[发明专利]一种用于气体机的进气调控方法

说明书

本公开涉及一种用于气体机反应途径调控的进气机构、发动机及方法，包括空气供给组件、臭氧生成组件、天然气供给组件及三通控制阀，臭氧生成组件能够通过空气供给组件的第一支路接收空气，并生成臭氧气体；三通控制阀的两个进气道分别与臭氧生成组件及天然气供给组件的排气口连通，三通控制阀的出气口与喷射器连通，三通控制阀能够选择性导通，以实现臭氧或天然气向气体机中燃烧室的分时供应。

技术领域

本公开属于气体发动机技术领域，具体涉及一种用于气体机反应途径调控的进气机构、发动机及方法。

背景技术

这里的陈述仅提供与本公开相关的背景技术，而不必然地构成现有技术。

天然气发动机具有燃料来源广泛，排放性能好等优势，目前在运输行业及固定机械动力等领域得到广泛应用。天然气的主要成分甲烷的分子结构只有碳-氢键，由于碳-氢键的键能相较碳-碳键更大，导致键断裂需要更多的能量，使得天然气发动机具有点火能量高及火焰传播速度慢等问题，影响了天然气发动机性能的进一步提高。为了改善天然气发动机的燃烧性能，目前车用气体机普遍采用高能点火技术，该技术对点火系统提出了更高的要求，较高的点火能量降低了点火系统的可靠性，导致火花塞等点火系统部件的更换周期缩短，使用成本提高。

天然气发动机燃烧性能受限于燃料的物化特性，可以从化学反应途径调控的角度出发，改善气体机的性能。通过强氧化性的活性成分，如臭氧等，可以促进甲烷分子的碳-氢键脱氢，降低反应物的活化能，通过化学反应途径调控实现燃料的改制，进而改善天然气的点火及燃烧性能。目前车用天然气发动机多采用燃气喷射方式供气，通过安装在进气道及缸盖的燃气喷射机构向进气道或缸内供气。

发明人了解到，为了实现基于化学反应途径调控改善气体机燃烧性能，需要一套活性成分的供气机构。如果额外增加一套供气机构，需要在进气道或缸盖增加相应的安装孔，这样一方面会增加气体机设计及制造的难度，另外，增加的部件也会导致系统成本升高。

发明内容

本公开的目的是提供一种用于气体机反应途径调控的进气机构、发动机及方法，能够通过合理的控制策略保证在不影响天然气混合气形成的前提下，向气体机提供适量的臭氧，在成本增加不大的前提下，实现天然气发动机化学反应途径调控，改善其点火及燃烧性能。

为实现上述目的，本公开的一个或多个实施例提供一种用于气体机反应途径调控的进气机构，包括空气供给组件、臭氧生成组件、天然气供给组件及三通控制阀，臭氧生成组件能够通过空气供给组件的第一支路接收空气，并生成臭氧气体；

三通控制阀的两个进气道分别与臭氧生成组件及天然气供给组件的排气口连通，三通控制阀的出气口与喷射器连通，三通控制阀能够选择性导通，以实现臭氧或天然气向气体机中燃烧室的分时供应。

作为进一步的改进，所述喷射器设置于气体机中燃烧室的进气道处，进气道能够实现喷射器中喷射的气体与空气供给组件提供空气的混合，并输送至燃烧室。

作为进一步的改进，还包括控制器，控制器能够接收气体机中的曲轴信息及凸轮轴信息，以判断气体机的相位，并控制三通控制阀的导通。

作为进一步的改进，所述控制器能够控制喷射器以及第一支路中开关阀的开闭。

作为进一步的改进，所述空气供给组件包括增压器，增压器具有接收外部驱动的涡轮端以及实现气体增压的压气机端，增压器的涡轮能够通过气体机排气管排出的气体驱动，以使得压气机端对吸入的空气增压。

作为进一步的改进，所述空气供给组件包括主通路，主通路的一端通过中冷器接收增压器排出的压缩空气，另一端分别与第一支路和第二支路连通，第一支路用于向臭氧生成组件供气，第二支路用于连通进气道，以实现气体机中燃烧室的空气供应。

作为进一步的改进，所述臭氧生成组件包括介质阻挡放电机构，介质阻挡放电机构能够接收空气，并通过放电产生臭氧，介质阻挡放电机构与电源模块电连接，电源模块通过控制器控制。