[实用新型]一种天然气-二甲醚发动机预混压燃系统阀门控制装置

说明书

本实用新型公开了一种天然气‑二甲醚发动机预混压燃系统阀门控制装置，包括供气组件、分压组件以及多个泄压阀组件，多个泄压阀组件与多个阀门启闭组件一一对应，分压组件具有多个出气口，分压组件的多个出气口与多个所述阀门启闭组件一一对应，所述分压组件的多个出气口分别通过第一三通与对应所述阀门启闭组件的气管接口连通，每个第一三通的余下接口分别连通有一个泄压阀组件，且所述分压组件的每个出气口与第一三通的连通处分别设有一个第一阀门，所述第一阀门导通时，泄压阀组件关闭，所述泄压阀组件导通时，所述第一阀门关闭。气动驱动机构可靠性高，且气动驱动机构无污染，排气方便，处理成本低，降低了控制装置的运行成本。

技术领域

本实用新型涉及一种天然气-二甲醚发动机预混压燃系统阀门控制装置。

背景技术

随着人们生活水平逐步提高，汽车的使用量日趋上升，而石油作为一种不可再生能源在地球上的剩余量日趋下降，寻找可代替能源迫在眉睫。

天然气是一种延用多年众所周知的发动机替代燃料，主要成分是甲烷，辛烷值较高，容易点燃不易压燃，而二甲醚，分子式为CH₃OCH₃，十六烷值大于55，容易压燃，且二甲醚分子中含氧，燃烧后可实现无烟排放。均质压燃发动机在中等负荷工况具有低排放、节能以及对燃料高度兼容等优点，但其在混合气制备和燃烧控制技术上仍不够成熟。

为解决这一难题，宋钧等人开发了二甲醚预混合燃烧模式和相应的发动机实验样机并进行了初步的实验研究，结果表明，控制阀及控制策略对燃烧有着显著的影响，是实现高效燃烧过程的关键因素。

另外，尧命发等人对高辛烷值的天然气和高十六烷值的二甲醚混合燃料进行了研究，结果表明，混合燃料使着火时刻和燃烧反应速度得到了相应的控制，大大拓宽了均质压燃的运行工况范围。

现有的发动机电控预混压燃燃烧系统由主副燃烧室构成，其是根据二甲醚的特性设计而成，通过调节位于主副燃烧室通道上的控制阀开闭，使喷入燃料在主副燃烧室内进行三次混合二级燃烧；同时利用控制阀的开闭使得燃料在着火前形成过浓均质混合气，并且通过对阀门的调控来控制发动机着火、燃烧和排放等过程，实现大幅度降低NOx和低碳烟排放过程。

申请号为201610145055.0的中国发明专利公开了一种二甲醚发动机预混压燃燃烧系统阀门开度控制装置，其公开的发动机包括多组动力单元，每组动力单元包括一个汽缸组件和一个阀门启闭组件，所述汽缸组件包括主燃烧室、副燃烧室和阀门，所述主燃烧室设置在所述副燃烧室上方，其上端中部向上凸起至与所述副燃烧室底壁连接，所述主燃烧室和所述副燃烧室的连接处设有贯通二者的通孔。

其阀门启闭组件包括弹簧以及由下至上依次间隔设置的下弹簧座、上弹簧座和气缸，所述下弹簧座安装在所述副燃烧室的上端，所述弹簧设置在所述下弹簧座和所述上弹簧座之间，其两端分别与所述下弹簧座和所述上弹簧座连接，所述阀门的阀芯位于所述主燃烧室内中部，所述阀门的阀杆竖直设置在所述阀芯的上端，其上端穿过所述通孔并向上延伸贯穿所述副燃烧室和所述下弹簧座，至所述阀杆的上端与所述上弹簧座连接，且所述阀门可相对于所述副燃烧室和所述下弹簧座滑动，所述气缸的活塞杆竖直向下，并与所述上弹簧座的上端接触。

液压传动系统可驱动所述活塞杆向下滑动，并推动所述上弹簧座带动所述阀门向下移动，以使所述阀芯向下移动并远离所述通孔，以开启所述阀门，并压缩所述弹簧；或开启所述弹簧可驱动所述上弹簧座向上移动，以带动所述阀芯和所述活塞杆向上移动，至所述阀芯堵塞所述通孔，所述阀门关闭。

该发明专利采用液压传动系统控制阀门的开度，但液压传动系统传动效率低，液体对温度变化较为敏感，不适合温度较高的情况下工作。

实用新型内容

为解决上述技术问题，本实用新型提出了一种基于气动驱动机构的天然气-二甲醚发动机，使发动机各汽缸输出功率一致性、燃烧效率高，发动机噪声小，根据燃烧情况灵活控制阀门开度，使用寿命长的阀门控制装置，采用的技术方案为：