[发明专利]一种天然气单燃料发动机的燃料喷射机构

说明书

技术领域

本发明属于天然气单燃料发动机技术领域，具体地说是一种天然气单燃料发动机的燃料喷射机构。

背景技术

随着能源的日益枯竭和环境污染问题的逐年严重，世界各国对节能环保问题越来越重视。汽车工业在其发展的100多年内，虽然在节能、污染、排放和其他若干方面都取得了显著的改善和长足的进步，但是其尾气排出的污染物仍是当今地球大气的主要污染源。汽车行业消耗了世界石油产量的很大一部分，在此大背景下世界各国对混合动力车技术的研究也越来越重视，各大汽车厂家纷纷投入大量资金进行各种替代燃料轿车的开发，以天然气作为燃料的轿车应运而生。天然气以每年约12%的高速增长，成为全球增长最迅猛的能源行业之一，将成为石油之后下一个全球争夺的热门能源商品。为保证能源供应多元化和改善能源消费结构，国家越来越重视天然气轿车的开发，而天然气发动机作为天然气轿车的核心技术，更是受到广泛的关注和高度的重视。

发明内容

本发明的目的是在传统单燃料发动机基础上提供一种天然气单燃料发动机的燃料喷射机构。

本发明的目的是这样实现的：它包括有发动机进气歧管本体，燃气喷嘴，进气歧管安装孔，其特征是：在靠近发动机进气歧管安装座的进气门位置上设置有助于混合气充分混合的燃气喷嘴；所述的燃气喷嘴包括有一燃气喷嘴外壳，在燃气喷嘴外壳的前端设置一带有阀座的针阀，在针阀后端设有弹簧，与弹簧对应的燃气喷嘴外壳上设置有衔铁及电磁线圈。

所述的燃气喷嘴安装在汽油发动机喷油嘴的位置上。

在如上所述电磁线圈的两端分别串联有一低位开关和高位开关。

相对于常规然气单燃料发动机的燃油喷射方式，该本发明具有以下优点：

1、喷嘴具有非常高的响应速度，开全响应时间仅为0.8ms。非常适合高速发动机以及高精度燃气量控制的需求。喷嘴的电控单元通过监测发动机各种传感器的信号，以及来自电子油门踏板位置传感器输出的驾驶员操作指令，经控制核心单片机运算后对喷油关键参数进行控制，在保证车辆较好排放和燃气消耗的同时提供良好的起动和驾驶性能。

2、本结构与其传统的天然气发动机不同，取消了发动机的天然气进气孔，采用天然气专用喷气嘴；安装的位置也不在进气歧管上而是汽油发动机喷油嘴的位置。

3、.喷气嘴安装位置更加接近发动机进气门，使得喷气效率明显提高，有助于混合气的充分混合，提高燃烧效率。

附图说明

图1是本发明的立体展开结构示意简图；

图2是本发明的天然气喷气嘴结构示意简图；

图3是本发明的天然气喷嘴工作模式原理框图；

图4是本发明的天然气喷嘴电脉冲宽度信号驱动方式原理简图。

 

下面将通过实例对本发明作进一步详细说明，但下述的实例仅仅是本发明其中的例子而已，并不代表本发明所限定的权利保护范围，本发明的权利保护范围以权利要求书为准。

具体实施方式

实例1

由图1-2所示，图中的4为发动机进气歧管，在靠近进气门的位置上设有燃气喷嘴安装座2，在靠近发动机进气歧管安装座2的进气门位置上设置有助于混合气充分混合的燃气喷嘴1；所述的燃气喷嘴1包括有一燃气喷嘴外壳109，在燃气喷嘴外壳109的前端设置一带有阀座103的针阀102，在针阀102后端设有回位弹簧101，与回位弹簧101对应的嵌入燃气喷嘴外壳109上嵌入有衔铁107及电磁线圈108。别外，图中的104为针阀喷孔，105为阀座的护套，106为针阀102限位针阀102及回位弹簧101的挡块。图1中的3为进气歧管安装孔。本结构的喷气嘴安装位置如图1、2所示，即在传统汽油发动机喷油嘴位置，更加接近发动机进气门，使得喷气效率明显提高，有助于混合气的充分混合，提高燃烧效率。

天然气喷嘴的工作模式如图3所示，这是一个闭环的控制系统。传感器采集发动机的工作状态和驾驶员指令发出反馈信号；电控单元接收到传感器的反馈信号，按照发动机本身的控制逻辑，发出指令，即电脉冲驱动（PWM）信号；电磁线圈108接收电脉冲驱动（PWM）信号后产生电磁力，电磁力控制衔铁107并且使针阀102克服弹簧101弹力移动，从而打开针阀102和阀座103间的孔隙，天然气喷出；根据PWM信号的变化，控制燃气喷嘴不同的开启和关闭时刻，从而得到不同的燃料喷射时间和喷射量；整个过程由电源模块单元提供电源。

如图4所示：天然气喷嘴采用电脉冲（PWM）驱动信号方式，PWM脉冲的高位脉宽直接反映了天然气的喷射量，天然气喷射的有效脉宽考虑到电磁阀开启、关闭的滞后时间。喷嘴驱动采用高位和低位开关的驱动方式，喷嘴打开的维持电流由低位开关持续时间决定，高位开关控制喷嘴打开电流的最大数值，喷嘴驱动电流为4A，而维持电流为1A。喷嘴驱动电路和波形如图所示，此种驱动方式可最大限度降低燃气喷嘴的功耗，增加喷嘴的寿命和可靠性。