[实用新型]内燃机配气系统气体混合系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种动力工程的气体混合技术，具体涉及一种内燃机配气系统试验用气体混合系统。

背景技术

全国陷入严重的雾霾和污染天气，造成雾霾天的原因包括工业废气排放、汽车尾气排放和工地扬尘，而机动车的尾气是雾霾颗粒组成的最主要的成分，二氧化硫、氮氧化物和可吸入颗粒物是雾霾的主要组成。燃料燃烧引起的大气环境的污染中，危害最大且最难处理的就是氮氧化物（NO_X）。

目前，国内外对内燃机（包括柴油机和汽油机）氮氧化物排放方法研究很多，有机内净化法（燃烧优化、高压共轨燃油喷射、高增压、可调气门定时）、前处理技术（废气再循环EGR、燃油掺水等）和后处理技术（选择性催化还原SCR）。减少氮氧化物排放的研究，已成为全球的热点。内燃机氮氧化物的排放主要来自空气中的氮气，高温转换成氮氧化物。通过研究减少内燃机进气中的氮气含量，而达到降低内燃机NO_X的排放。

为了满足内燃机的工况要求，研究进气成分的改变对内燃机氮氧化物排放的影响。需配置混合气，把空气，CO₂/空气，高浓度氧气等不同成分气体混合，达到进气成分中少氮，甚至是无氮，供入内燃机内燃烧，从而分析研究内燃机工况及排放情况。当前，市场上的空气混合器，多为静态混合器，而内燃机耗气量大，不能满足其耗气要求。为了通过试验寻找最佳的气体混合比，少数动态混合配比器，不能根据试验需要随时调整氧气含量的设定值。为了满足试验要求，需配置氧气浓度设定，流量配比指挥控制流量调节阀，氧气流量反馈调节，氧气浓度在线监测比例式反馈微调等装置。

实用新型内容

本实用新型提供一种内燃机配气系统气体混合系统，通过气体混合技术，将空气和CO₂/空气气体混合，供给柴油机燃烧，减少柴油机氮氧化物的排放；控制混合气体中氧气浓度，保证柴油机正常运转的同时，找到最佳配比，完善燃烧，减少碳颗粒的排放。

为实现上述目的，本实用新型提供一种内燃机配气系统气体混合系统，其特点是，该气体混合系统包含：

动态混合器，其输入端分别连接氧气和二氧化碳或空气输入；输出端连接内燃机；

流量调节阀，其连接在所述动态混合器接入氧气的管路上；

二氧化碳或空气流量计，其连接在所述动态混合器接入二氧化碳或空气的管路上；

氧气流量控制机构，其输入端电路连接二氧化碳或空气流量计，输出端电路连接流量调节阀，接收二氧化碳或空气流量信号，输出比例积分微分控制信号至流量调节阀。

上述动态混合器与流量调节阀之间气路连接有氧气流量计，氧气流量计输出端电路连接至氧气流量控制机构。

上述动态混合器输出端设有取样装置，取样装置输出端连接氧气分析仪，氧气分析仪输出端连接氧气流量控制机构。

上述动态混合器与内燃机之间设有静态混合稳压装置。

上述气体混合系统接入内燃机的管路上设有自动恒压阀。

氧气与二氧化碳或空气混合后，通过自动恒压输出及静态混合缓冲，输送至内燃机；根据探测所得的二氧化碳或空气流量与预设的氧气设定值通过流量比例计算得出所需氧气流量控制信号输送至流量调节阀，通过调节流量调节阀开度控制氧气流量；流量调节阀调节氧气流量后通过氧气流量计探测调节后氧气流量，得出调节后氧气流量与所需氧气流量的差值反馈至流量调节阀，快速调节氧气流量；氧气与二氧化碳或空气混合后取样，由氧气分析仪分析氧气与二氧化碳或空气混合后混合气体内氧气的含量，并与氧气设定值比较，反馈至流量调节阀微调氧气流量；氧气与二氧化碳或空气混合后的混合气体进入内燃机前，采集混合气体的气压与预设的压力设计值比较，通过自动稳压阀稳定内燃机进气口的压力；氧气与二氧化碳或空气混合后的混合气体进入内燃机前，采用静态混合稳压装置稳压。

本实用新型内燃机配气系统气体混合系统和现有技术的内燃机配气技术相比，其优点在于，本实用新型根据不同的氧气设定值，通过流量计算，实现快速控制氧气流量阀门开度控制氧气流量；氧气流量通道流量监控，快速反馈调节氧气流量调节阀门的开度；通过氧气分析仪对混合气体中氧气浓度在线分析反馈，与氧气浓度设定值比较，微调氧气流量调节阀门开度，控制混合气体中氧气浓度精度。在内燃机试验过程中，可实现在线式氧气浓度的快速调整，不需终止试验，有利于试验的进行，减少劳动强度，有效控制混合气体中氧气的浓度，可实现随用随配，满足内燃机巨大的耗气量需求。

附图说明

图1为本实用新型内燃机配气系统气体混合系统的原理图；

图2为动态混合器的监控界面示意图。