[实用新型]一种直喷型LNG-柴油双燃料系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种直喷型LNG-柴油双燃料系统，属于柴油-天然气双燃料发动机领域。

背景技术

天然气作为典型的气体燃料，其来源丰富、成本低、颗粒物排放量小，是传统柴油燃料的理想替代品。然而，天然气的燃烧比大于柴油，不能像柴油那样自动点燃，通常需要预先将天然气与吸入的空气混合，然后用火花塞点燃燃烧室中的空气-天然气混合物，从而导致柴油发动机不能用于天然气。并且这种点火方式使得天然气的压缩比和导入量小，发动机的输出功率和燃烧效率低，而且天然气仅在较窄的空气-燃料混合比范围内可燃，适应范围窄。

传统的柴油发动机是采用压缩点火方式，压缩点火发动机的压缩比比火花点火发动机高得多，高压缩比与非节流进气系统的特点使得燃料燃烧效率更高、性能更好、并且在能量方面燃料消耗更低。然而，要用天然气代替柴油燃料，首先需要对柴油发动机进行改进，增加辅助点火系统或者采用更加复杂的电子控制系统，改造成本太高。

发明内容

本实用新型的目的是克服现有技术中的不足，提供一种通用型柴油-天然气双燃料电喷系统，在不需要改变柴油发动机基本构造的情况下就可以引入天然气作为柴油的替代燃料，大大降低了柴油发动机的改造成本，并且避免了天然气点火方式与燃烧方式的限制，适应范围更广。

为实现上述目的，本实用新型采取的技术方案如下：

一种直喷型LNG-柴油双燃料系统，由LNG供气系统、柴油供油系统、电子控制系统和双燃料喷射系统四部分组成，LNG供气系统包括由软管依次相连的LNG储气瓶组箱11、LNG汽化器12、低压电磁阀13和LNG减压调节器14，柴油供油系统包括依次连接的储油罐21、计量阀22、供油泵23和止回阀24，电子控制系统包括电子控制器31、转速传感器32和排气温度传感器33，LNG供气系统通过低压电磁阀13连接到电子控制器31上，柴油供油系统通过计量阀22连接到电子控制器31上，双燃料喷射系统包括气缸盖41、气缸壁42、活塞43和燃料喷射器44，气缸盖41覆盖在气缸壁42的顶端，燃烧室45由气缸盖41、气缸壁42和活塞43限定，燃料喷射器44安装于气缸盖41中，燃料喷射器44包括燃料通道46和燃料喷嘴47，燃料喷嘴47的尖端设置于燃烧室45内，LNG和柴油通过燃料喷嘴47直接喷射到燃烧室45内，气缸盖41中开设有与燃烧室45相通的进气通道48和排气通道49，分别由进气阀51和排气阀52控制。

优选地，所述燃料通道46包括相互独立的LNG通道和柴油通道，所述燃料喷嘴47包括相互独立的LNG喷嘴和柴油喷嘴，LNG通道和LNG喷嘴相连通，柴油通道和柴油喷嘴相连通。

优选地，向所述燃烧室45内喷射LNG与柴油为同时进行，或者先喷射柴油，紧接着喷射LNG。

优选地，在双燃料发动机启动阶段和怠速阶段，燃料喷射器44仅向燃烧室45内喷射柴油，在双燃料发动机正常运转时，燃料喷射器44仅向燃烧室45内喷射柴油，或者喷射LNG-柴油混合气。

本实用新型的直喷型LNG-柴油双燃料系统工作原理为：储气瓶中的LNG经过减压后进入空/燃混合器，与新鲜空气混合，混合气经进气歧管进入发动机汽缸内，当活塞上行将混合气压缩接近上止点时，压缩产生的高温使喷入的适量柴油引燃气缸中的混合气，并与其混燃，推动活塞运动做功。发动机加载时，电子控制系统接收到发动机的加载信号，即根据传感器输入的发动机油门位置、负荷、转速、和排气温度等信号，经电子控制软件进行模糊优选和模拟分析对比，并输出控制指令参数，由执行机构增加天然气的供给量和引燃柴油的喷油量。通过电子控制系统可以方便地在全柴油工作方式与双燃料工作方式之间进行转换。

本实用新型的有益效果为：

（1）本实用新型立足于原柴油机的迪塞尔循环的热力学工作原理，保留原柴油机的压缩点火方式与高压缩比不变，发动机机体和零部件基本不变，在气缸中被压缩的介质由原柴油机中单纯的空气变为天然气与空气的混合气，发动机工作时，原来的纯柴油燃烧变为柴油与天然气的混和燃烧，燃料能量密度大，有利于提高发动机的功率和扭矩，增加汽车的行驶里程。并且天然气对柴油的平均替代率达到70%以上，减少了对环境的污染。

（2）本实用新型采用直喷式电子控制系统，其混合原理既不同于文丘里式混合器，又不同于高压电磁喷射阀，它对天然气的进气压力没有苛刻的要求，能够适应较宽的天然气压力范围，并且结构简单，避免了绝压传感器、气体流量计、高压电磁喷射阀等价格昂贵的元器件的使用，降低了柴油发动机的改造成本。