低熱值氣體發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣裝置制造方法
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型涉及四沖程氣體發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是涉及低熱值氣體發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣裝置。其特征是：進(jìn)氣門(mén)設(shè)置有主氣道和輔氣道兩個(gè)進(jìn)氣通道，主氣道和混合氣進(jìn)氣管連通，輔氣道和空氣進(jìn)氣管連通，輔氣道包裹著主氣道；在每個(gè)氣缸的每個(gè)氣門(mén)設(shè)置至少1個(gè)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(jìn)口連接掃氣氣源，掃氣控制閥控制掃氣噴管內(nèi)氣體的通、斷。有益效果是：降低發(fā)動(dòng)機(jī)排溫、提高空氣利用效率，實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)功率強(qiáng)化和降低排放雙重作用。
【專(zhuān)利說(shuō)明】低熱值氣體發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及四沖程氣體發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是涉及低熱值氣體發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣
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【背景技術(shù)】
[0002]目前我國(guó)現(xiàn)狀和全球領(lǐng)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(fèi)，有的沒(méi)有開(kāi)發(fā)利用，尤其治理空氣污染，減少燃煤電廠(chǎng)污染，低熱值煤制氣可以達(dá)到天然氣燃燒排放，煤礦低濃度瓦斯氣，劣質(zhì)煤煉煤氣化發(fā)電，對(duì)于生物質(zhì)氣化發(fā)電，再生能源都有一個(gè)高效、優(yōu)質(zhì)利用。
[0003]利用低熱值氣有兩大難題，一是焦油，尤其是生物質(zhì)氣化輕分子、焦油比重低于空氣內(nèi)燃機(jī)使用此種燃料。另外一個(gè)提高效率，傳統(tǒng)的辦法低熱值采用非增壓辦法自然進(jìn)氣，采用增壓的辦法都是用預(yù)混合進(jìn)氣技術(shù)，本發(fā)明之前也有采用在氣道噴射技術(shù)進(jìn)氣辦法，但功率波動(dòng)大，氣體預(yù)處理消耗大量功率。
[0004]本發(fā)明采用一種辦法，使用一種進(jìn)氣方法克服焦油堵進(jìn)氣門(mén)導(dǎo)管并用發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣增壓辦法增壓低熱值氣并能提高燃燒強(qiáng)度。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是在進(jìn)氣門(mén)打開(kāi)時(shí)實(shí)現(xiàn)空氣進(jìn)氣和混合氣進(jìn)氣先后進(jìn)行，使混合氣進(jìn)氣管的氣延遲進(jìn)氣(先進(jìn)入空氣)。空氣進(jìn)氣管的氣體壓力大于混合氣進(jìn)氣管的氣體壓力，在進(jìn)氣門(mén)打開(kāi)時(shí)，空氣進(jìn)氣管的空氣先提前進(jìn)入燃燒室，使燃燒室四周有個(gè)空氣膜，在進(jìn)氣門(mén)打開(kāi)到一定程度后，兩路氣再同時(shí)向氣缸內(nèi)充氣，在進(jìn)氣門(mén)接近關(guān)閉時(shí)，進(jìn)氣門(mén)喉口有個(gè)壓縮波，使混合氣進(jìn)氣管的氣受壓縮，再加上空氣進(jìn)氣管的氣壓大于混合氣進(jìn)氣管的氣壓，在兩種壓力的雙重作用下使混合氣進(jìn)氣管的氣路提前關(guān)閉。
[0006]混合氣進(jìn)氣管上布置有壓力伺服調(diào)節(jié)閥，調(diào)節(jié)混合氣進(jìn)氣管的氣體的延遲進(jìn)氣時(shí)間。
[0007]同時(shí)，掃氣氣源通過(guò)掃氣控制閥控制氣體的通、斷，氣體通過(guò)進(jìn)氣門(mén)喉口的掃氣噴管在進(jìn)氣門(mén)打開(kāi)前，或進(jìn)氣門(mén)打開(kāi)前及關(guān)閉前對(duì)燃燒室進(jìn)行掃氣。
[0008]—種低熱值氣體發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣方法，其特征在于，包括:
[0009]進(jìn)氣門(mén)打開(kāi)時(shí)，空氣進(jìn)氣管的空氣通過(guò)輔氣道先首先進(jìn)入燃燒室，在進(jìn)氣門(mén)打開(kāi)到一定程度后，混合氣進(jìn)氣管的混合氣通過(guò)主氣道和輔氣道的空氣混合向氣缸內(nèi)充氣，在進(jìn)氣門(mén)接近關(guān)閉時(shí)，主氣道的氣路提前關(guān)閉；掃氣氣源通過(guò)掃氣控制閥控制氣體的通、斷，氣體通過(guò)進(jìn)氣門(mén)喉口的掃氣噴管在進(jìn)氣門(mén)打開(kāi)前，或氣門(mén)打開(kāi)前及關(guān)閉前對(duì)燃燒室進(jìn)行掃氣。
[0010]所述的一種低熱值氣體發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣方法，其特征在于，還包括:
[0011]壓力傳導(dǎo)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(hào)控制電動(dòng)蝶閥調(diào)節(jié)混合氣進(jìn)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(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣裝置，其特征是:進(jìn)氣門(mén)設(shè)置有主氣道和輔氣道兩個(gè)進(jìn)氣通道，主氣道和混合氣進(jìn)氣管連通，輔氣道和空氣進(jìn)氣管連通，輔氣道包裹著主氣道；在每個(gè)氣缸的每個(gè)進(jìn)氣門(mén)設(shè)置至少1個(gè)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(jìn)口連接掃氣氣源，掃氣控制閥控制掃氣噴管內(nèi)氣體的通、斷。
[0013]所述的一種低熱值氣體發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣裝置，其特征是:主氣道和混合氣進(jìn)氣管通過(guò)一電動(dòng)蝶閥連通，主氣道中設(shè)置壓力傳導(dǎo)管，壓力傳導(dǎo)管連接傳感器，所述電動(dòng)蝶閥受控于所述傳感器的信號(hào)。
[0014]所述的一種低熱值氣體發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣裝置，其特征是:掃氣氣源為外置式壓力氣源。
[0015]本發(fā)明的有益效果是:降低發(fā)動(dòng)機(jī)排溫、提高空氣利用效率，實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)功率強(qiáng)化和降低排放雙重作用。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0016]圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)原理圖。
[0017]圖2進(jìn)氣門(mén)關(guān)閉時(shí)位置，輔氣道中空氣壓力大于主氣道混合氣壓力，空氣積累在進(jìn)氣門(mén)喉口。
[0018]圖3進(jìn)氣門(mén)微開(kāi)位置，此時(shí)排氣門(mén)正要關(guān)閉，輔氣道的空氣進(jìn)入缸內(nèi)掃氣，同時(shí)阻擋主氣道的混合氣。
[0019]圖4進(jìn)氣門(mén)繼續(xù)打開(kāi)，排氣門(mén)關(guān)閉，輔氣道的空氣全部進(jìn)入氣缸，同時(shí)主氣道的混合氣到達(dá)進(jìn)氣門(mén)喉口。
[0020]圖5進(jìn)氣門(mén)持續(xù)打開(kāi)直至完全打開(kāi)，輔氣道的空氣和主氣道的混合氣同時(shí)進(jìn)入氣缸。
[0021]圖6進(jìn)氣門(mén)接近關(guān)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(xù)向缸內(nèi)充氣，直至進(jìn)氣口關(guān)閉為止。
[0022]圖中，01活塞，02進(jìn)氣門(mén)，03氣門(mén)座圈，04汽缸蓋，05為進(jìn)氣門(mén)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(guò)渡板，10空氣進(jìn)氣管，11壓力傳導(dǎo)管，12壓力傳感器，13電動(dòng)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(mén)。
[0023]

【具體實(shí)施方式】
[0024]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明。
[0025]圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)原理圖?；钊?1上有進(jìn)氣門(mén)02，氣門(mén)座圈03設(shè)置在氣缸蓋上04，05為進(jìn)氣門(mén)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(guò)渡板09隔離主氣道07和輔氣道08，空氣進(jìn)氣管10連接輔氣道08，壓力傳導(dǎo)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(dòng)蝶閥13安裝在主氣道07和混合氣總管15之間，電動(dòng)蝶閥13受控于壓力傳感器12的信號(hào)。主氣道07包容在輔氣道08之中。在傳統(tǒng)的氣缸蓋04的喉口處設(shè)有一個(gè)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(gè)外置式壓力氣源即掃氣氣源18。采用外接掃氣氣源的優(yōu)勢(shì)是配置簡(jiǎn)單，易于控制，適用性強(qiáng)。
[0026]其工作過(guò)程:
[0027]在進(jìn)氣門(mén)02關(guān)閉時(shí)，空氣由空氣進(jìn)氣管10進(jìn)入輔氣道08，空氣壓力大于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(jìn)氣門(mén)02打開(kāi)初期，輔氣道08的空氣通過(guò)進(jìn)氣門(mén)02進(jìn)入燃燒室，在空氣進(jìn)入到一定程度后，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(guò)進(jìn)氣門(mén)02進(jìn)入氣缸。在進(jìn)氣門(mén)02關(guān)閉前，輔氣道空氣壓力大于主氣道混合氣壓力，空氣又將混合氣擋住在主氣道特定位置(壓力傳導(dǎo)管的頭部)，僅有輔氣道空氣進(jìn)入氣缸，保障燃燒室壁上方為空氣。
[0028]圖2進(jìn)氣門(mén)02關(guān)閉時(shí)位置，輔氣道08中空氣壓力大于主氣道07混合氣壓力，空氣積累在進(jìn)氣門(mén)喉口。
[0029]圖3進(jìn)氣門(mén)02微開(kāi)位置，此時(shí)排氣門(mén)19正要關(guān)閉，輔氣道08的空氣進(jìn)入缸內(nèi)掃氣，同時(shí)阻擋主氣道07的混合氣。
[0030]圖4進(jìn)氣門(mén)02繼續(xù)打開(kāi)，排氣門(mén)19關(guān)閉，輔氣道08的空氣全部進(jìn)入氣缸，同時(shí)主氣道07的混合氣到達(dá)進(jìn)氣門(mén)喉口。
[0031]圖5進(jìn)氣門(mén)02持續(xù)打開(kāi)直至完全打開(kāi)，輔氣道08的空氣和主氣道07的混合氣同時(shí)進(jìn)入氣缸。
[0032]圖6進(jìn)氣門(mén)02接近關(guān)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(xù)向缸內(nèi)充氣，直至進(jìn)氣口 02關(guān)閉為止。
[0033]同時(shí)，參照?qǐng)D1，進(jìn)氣門(mén)02關(guān)閉時(shí)，掃氣噴管16在掃氣控制閥17的控制下，掃氣閥門(mén)打開(kāi)掃氣氣源18，經(jīng)過(guò)掃氣噴管16噴入氣門(mén)喉口容積05處，噴氣持續(xù)一段時(shí)間，進(jìn)氣門(mén)02打開(kāi)，掃氣噴管16持續(xù)噴氣，到一定時(shí)間后，掃氣閥門(mén)17關(guān)閉，掃氣噴管16與掃氣氣源18隔離，掃氣噴管16停止供氣。由于掃氣噴管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)，氣栓壓力大于傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)氣道壓力，在進(jìn)氣門(mén)02打開(kāi)時(shí)這段氣栓對(duì)活塞01上方燃燒室進(jìn)行強(qiáng)力掃氣。
[0034]通過(guò)進(jìn)氣門(mén)向氣缸內(nèi)充氣，將氣缸上方殘余尾氣清掃，降低排氣溫點(diǎn)溫度，在排氣門(mén)關(guān)閉后掃氣閥門(mén)關(guān)閉，此時(shí)，燃?xì)馔ǖ揽諝庖呀?jīng)絕大部分進(jìn)入氣缸，燃?xì)忾_(kāi)始進(jìn)入氣缸，此時(shí)兩缸氣(空氣和燃?xì)馔瑫r(shí)進(jìn)入氣缸，在氣缸內(nèi)混合)，這種進(jìn)氣方式，燃?xì)庠谶M(jìn)氣道內(nèi)有空氣包圍，燃?xì)庵薪褂筒粫?huì)透過(guò)空氣進(jìn)入氣門(mén)導(dǎo)管徹底解決焦油卡氣門(mén)。
[0035]進(jìn)氣門(mén)關(guān)閉前，掃氣閥門(mén)二次打開(kāi)，注入空氣，隨著進(jìn)氣門(mén)關(guān)閉，將燃?xì)鈮嚎s到燃?xì)馔ǖ纼?nèi)，燃燒室頂層被空氣膜擋住，這樣完成了一個(gè)進(jìn)氣循環(huán)。
[0036]本發(fā)明采用的方法效果是:進(jìn)氣初期使氣缸壁和燃燒室周?chē)幸粋€(gè)空氣膜，對(duì)于壓燃式內(nèi)燃機(jī)使其進(jìn)氣初期有個(gè)高壓力擋住排氣缸內(nèi)尾氣向進(jìn)氣口倒灌，在進(jìn)氣過(guò)程中大部分時(shí)間采用較低壓力；對(duì)于點(diǎn)燃式內(nèi)燃機(jī)使其混合氣異步進(jìn)入氣缸，防止進(jìn)氣初期回火。
[0037]上述方法在氣缸直徑190上實(shí)施方法:在每個(gè)氣缸蓋布置兩個(gè)主氣道；每個(gè)主氣道離氣門(mén)座圈口 10-80_，輔氣道為兩路并連通道，匯總后與過(guò)渡板相連，空氣進(jìn)氣管與混合氣總管分別與氣缸蓋上裝的過(guò)渡板相連。該方法實(shí)施后，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(gè)壓縮空氣氣源，可以從市場(chǎng)上直接購(gòu)買(mǎi)壓縮空氣裝置，其流量為其發(fā)動(dòng)機(jī)排量的(0.0Γ0.3)，壓力為(0.06、.4)MPa0
[0039]上述配套方案，對(duì)于氣體發(fā)動(dòng)機(jī)100rpm功率達(dá)到800-1000kw排溫(在每缸排氣道的出口)不高于580°C，渦輪端的排氣低于650°C，效率比同類(lèi)發(fā)動(dòng)機(jī)要高5%以上。
【權(quán)利要求】
1.一種低熱值氣體發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣裝置，其特征是: 進(jìn)氣門(mén)設(shè)置有主氣道和輔氣道兩個(gè)進(jìn)氣通道，主氣道和混合氣進(jìn)氣管連通，輔氣道和空氣進(jìn)氣管連通，輔氣道包裹著主氣道； 在每個(gè)氣缸的每個(gè)氣門(mén)設(shè)置至少I(mǎi)個(gè)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(jìn)口連接掃氣氣源，掃氣控制閥控制掃氣噴管內(nèi)氣體的通、斷。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低熱值氣體發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣裝置，其特征是:主氣道和混合氣進(jìn)氣管通過(guò)一電動(dòng)蝶閥連通，主氣道中設(shè)置壓力傳導(dǎo)管，壓力傳導(dǎo)管連接傳感器，所述電動(dòng)蝶閥受控于所述傳感器的信號(hào)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種低熱值氣體發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣裝置，其特征是:掃氣氣源為外置式壓力氣源。
【文檔編號(hào)】F02D9/08GK204152691SQ201420464904
【公開(kāi)日】2015年2月11日 申請(qǐng)日期:2014年8月18日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月18日
【發(fā)明者】朱裕豐, 倪永芳 申請(qǐng)人:朱裕豐