[发明专利]天然气发动机

说明书

技术领域：

本发明涉及一种天然气发动机，特别是一种多点电控喷射稀燃天然气发动机。

背景技术：

随着能源短缺和环境污染问题的日益严重，天然气发动机以其良好的能源替代性和排放特性在国内推广应用。所以有很多的研究开发转向如何利用天然气资源，用天然气作发动机的燃料。一般开发采用机械混合器式的天然气发动机较多，这些发动机排放水平较低，动力性较差。电控发动机主要采用单点集中喷射方式，在发动机的进气歧管上布置混合器，采用几个喷气嘴将天然气喷进混合器，空气和天然气在此混合后沿进气歧管流入气缸。与多点电控发动机相比，这种发动机的动态响应较差，发动机燃料消耗率高。发动机较难满足欧III以上排放要求。

发明内容：

本发明的目的在于提供一种天然气发动机，是一种多点顺序喷射电控天然气发动机，其为高性能、低排放、高可靠性的多点电控顺序喷射天然气发动机。

本发明的技术方案是这样实现的：天然气发动机，其特征在于：多点顺序喷射电控系统搭载在发动机上：气轨布置在进气歧管上，气轨与进气歧管间采用密封胶圈密封，六个喷气嘴布置在气轨上，天然气温度传感器和压力传感器安装在气轨上，进气温度传感器和进气压力传感器布置在进气歧管上，转速传感器安装在飞轮壳上，从飞轮取转速信号，相位传感器安装在飞轮壳正对凸轮轴正时齿轮处，水温传感器布置在出水管上，排温传感器安装在排气管上；线性氧传感器安装在排气总管上；点火线圈固定在气缸体上的点火线圈支架上；火花塞安装在气缸盖上，高压线一端连接点火线圈，一端连接火花塞；高压线支架安装在气缸体上，固定高压线；线束固定在发动机上，用相应的线束夹固定；电子节气门安装在进气歧管进口处；ECU、天然气滤清器和减压器布置在整车驾驶室内或发动机机舱内。

水冷中间壳增压器连接在排气管和排气总管之间，其进水管一端布置在发动机的水套高压端，另一端与增压器连接，其回水管一端布置在发动机出水管上，另一端与增压器连接。

进气歧管在喷气嘴孔的连接处安装了一个铜制套管，套管过盈压入进气歧管，通过一直径为φ8～10mm的天然气导向管将天然气喷到进气门口处。

气缸盖上铸造六个火花塞孔。

燃烧室为盆型，燃烧室外径64～66mm，深度25～27mm，底部圆角R7～8mm，燃烧室喉口倒角为R2mm，压缩比12。

活塞上设有专用的活塞环，活塞环包括有气环和油环，其中气环为梯形结构，油环的刮油刃宽度L减小35％。

本发明的积极效果是：该天然气发动机保持了原柴油机的动力性，排放达到欧3标准要求。控制方法通过分区控制空燃比实现缸内有效控制NOx排放，同时采用氧化催化器降低HC及CO排放；在欧III排放法规的NOx控制区使过量空气系数达到1.4～1.58，在非排放控制区的低速大负荷区域，过量空气系数控制在1.2左右。

附图说明：

图1为多点顺序喷射电控系统在发动机上的搭载图；

图2为带有天然气导入通道的进气歧管；

图3为铸造火花塞孔的气缸盖示意图；

图4为盆型燃烧室；

图5为专用活塞环；

图6为分区控制空燃比的排放控制方法。

具体实施方式：

下面结合附图对本发明做进一步的描述：

如图1所示，天然气发动机，其特征在于：是一种多点顺序喷射电控天然气发动机，电控系统搭载在发动机上，气轨9布置在进气歧管8上，气轨与进气歧管之间采用密封胶圈密封，六个喷气嘴10布置在气轨9上，天然气温度传感器13和压力传感器15安装在气轨9上，进气温度传感器11和进气压力传感器14布置在进气歧管8上，转速传感器8安装在飞轮壳上，从飞轮取转速信号，相位传感器1安装在飞轮壳正对凸轮轴正时齿轮处，水温传感器5布置在出水管上，排温传感器2安装在排气管上；线性氧传感器16安装在排气总管上。点火线圈21固定在气缸体上的点火线圈支架14上。火花塞17安装在气缸盖上，高压线18一端连接点火线圈21，一端连接火花塞17。高压线支架20安装在气缸体上，固定高压线18。线束19固定在发动机上，用相应的线束夹固定。电子节气门12安装在进气歧管进口处。ECU、天然气滤清器和减压器布置在整车驾驶室内或发动机机舱内。

水冷中间壳增压器3连接在排气管和排气总管之间。其进水管7一端布置在发动机的水套高压端，另一端与增压器连接。其回水管4一端布置在发动机出水管上，另一端与增压器连接，使增压器得到足够的冷却水，保证增压器可靠工作。