[发明专利]船用气体燃料发动机或双燃料发动机燃气喷射装置有效

专利信息
申请号: 201410003185.1 申请日: 2014-01-03
公开(公告)号: CN103775248A 公开(公告)日: 2014-05-07
发明(设计)人: 杨立平;丁顺良;宋恩哲;姚崇;范立云;董全;石兴超 申请(专利权)人: 哈尔滨工程大学
主分类号: F02M21/02 分类号: F02M21/02
代理公司: 暂无信息 代理人: 暂无信息
地址: 150001 黑龙江省哈尔滨市南岗区*** 国省代码: 黑龙江;23
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摘要:
搜索关键词: 气体燃料 发动机 燃料 燃气 喷射 装置
【说明书】:

技术领域

发明涉及的是一种用于气体/双燃料发动机的燃气喷射与混合装置。

背景技术

我国内河船舶保有量巨大,在50万艘左右,船舶动力主要为柴油机,柴油机产生的大量害排放物对周边环境造成越来越严重的影响,因此,尽快缓解发动机排放问题已经迫在眉睫;同时我国对石油进口的过渡依赖已经成为制约我国经济和社会发展的瓶颈,这些问题正促使着国家不断制定越来越严格的经济性和排放法规,来规范各种发动机研发、生产和使用,同时开始大力发展替代燃料发动机,以优化能源供应结构和实现燃料的多样化,提高能源综合利用效益。天然气以其燃烧清洁、热值大且储量丰富等优势成为替代燃料的首选,天然气的主要应用方式之一是作为气体/双燃料发动机双燃料,但是目前船舶柴油机的种类繁多,型号功率相差甚远,在不同类型柴油机基础上开发或改造为气体/双燃料发动机或者气体机时,所配备的气体燃料喷射器的要求也就相差很大,不可能根据不同发动机的需求单独配置相应的气体燃料喷射器,而喷射器的参数和安装位置又会对发动机的使用性能造成很大影响,例如:喷射器过大的启喷燃料量会使气体/双燃料发动机在低负荷运行时,使得燃料喷射量不精确,造成燃料的浪费以及动力性、经济性和排放性能下降;喷射器过小的燃料喷射量范围无法满足发动机大功率功率运行要求,特别是采用歧管多点喷射时要求燃气喷射的及时性。目前,发动机厂家或改造单位为了满足大功率船用气体发动机燃气供应量要求,多是为每缸安装多个喷射器,但是喷射器的数量受歧管结构尺寸限制,而远离进气管安装会导致变工况喷气响应速度下降,而且由多个小流量喷气阀构成的阀组向各缸供给燃气也会使成本大大增加。同时,进气歧管安装时会存在燃气和空气混合不充分的问题,使得燃烧效率下降,排放性能变差。

发明内容

本发明的目的在于提供一种既可以兼顾启动和小负荷时燃气的小流量精确控制,又可以满足高负荷时燃气的大流量要求,结构紧凑,控制灵活,燃气与空气混合均匀的船用气体燃料发动机或双燃料发动机燃气喷射装置。

本发明的目的是这样实现的:包括上阀体20、下阀体16和电磁阀4,上阀体20和下阀体16内都有数量相同且相互对应的腔室,上阀体20的每个腔室内均设置单向阀3,下阀体16的每个腔室内均设置电磁阀4,上阀体20与下阀体16通过连接机构连接,下阀体16外连接一气体稳压器外壳14,气体稳压器外壳14后连接燃气导流喷射管11,上阀体20的腔室与燃气进气歧管1相连。

本发明还可以包括:

1、所述连接机构是在上阀体20与下阀体16外部设置上壳体21和下壳体18,上壳体21和下壳体18通过法兰连接将上阀体20和下阀体16装配压紧。

2、燃气导流喷射管11侧壁上加工有径向喷孔12。

3、还包括弥散器,所述弥散器由法兰36和阶梯状本体38构成,阶梯状本体38上分布有斜向喷孔37,弥散器通过法兰36安装在进气歧管和缸盖之间。

4、所述斜向喷孔37成对均匀分布在阶梯状本体上,倾斜方向为成对交叉。

本发明提供了一种用于船用气体/双燃料发动机的燃气喷射装置,与弥散器结合又构成了一种燃气混合装置,用以解决在不同功率范围柴油机基础上进行气体/双燃料发动机研发和改造过程中,喷射器性能匹配问题和燃气与空气不能均匀混合的问题。

本发明船用气体/双燃料发动机燃气喷射与混合装置,主要包括燃气喷射器和燃气混合装置。所述燃气喷射器由燃气进气歧管1、喷射器上阀体20、喷射器下阀体16,喷射器上壳体21,喷射器下壳体18构成,喷射器阀体内设置多个独立控制的电磁阀4;燃气混合装置由气体稳压器外壳14、燃气导流喷射管11和弥散器构成,可实现燃气的二级弥散与混合,弥散器具有成对交叉多孔结构。

燃气喷射器下方设有燃气稳压室,可以将喷射器喷射出来的燃气收集,并起到稳压的作用,稳压室外壳14通过螺纹与燃气喷射器下阀体16相连,并通过密封垫15进行密封。

燃气混合装置具有二级弥散与混合结构,一级弥散与混合是通过燃气导流喷射管11实现,二级弥散是通过弥散器实现。燃气导流喷射管11与稳压室外壳14连接,燃气导流喷射管11侧壁上加工有径向喷孔12,喷孔12的总面积可以满足喷射器最大流量要求,安装时导流喷射管11中心轴线与进气管或进气道中心线重合。

弥散器通过法兰36安装在进气歧管和缸盖之间。

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