[发明专利]一种适用于气液两相燃料的可变模式发动机

说明书

本发明的目的在于提供一种适用于气液两相燃料的可变模式发动机，此发动机具有火花塞点火燃气模式和压缩着火燃油模式两种，根据发动机实际运行情况切换，发动机处于稳定工况时采用火花塞点火燃气模式，发动机处于大负荷或瞬态工况时采用压缩着火燃油模式。此发动机可以独立在火花塞点火燃气模式或压缩着火燃油模式下运行，且可根据两种模式下燃用的气体或液体燃料的性质，通过改变连杆长度优化压缩比，实现气液两相燃料的高效燃烧。本发明通过气体燃料喷射系统和液体燃料喷射系统优化控制、燃料和燃烧模式的切换和可变长度连杆的设计，实现一台发动机独立燃用气体燃料或液体燃料，通过优化燃烧过程，提高发动机的动力性、经济性和排放性。

技术领域

本发明涉及的是一种发动机，具体地说是气液两相燃料的发动机。

背景技术

随着生活质量的上升和汽车的普及，目前能源消耗和环境破坏等问题逐渐严峻，化石燃料的快速消耗使替代能源的发展逐渐受到重视，如天然气和石油气等。自然界中天然气和石油气具有丰富储量，二者作为替代能源优势在于：天然气的主要成分为甲烷(CH4)，燃烧产物主要为二氧化碳和水，且天然气的碳氢比低于汽油和柴油，燃烧产生的二氧化碳量更少，有利于减缓温室效应，且天然气不含硫元素不会产生有污染性的硫氧化物；石油气的主要成分为丙烷(C3H8)、丁烷(C4H10)、丙烯(C3H6)和丁烯(C4H8)等，其辛烷值约为90～95，高于我国常用汽油(70～85)，故其不添加抗爆剂也有良好的抗爆性，可以承受更高的压缩比，提高发动机效率。燃料的多样化导致发动机的多样化，为适应不同种类燃料的性质，发动机的结构设计需相应调整。但总体来说，目前市场上的发动机基本只能燃用一到两种燃料，且可燃用两种燃料的发动机也存在一些问题，专利200820052506.7所述的天然气/汽油两用燃料的发动机，通过点火系统的设计可以实现单独燃用天然气或汽油，但其发动机压缩比固定，明显只能燃用适用压缩比接近的气液两相燃料，无法燃用适用压缩比远大于天然气的柴油；专利201721464637.1所述的小型单缸天然气/柴油双燃料发动机可以实现单独燃用柴油或用柴油引燃天然气，但其没有火花塞，明显无法只用天然气实现工作过程，所以可以燃用多种燃料的发动机具有较大的市场需求和很好的发展前景。

气体燃料的反应活性低燃点高(天然气燃点650℃、石油气燃点490℃)，采用火花塞点火燃烧方式；液体燃料的反应活性高燃点低(柴油燃点270～350℃)，采用压缩着火方式。

压缩比是一台发动机的重要技术参数之一，指压缩前气体容积与压缩后气体容积之比，即活塞处于上止点气缸容积与活塞处于下止点气缸容积之比，由发动机的构造决定。

燃料适用的压缩比需与发动机的压缩比相匹配，发动机压缩比低于燃料适用的压缩比，燃料滞燃，不能充分燃烧做功；发动机压缩比高于燃料适用的压缩比，气缸内温度迅速升高，机器震动剧烈，容易造成发动机机械结构的破坏。

发明内容

本发明的目的在于提供适用于不同燃料、可变压缩比的一种适用于气液两相燃料的可变模式发动机。

本发明的目的是这样实现的：

本发明一种适用于气液两相燃料的可变模式发动机，其特征是：包括气缸壁、活塞、气缸盖，气缸壁、活塞、气缸盖组成燃烧室，气缸盖里设置进气管、排气管、火花塞、液体燃料喷射器，进气管里设置气体燃料喷射器，气体燃料喷射器连接气轨，气轨连接储气瓶，储气瓶和气轨之间设置第一高压电磁阀、第二高压电磁阀、电控减压阀，液体燃料喷射器连接油轨，油轨连接油泵，油泵设置在第一油箱里，燃油压力调节器分别连接第一油箱和油轨，活塞连接连杆，连杆连接曲轴，所述连杆包括连杆小端、连杆大端和杆套，连杆小端的端部连接双面活塞并伸入至杆套内部，连杆大端伸入至杆套内部，连杆小端、双面活塞以及杆套形成液压室A，连杆大端、双面活塞以及杆套形成液压室B，液压室A连通第一高压油管，液压室B连通第二高压油管。

本发明还可以包括：