一種採用電控調壓器燃料供給系統的天然氣發電機組的製作方法
2023-06-02 22:30:01 1
一種採用電控調壓器燃料供給系統的天然氣發電機組的製作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種採用電控調壓器燃料供給系統的天然氣發電機組，電控調壓器燃料供給系統元件主要包括：電子節氣門、雙級減壓器、電控調壓執行器等元件；雙級減壓器、電控調壓執行器及空濾器均與比例式混合器相連，比例式混合器與小渦殼增壓器相連，小渦殼增壓器分別與中冷器和消聲器相連，中冷器通過電子節氣門與點火系統相連；比例式混合器位置到增壓器、空濾器和電控調壓器距離相當，處於中心位置。這樣布置可以最大程度縮短增壓器前各條氣路長度，從而優化發動機瞬態性能。燃氣與經過空濾器過濾後的空氣通過先混合再增壓的方式，幫助加強功率以實現發電機組的性能指標。
【專利說明】一種採用電控調壓器燃料供給系統的天然氣發電機組
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及發電機組領域，尤其涉及一種採用電控調壓器燃料供給系統的天然氣發電機組。
【背景技術】
[0002]隨著世界石油資源的日趨緊張以及環保要求的不斷提高，近些年以天然氣為燃料的車輛和工程機械等得到廣泛的推廣和應用。這是因為與燃油相比，天然氣具有成本低，汙染小、安全性好等優勢，是最受歡迎的新能源之一。
[0003]天然氣發電機組與柴油發電機組相比具有運行成本低，汙染小、起動性能好、噪聲低、振動小等優點。是目前比較符合環保要求與適應新市場環境的發電機。隨著我國天然氣供應的愈加充足、供應範圍的不斷擴大，這種天然氣發電組必將得到快速增漲。
[0004]目前國內的天然氣發電機組燃料供給系統大多採用噴嘴式的單點或者多點噴射系統。本實用新型所採用的是電控調壓器燃料供給系統，該系統與單點噴射系統相比，控制精度相當，但是燃料響應性更好。與多點噴射系統相比各缸混合氣濃度均勻性更好，更適合於稀薄燃燒控制。本實用新型以成功開發的稀薄燃燒天然氣發動機(專利號:ZL200730168042.7)為基礎，通過改變電控調壓器燃料供給系統中部分重要元件的布置、重新匹配小渦殼增壓器，以及增加和匹配天然氣發電機組專用件，包括空濾器、消聲器、中冷器、發電機組底座，發電機及控制箱等，達到發電機組性能指標並實現發電功能。
實用新型內容
[0005]為解決現有技術存在的不足，本實用新型公開了一種採用電控調壓器燃料供給系統的天然氣發電機組，該實用新型以現有的稀薄燃燒天然氣發動機(專利號:ZL200730168042.7)為基礎，取消了空壓機、廢氣放氣閥控制裝置，增加了原來安裝在整車上的寬域氧傳感器、環境溫溼度傳感器，以及如空濾器、消聲器、中冷器、發電機組底座，發電機及控制箱等發電機組專用件，使發電機組布置更加緊湊。
[0006]為實現上述目的，本實用新型的具體方案如下:
[0007]—種採用電控調壓器燃料供給系統的天然氣發電機組，包括ECM、雙級減壓器、電控調壓執行器、空濾器以及發電機組底座；
[0008]所述雙級減壓器、電控調壓執行器及空濾器均與比例式混合器相連，比例式混合器與小渦殼增壓器相連，小渦殼增壓器與中冷器及消聲器相連，中冷器還與電子節氣門相連，電子節氣門與進氣岐管相連；
[0009]所述小渦殼增壓器位於天然氣發電機組的中部。
[0010]所述發電機組底座上固定有雙級減壓器、發電機與控制箱及中冷器；
[0011]所述空濾器與比例式混合器之間安裝有環境溫溼度傳感器。
[0012]所述小渦殼增壓器與消聲器的排氣管上安裝有寬域氧傳感器。
[0013]所述雙級減壓器、電控調壓執行器和比例式混合器安裝在發動機排氣側，比例式混合器到增壓器、空濾器和電控調壓器的距離相當，電控調壓器包括雙級減壓器和電控調壓執行器。
[0014]所述ECM與電控調壓執行器、低壓電磁截止閥、電子節氣門、環境溫溼度傳感器、寬域氧傳感器、進氣壓力溫度傳感器、曲軸凸輪軸轉速傳感器、冷卻水溫傳感器以及點火系統相連。
[0015]由於天然氣發電機組採用的是天然氣管道氣，而管道氣的氣壓比氣瓶氣壓低很多，如果與增壓後的空氣直接混合，必然造成混合氣過稀。為了加強功率、實現發電機組的性能指標。採用燃氣與經過空濾器過濾後的空氣先混合再經過增壓器增壓的方式。電控調壓器被分成了雙級減壓器與電控調壓執行器兩個部分，主要作用不變，仍然是按照空燃比的目標值通過調節燃氣壓力來獲得所需要的燃氣流量。雙級減壓器、電控調壓執行器和比例式混合器的安裝位置由原來的發動機進氣側(右側)，移到了發動機排氣側(左側)。比例式混合器位置到增壓器、空濾器和電控調壓器距離相當，處於中心位置。這樣布置可以最大縮短增壓器前各條氣路長度，從而優化發動機瞬態性能。
[0016]來自管道的低壓天然氣先通過低壓電磁截止閥進入固定在發電機組底座上的雙級減壓器以及電控調壓執行器調節燃氣壓力，然後與從空濾器出來的空氣進入到比例式混合器混合，再經過小渦殼增壓器增壓，增壓後的氣體從中冷器出來後，通過電子節氣門，最後進入進氣道被點火系統點燃。
[0017]環境溫溼度傳感器水平安裝在空濾器與比例式混合器之間，監測空氣溫度、溼度、和大氣壓力等信息。寬域氧傳感器安裝在增壓器與消聲器的排氣管上，通過監測氧的濃度，幫助實時修正燃氣供給量，實現空燃比閉環控制。
[0018]本實用新型的有益效果:
[0019]比例式混合器位置到增壓器、空濾器和電控調壓器距離相當，處於中心位置。這樣布置可以最大程度縮短增壓器前各條氣路長度，從而優化發動機瞬態性能。燃氣與經過空濾器過濾後的空氣先混合再經過增壓器增壓的方式，利於加強功率、實現發電機組的性能指標。環境溫溼度傳感器用來監測空氣溫度、溼度、和大氣壓力等信息，ECM可根據環境的溼度來優化點火時刻、燃氣供給量和增壓水平。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0020]圖1:發動機右視圖；
[0021]圖2:發動機左視圖；
[0022]圖3:本實用新型發電機組右視圖；
[0023]圖4:本實用新型發電機組左視圖；
[0024]圖中，1-ECM ；2-電控調壓器；2』 -雙級減壓器；2』 』 -電控調壓執行器；3_比例式混合器；4-電子節氣門；5_增壓器；5』_小渦殼增壓器；6_空壓機；7_廢氣放氣閥控制裝置；8-空濾器；9_消聲器；10-發電機與控制箱；11_中冷器；12-環境溫溼度傳感器；13_寬域氧傳感器；14_發電機組底座；15_點火系統，16-中冷後空氣進口，17-低壓電磁截止閥。
【具體實施方式】:
[0025]下面結合附圖對本實用新型進行詳細說明:[0026]如圖3-4所示一種採用電控調壓器燃料供給系統的天然氣發電機組，包括ECMl、雙級減壓器2』、電控調壓執行器2』 』、比例式混合器3、小渦殼增壓器5』、環境溫溼度傳感器12、寬域氧傳感器13、點火系統15、低壓電磁截止閥17、空濾器8、消聲器9、中冷器11、發電機組底座14等。本裝置取消了空壓機6、廢氣放氣閥控制裝置7，將原先的增壓器5更換為小渦殼增壓器5』.[0027]所述雙級減壓器2』、電控調壓執行器2』 』及空濾器8均與比例式混合器3相連，比例式混合器3與小渦殼增壓器5』相連，小渦殼增壓器5』分別與消聲器9和中冷器11相連，中冷器11通過電子節氣門4與點火系統15相連。ECMl就是電子控制模塊。
[0028]所述小渦殼增壓器5』位於天然氣發電機組的中部。
[0029]所述發電機組底座14上固定有雙級減壓器2』、發電機與控制箱10及中冷器11 ；
[0030]所述空濾器8與比例式混合器3之間安裝有環境溫溼度傳感器12。
[0031]所述小渦殼增壓器5』與消聲器9的排氣管上安裝有寬域氧傳感器13。
[0032]所述雙級減壓器2』、電控調壓執行器2』 』和比例式混合器3、低壓電磁截止閥17安裝在發動機排氣側，比例式混合器3到小渦殼增壓器5』、空濾器8和電控調壓器2的距離相等。
[0033]所述ECMl與電控調壓執行器2』 』、環境溫溼度傳感器12、寬域氧傳感器13、低壓電磁截止閥17等相連。
[0034]如圖1-2所示，原天然氣發動機的電控調壓器2與比例式混合器3安裝在發動機進氣側(右側)。從氣瓶出來的天然氣(CNG)經過高壓過濾器過濾、高壓電磁截止閥、高壓減壓器減壓、低壓過濾器過濾、低壓電磁截止閥17，然後通過發動機上的電控調壓器2按照空燃比的目標值調節燃氣出口壓力，獲得所需的燃氣流量，然後，燃氣與經過水冷增壓器5增壓後的空氣經過中冷後空氣進口 16 —起進入比例式混合器3進行充分混合，混合後的氣體最後通過電子節氣門4進入發動機進氣道被點火系統15點燃。
[0035]本實用新型的工作原理:採用燃氣與經過空濾器8過濾後的空氣先混合再經過增壓器5增壓的方式。如圖4所示，電控調壓器2被分成了雙級減壓器2』與電控調壓執行器2』 』兩個部分。主要作用不變，仍然是按照空燃比的目標值通過調節燃氣壓力來獲得所需要的燃氣流量。雙級減壓器2』、電控調壓執行器2』 』和比例式混合器3的安裝位置由原來的發動機進氣側(右側)，移到了發動機排氣側(左側)。比例式混合器3位置到增壓器5』、空濾器8、和電控調壓器距離相當，基本處於中心位置。這樣布置可以最大縮短增壓器5』前各條氣路長度，從而優化發動機瞬態性能。
[0036]來自管道的低壓天然氣先通過低壓電磁截止閥17進入固定在發電機組底座上的雙級減壓器2』、電控調壓執行器2』』調節燃氣壓力，然後與從空濾器8出來的空氣進入到比例式混合器3混合，再經過水冷增壓器5』增壓，增壓後的氣體從中冷器11出來後，通過電子節氣門4，最後進入進氣道被點火系統15點燃。
[0037]環境溫溼度傳感器12水平安裝在空濾器8與比例式混合器3之間，用來監測空氣溫度、溼度、和大氣壓力等信息。ECM可根據環境的溼度來優化點火時刻、燃氣供給量和增壓水平。大氣壓力和溫度的回饋信號被用來校準寬域氧傳感器13的讀數。寬域氧傳感器13安裝在增壓器5』與消聲器9的排氣管上，修正燃氣供給量，實現空燃比閉環控制。
【權利要求】
1.一種採用電控調壓器燃料供給系統的天然氣發電機組，其特徵是，包括ECM、雙級減壓器、電控調壓執行器、空濾器以及發電機組底座； 所述雙級減壓器、電控調壓執行器及空濾器均與比例式混合器相連，比例式混合器與小渦殼增壓器相連，小渦殼增壓器與中冷器及消聲器相連，中冷器還與電子節氣門相連，電子節氣門與進氣岐管相連； 所述發電機組底座上固定有雙級減壓器、發電機與控制箱及中冷器； 所述ECM與電控調壓執行器、低壓電磁截止閥、電子節氣門、環境溫溼度傳感器、寬域氧傳感器、進氣壓力溫度傳感器、曲軸凸輪軸轉速傳感器、冷卻水溫傳感器以及點火系統相連。
2.如權利要求1所述的一種採用電控調壓器燃料供給系統的天然氣發電機組，其特徵是，所述小渦殼增壓器位於天然氣發電機組的中部。
3.如權利要求1所述的一種採用電控調壓器燃料供給系統的天然氣發電機組，其特徵是，所述空濾器與比例式混合器之間安裝有環境溫溼度傳感器。
4.如權利要求1所述的一種採用電控調壓器燃料供給系統的天然氣發電機組，其特徵是，所述小渦殼增壓器與消聲器的排氣管上安裝有寬域氧傳感器。
5.如權利要求1所述的一種採用電控調壓器燃料供給系統的天然氣發電機組，其特徵是，所述雙級減壓器、電控調壓執行器和比例式混合器安裝在發動機排氣側，比例式混合器到增壓器、空濾器和電控調壓器的距離相當，電控調壓器包括雙級減壓器和電控調壓執行器。
【文檔編號】F02M21/04GK203515867SQ201320696623
【公開日】2014年4月2日 申請日期:2013年11月6日 優先權日:2013年11月6日
【發明者】高惠蛟, 孫霞, 姚平飛, 汪漢, 張治強, 賈鹹昆, 程惠巍 申請人:中國重汽集團濟南動力有限公司