩余60％以熱能、排氣、摩擦等形成消耗，造成內燃機本體溫度升高，特別是排氣能量往往較高。由于內燃機類裝置處于大負荷大功率使用過程中，其外表面溫度升高，特別是排氣溫度將達到700℃甚至更高，形成較大能量熱輻射對外圍防護罩、輕質新型材料造成軟化破壞。

現在的內燃機動力裝置要求結構集成化、緊湊化且運行可靠，對動力裝置外形整體尺寸提出苛刻要求。為實現高功重比、高緊湊性、高集成化動力裝置設計，要求動力裝置外部防護罩與內燃機本體距離50mm，最小距離10cm，但是因排氣引起高溫壁面難以滿足該距離要求，限制了動力裝置集成化、輕量化水平。

發明內容

有鑒于此，本發明旨在提出一種內燃機用高溫氣體控制裝置，以降低內燃機壁面溫度特別是排氣溫度，進而采用輕量化材料縮小動力裝置外形體積同時降低重量，提高動力裝置集成化程度。

為達到上述目的，本發明的技術方案是這樣實現的：

一種內燃機用高溫氣體控制裝置，包括內燃機本體和排氣管路，排氣管路用于引導內燃機本體產生的高溫氣體排入外界環境；還包括溫度監測傳感器、控制器、執行器控制閥、高壓水路和冷器液霧化噴嘴，所述冷器液霧化噴嘴安裝在排氣管路上，冷器液霧化噴嘴的輸入端連接所述高壓水路，通過冷器液霧化噴嘴的噴孔將高壓水路提供的壓力冷卻介質以霧化形成噴入所述排氣管路；所述執行器控制閥安裝在高壓水路的輸入端，并通過信號線連接控制器，所述控制器還通過信號線連接溫度監測傳感器；所述溫度監測傳感器安裝在排氣管路上，用于采集排氣管路內的溫度。

進一步的，所述高壓水路提供1.5-2MPa壓力冷卻介質。

進一步的，所述內燃機本體本體外側安裝高強度材料的輕質保護罩9。

進一步的，所述控制裝置的控制策略如下：

當控制器收到溫度監測傳感器采集的溫度在100℃以下時，不執行動作；

當控制器收到溫度監測傳感器采集的溫度在100℃以上時，發出信號給執行器控制閥使其逐漸開啟，采用線性控制策略，隨排氣溫度的升高，控制執行器控制閥的開啟角度不斷增大，當排氣溫度升高到700℃，執行器控制閥的開度達到100％。

相對于現有技術，本發明具有以下優勢：

本發明實現內燃機類動力裝置高溫氣體有效控制，通過降低排氣管路內溫度，進一步控制熱輻射能量，降低內燃機外圍表面溫度，可有效提高內燃機工作過程中與外圍裝置工作可靠性，同時可以降低動力裝置外圍體積，提高其集成化程度。

附圖說明

構成本發明的一部分的附圖用來提供對本發明的進一步理解，本發明的示意性實施例及其說明用于解釋本發明，并不構成對本發明的不當限定。在附圖中：

圖1為本發明實施例所述的高溫氣體控制裝置的結構示意圖；