低熱值氣體發動機進氣裝置製造方法
2023-06-12 04:00:46
低熱值氣體發動機進氣裝置製造方法
【專利摘要】本實用新型涉及四衝程氣體發動機進氣【技術領域】，特別是涉及低熱值氣體發動機進氣裝置。其特徵是：進氣門設置有主氣道和輔氣道兩個進氣通道，主氣道和混合氣進氣管連通，輔氣道和空氣進氣管連通，輔氣道包裹著主氣道；在每個氣缸的每個氣門設置至少1個掃氣噴管，掃氣噴管連接掃氣控制閥的出口，掃氣控制閥的進口連接掃氣氣源，掃氣控制閥控制掃氣噴管內氣體的通、斷。有益效果是：降低發動機排溫、提高空氣利用效率，實現發動機功率強化和降低排放雙重作用。
【專利說明】低熱值氣體發動機進氣裝置
【技術領域】
[0001]本發明涉及四衝程氣體發動機進氣【技術領域】，特別是涉及低熱值氣體發動機進氣
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【背景技術】
[0002]目前我國現狀和全球領域低熱值氣源利用僅僅是在起步階段，大量的低熱值氣在浪費，有的沒有開發利用，尤其治理空氣汙染，減少燃煤電廠汙染，低熱值煤制氣可以達到天然氣燃燒排放，煤礦低濃度瓦斯氣，劣質煤煉煤氣化發電，對於生物質氣化發電，再生能源都有一個高效、優質利用。
[0003]利用低熱值氣有兩大難題，一是焦油，尤其是生物質氣化輕分子、焦油比重低於空氣內燃機使用此種燃料。另外一個提高效率，傳統的辦法低熱值採用非增壓辦法自然進氣，採用增壓的辦法都是用預混合進氣技術，本發明之前也有採用在氣道噴射技術進氣辦法，但功率波動大，氣體預處理消耗大量功率。
[0004]本發明採用一種辦法，使用一種進氣方法克服焦油堵進氣門導管並用發動機尾氣增壓辦法增壓低熱值氣並能提高燃燒強度。
【發明內容】
[0005]本發明的目的是在進氣門打開時實現空氣進氣和混合氣進氣先後進行，使混合氣進氣管的氣延遲進氣(先進入空氣)。空氣進氣管的氣體壓力大於混合氣進氣管的氣體壓力，在進氣門打開時，空氣進氣管的空氣先提前進入燃燒室，使燃燒室四周有個空氣膜，在進氣門打開到一定程度後，兩路氣再同時向氣缸內充氣，在進氣門接近關閉時，進氣門喉口有個壓縮波，使混合氣進氣管的氣受壓縮，再加上空氣進氣管的氣壓大於混合氣進氣管的氣壓，在兩種壓力的雙重作用下使混合氣進氣管的氣路提前關閉。
[0006]混合氣進氣管上布置有壓力伺服調節閥，調節混合氣進氣管的氣體的延遲進氣時間。
[0007]同時，掃氣氣源通過掃氣控制閥控制氣體的通、斷，氣體通過進氣門喉口的掃氣噴管在進氣門打開前，或進氣門打開前及關閉前對燃燒室進行掃氣。
[0008]—種低熱值氣體發動機進氣方法，其特徵在於，包括:
[0009]進氣門打開時，空氣進氣管的空氣通過輔氣道先首先進入燃燒室，在進氣門打開到一定程度後，混合氣進氣管的混合氣通過主氣道和輔氣道的空氣混合向氣缸內充氣，在進氣門接近關閉時，主氣道的氣路提前關閉；掃氣氣源通過掃氣控制閥控制氣體的通、斷，氣體通過進氣門喉口的掃氣噴管在進氣門打開前，或氣門打開前及關閉前對燃燒室進行掃氣。
[0010]所述的一種低熱值氣體發動機進氣方法，其特徵在於，還包括:
[0011]壓力傳導管將主氣道中特定位置的氣體壓力傳送給壓力傳感器，壓力傳感器的信號控制電動蝶閥調節混合氣進氣管中的氣體流向主氣道的氣體流量。
[0012]一種低熱值氣體發動機進氣裝置，其特徵是:進氣門設置有主氣道和輔氣道兩個進氣通道，主氣道和混合氣進氣管連通，輔氣道和空氣進氣管連通，輔氣道包裹著主氣道；在每個氣缸的每個進氣門設置至少1個掃氣噴管，掃氣噴管連接掃氣控制閥的出口，掃氣控制閥的進口連接掃氣氣源，掃氣控制閥控制掃氣噴管內氣體的通、斷。
[0013]所述的一種低熱值氣體發動機進氣裝置，其特徵是:主氣道和混合氣進氣管通過一電動蝶閥連通，主氣道中設置壓力傳導管，壓力傳導管連接傳感器，所述電動蝶閥受控於所述傳感器的信號。
[0014]所述的一種低熱值氣體發動機進氣裝置，其特徵是:掃氣氣源為外置式壓力氣源。
[0015]本發明的有益效果是:降低發動機排溫、提高空氣利用效率，實現發動機功率強化和降低排放雙重作用。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0016]圖1為本發明結構原理圖。
[0017]圖2進氣門關閉時位置，輔氣道中空氣壓力大於主氣道混合氣壓力，空氣積累在進氣門喉口。
[0018]圖3進氣門微開位置，此時排氣門正要關閉，輔氣道的空氣進入缸內掃氣，同時阻擋主氣道的混合氣。
[0019]圖4進氣門繼續打開，排氣門關閉，輔氣道的空氣全部進入氣缸，同時主氣道的混合氣到達進氣門喉口。
[0020]圖5進氣門持續打開直至完全打開，輔氣道的空氣和主氣道的混合氣同時進入氣缸。
[0021]圖6進氣門接近關閉，輔氣道的空氣又將主氣道的混合氣在主氣道的氣道口擋住，只有輔氣道的空氣繼續向缸內充氣，直至進氣口關閉為止。
[0022]圖中，01活塞，02進氣門，03氣門座圈，04汽缸蓋，05為進氣門座圈03上方與主氣道07間的容積，06輔噴管，07主氣道，08輔氣道，09過渡板，10空氣進氣管，11壓力傳導管，12壓力傳感器，13電動蝶閥，15混合氣總管，16掃氣噴管，17掃氣控制閥，18掃氣氣源，19排氣門。
[0023]
【具體實施方式】
[0024]下面結合附圖和實施例對本發明進一步說明。
[0025]圖1為本發明結構原理圖。活塞01上有進氣門02，氣門座圈03設置在氣缸蓋上04，05為進氣門座圈03上方與主氣道07間的容積，06為輔氣道08的輔噴管，主氣道07連接混合氣總管15，過渡板09隔離主氣道07和輔氣道08，空氣進氣管10連接輔氣道08，壓力傳導管11的頭部將主氣道07特定位置的氣體壓力傳輸給壓力傳感器12，電動蝶閥13安裝在主氣道07和混合氣總管15之間，電動蝶閥13受控於壓力傳感器12的信號。主氣道07包容在輔氣道08之中。在傳統的氣缸蓋04的喉口處設有一個掃氣噴管16，掃氣噴管16與掃氣控制閥17相連，掃氣控制閥外接一個外置式壓力氣源即掃氣氣源18。採用外接掃氣氣源的優勢是配置簡單，易於控制，適用性強。
[0026]其工作過程:
[0027]在進氣門02關閉時，空氣由空氣進氣管10進入輔氣道08，空氣壓力大於主氣道的混合氣壓力，主氣道07的混合氣受到輔氣道08的空氣壓縮，在進氣門02打開初期，輔氣道08的空氣通過進氣門02進入燃燒室，在空氣進入到一定程度後，主氣道07的混合氣也到容積05處，空氣與混合氣混合在一起通過進氣門02進入氣缸。在進氣門02關閉前，輔氣道空氣壓力大於主氣道混合氣壓力，空氣又將混合氣擋住在主氣道特定位置(壓力傳導管的頭部)，僅有輔氣道空氣進入氣缸，保障燃燒室壁上方為空氣。
[0028]圖2進氣門02關閉時位置，輔氣道08中空氣壓力大於主氣道07混合氣壓力，空氣積累在進氣門喉口。
[0029]圖3進氣門02微開位置，此時排氣門19正要關閉，輔氣道08的空氣進入缸內掃氣，同時阻擋主氣道07的混合氣。
[0030]圖4進氣門02繼續打開，排氣門19關閉，輔氣道08的空氣全部進入氣缸，同時主氣道07的混合氣到達進氣門喉口。
[0031]圖5進氣門02持續打開直至完全打開，輔氣道08的空氣和主氣道07的混合氣同時進入氣缸。
[0032]圖6進氣門02接近關閉，輔氣道08的空氣又將主氣道07的混合氣在主氣道07的氣道口擋住，只有輔氣道08的空氣繼續向缸內充氣，直至進氣口 02關閉為止。
[0033]同時，參照圖1，進氣門02關閉時，掃氣噴管16在掃氣控制閥17的控制下，掃氣閥門打開掃氣氣源18，經過掃氣噴管16噴入氣門喉口容積05處，噴氣持續一段時間，進氣門02打開，掃氣噴管16持續噴氣，到一定時間後，掃氣閥門17關閉，掃氣噴管16與掃氣氣源18隔離，掃氣噴管16停止供氣。由於掃氣噴管16噴出氣體的作用，在喉口容積05處有一段較高壓力的氣栓(氣段)，氣栓壓力大於傳統內燃機氣道壓力，在進氣門02打開時這段氣栓對活塞01上方燃燒室進行強力掃氣。
[0034]通過進氣門向氣缸內充氣，將氣缸上方殘餘尾氣清掃，降低排氣溫點溫度，在排氣門關閉後掃氣閥門關閉，此時，燃氣通道空氣已經絕大部分進入氣缸，燃氣開始進入氣缸，此時兩缸氣(空氣和燃氣同時進入氣缸，在氣缸內混合)，這種進氣方式，燃氣在進氣道內有空氣包圍，燃氣中焦油不會透過空氣進入氣門導管徹底解決焦油卡氣門。
[0035]進氣門關閉前，掃氣閥門二次打開，注入空氣，隨著進氣門關閉，將燃氣壓縮到燃氣通道內，燃燒室頂層被空氣膜擋住，這樣完成了一個進氣循環。
[0036]本發明採用的方法效果是:進氣初期使氣缸壁和燃燒室周圍有一個空氣膜，對於壓燃式內燃機使其進氣初期有個高壓力擋住排氣缸內尾氣向進氣口倒灌，在進氣過程中大部分時間採用較低壓力；對於點燃式內燃機使其混合氣異步進入氣缸，防止進氣初期回火。
[0037]上述方法在氣缸直徑190上實施方法:在每個氣缸蓋布置兩個主氣道；每個主氣道離氣門座圈口 10-80_，輔氣道為兩路並連通道，匯總後與過渡板相連，空氣進氣管與混合氣總管分別與氣缸蓋上裝的過渡板相連。該方法實施後，排溫下降30°C?50°C，同等排溫下功率提高20?30%。
[0038]掃氣氣源為外置式壓力氣源，外置式壓力氣源18是一個壓縮空氣氣源，可以從市場上直接購買壓縮空氣裝置，其流量為其發動機排量的(0.0Γ0.3)，壓力為(0.06、.4)MPa0
[0039]上述配套方案，對於氣體發動機100rpm功率達到800-1000kw排溫(在每缸排氣道的出口)不高於580°C，渦輪端的排氣低於650°C，效率比同類發動機要高5%以上。
【權利要求】
1.一種低熱值氣體發動機進氣裝置，其特徵是: 進氣門設置有主氣道和輔氣道兩個進氣通道，主氣道和混合氣進氣管連通，輔氣道和空氣進氣管連通，輔氣道包裹著主氣道； 在每個氣缸的每個氣門設置至少I個掃氣噴管，掃氣噴管連接掃氣控制閥的出口，掃氣控制閥的進口連接掃氣氣源，掃氣控制閥控制掃氣噴管內氣體的通、斷。
2.根據權利要求1所述的一種低熱值氣體發動機進氣裝置，其特徵是:主氣道和混合氣進氣管通過一電動蝶閥連通，主氣道中設置壓力傳導管，壓力傳導管連接傳感器，所述電動蝶閥受控於所述傳感器的信號。
3.根據權利要求1或2所述的一種低熱值氣體發動機進氣裝置，其特徵是:掃氣氣源為外置式壓力氣源。
【文檔編號】F02D9/08GK204152691SQ201420464904
【公開日】2015年2月11日 申請日期:2014年8月18日 優先權日:2014年8月18日
【發明者】朱裕豐, 倪永芳 申請人:朱裕豐