[发明专利]一种天然气发动机

说明书

技术领域

本发明涉及发动机技术领域，具体涉及一种天然气发动机。

背景技术

目前市场上的天然气发动机一般采用多点电子燃气喷射，燃气喷入各缸进气道中，燃气与空气在气道中混合后再进入气缸，由于CNG(压缩天然气)在流动过程中要占用很大一部分进气管道容积，从而会使发动机的进气量下降，继而造成天然气发动机功率不足。

发明内容

本发明的目的是提供一种天然气发动机，其直接在气缸内喷射天然气，从而可以增加进气效率，降低气耗和排放且提高了发动机功率。

为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：一种天然气发动机，包括气缸和设置在缸盖上的火花塞，所述的气缸的缸盖上设置有喷嘴，CNG钢瓶依次通过压力调节装置和喷嘴向气缸供应压缩天然气，所述的压力调节装置、喷嘴和火花塞均由ECU控制。

由上述技术方案可知，本发明在缸盖上设置有喷嘴，CNG钢瓶经压力调节装置减压后再通过喷嘴向气缸供应天然气，这种供气方式使得CNG由独立管道供应而不再占用发动机的进气管道容积，从而可以增加进气效率，并使得气缸中的燃烧更加充分，所以燃烧产生的污染物减少，降低了气耗和废气排放量；由于压力调节装置、喷嘴和火花塞均由ECU(汽车发动机电子控制单元)控制，通过ECU对喷气时刻和喷气脉宽的控制，从而可以精确地控制喷气量，相比起传统的直喷发动机，本发明结构简单，性能高且运行稳定。

附图说明

图1是本发明的系统结构示意图；

图2是减压阀的结构示意图。

具体实施方式

如图1所示，一种天然气发动机，包括气缸8和设置在缸盖6上的火花塞9，所述的气缸8的缸盖6上设置有喷嘴5，CNG钢瓶1依次通过压力调节装置4和喷嘴5向气缸8供应压缩天然气，所述的压力调节装置4、喷嘴5和火花塞9均由ECU控制。

CNG钢瓶1通过压力调节装置4可以将高压气体减压至合适的压力，作为本发明的优选方案，所述的压力调节装置4将CNG钢瓶1中的天然气压力减压至1～1.5Mpa，在此种压力条件下，天然气的燃烧更可控并且燃烧效率高。

如图1所示，所述的CNG钢瓶1和压力调节装置4之间设置有电磁阀2，电磁阀2由ECU控制。通过设置电磁阀2，可以更好的控制CNG的启闭，提高了系统的安全性和稳定性。

如图1所示，所述的压力调节装置4和喷嘴5之间设有向各个气缸8均匀分配压缩天然气的燃气喷轨10。燃气喷轨10的设置可以实现CNG钢瓶中压缩天然气对各个气缸的均匀分配，由此使得各个气缸的运行较为稳定和协调一致，有利于整个发动机的稳定性。

所述的压缩天然气的均匀分配也可以通过相互并联的金属管实现，金属管的一端与压力调节装置4相连通，另一端与各个气缸盖6上的喷嘴5相连通。

作为本发明的优选方案，所述的喷嘴5为二位二通电磁阀或二位三通电磁阀。电磁阀响应快捷，动作灵敏，适应发动机的功能需要，选择二位二通电磁阀或二位三通电磁阀作为喷嘴，因为其成本较低且满足要求。

压力调节装置4也有多种实现方式，作为本发明的优选方案，所述的压力调节装置4为减压阀，减压阀的底部设有电磁铁11，电磁铁11上设有连通减压阀内外的开孔，电磁铁11的上方设有通过杆件连接的板状的活塞15和盖板13，活塞15和盖板13封堵在下腔和上腔之间的开口处，盖板13位于上腔内且其侧部贴靠在周围的阀体上，活塞15位于下腔内且其上设有贯穿板体的由下到上的单向通道12，盖板13的上端面和阀体之间设有复位弹簧14，减压阀的上部阀体的顶部开设有出口，如图2所示。

当系统在运行时，CNG由减压阀中电磁铁11上的连通减压阀内外的开孔进入阀体中，再经由单向通道12通过活塞15与盖板13之间的开口，继而通过盖板13与阀体壁面间的间隙，由减压阀的上部阀体顶部的出口进入后续管路。减压阀通过电磁铁11中的电流的强弱，带动活塞15从而带动盖板13做上下运动，进而控制阀门的开启程度，达到减压的目的。复位弹簧14的作用主要是使盖板13复位和保持阀门开合的平稳性。

作为本发明更进一步的优选方案，所述的活塞15和盖板13通过杆件固定连接且其板面互相平行，这种设置方式可以使减压阀的运行较为稳定且用料较省。

下面结合图简要介绍本发明的运行过程：CNG钢瓶1中的高压天然气流经压力调节装置4时，压力调节装置4将CNG压力信号传送给ECU，ECU经过分析将调压信号传回压力调节装置4，并将CNG的压力控制在1～1.5Mpa之间。CNG依次经由电磁阀2、压力调节装置4以及燃气喷轨10均匀地分配到每个燃气专用喷嘴5中，ECU通过分析后将喷气信号传送给喷嘴5，由喷嘴5直接将CNG喷入气缸内，喷嘴5将喷气信号再传送给ECU，以形成一个闭环控制。ECU对压力调节装置4、喷嘴5、火花塞9和电磁阀2进行综合控制，从而保证最佳点火和喷气时刻，并根据工况调节喷气量。