[发明专利]天然气发动机及其进气系统、进气系统防结冰装置与方法

说明书

本发明公开了天然气发动机及其进气系统、进气系统防结冰装置与方法，该防结冰装置包括设置于进气冷却器的第一放水电磁阀及设置于EGR冷却器的第二放水电磁阀，发动机进气系统防结冰装置的控制装置在发动机运行工况满足预设条件时控制第一放水电磁阀和/或第二放水电磁阀开启或关闭；在应用时，控制装置根据上述发动机运行工况判断进气冷却器或者EGR冷却器是否存在结冰的风险，若存在结冰风险，则打开第一放水电磁阀和/或第二放水电磁阀，将冷凝水排出，避免冷凝水结冰，从而有效防止发动机因进气冷却器或EGR冷却器中的冷凝水在极寒天气下结冰引起的发动机动力不足、踩油门无响应、爆震等问题，提高发动机在极寒条件下的可靠性。

技术领域

本发明涉及发动机进气技术领域，特别涉及天然气发动机及其进气系统、进气系统防结冰装置与方法。

背景技术

天然气发动机采用的燃料为LNG和CNG，其主要成分为甲烷(CH4)，燃烧后会产生大量水分，在极寒条件下，如零下15℃以下，当发动机在低负荷下运行一段时间后，发动机机体较冷，发动机尾气经过EGR冷却器后水蒸气会冷凝成水，在发动机熄火或者低负荷运行时后会结冰堵塞EGR冷却器，导致EGR流量不足引起发动机爆震等问题；同时国六天然气发动机采用闭式循环，曲轴箱废气通过油气分离器出来的气体不能排到空气中，需要经过管路引到进气增压装置前和空气一起增压后进入发动机，在温度低的时候同样存在进气中的水蒸气在进气冷却器中冷凝结冰的问题，造成发动机动力不足甚至熄火，严重影响客户使用。

发明内容

有鉴于此，本发明的第一个目的在于提供一种发动机进气系统防结冰装置，以防止低温条件下EGR冷却器以及进气冷却器中的冷凝水结冰，提高天然气发动机在低温条件下的可靠性。

本发明的第二个目的在于提供一种基于上述发动机进气系统防结冰装置的发动机进气系统、天然气发动机以及发动机进气系统防结冰方法。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种发动机进气系统防结冰装置，用于防止进气冷却器以及EGR冷却器内的冷凝水结冰，包括设置于所述进气冷却器的第一放水电磁阀以及设置于所述EGR冷却器的第二放水电磁阀，所述发动机进气系统防结冰装置的控制装置在发动机运行工况满足预设条件时控制所述第一放水电磁阀和/或所述第二放水电磁阀开启或关闭。

一种发动机进气系统，包括空气系统以及EGR系统，所述空气系统具有用于对压缩空气进行冷却的进气冷却器，所述EGR系统具有用于对EGR气体进行冷却的EGR冷却器，还包括如上所述的发动机进气系统防结冰装置。

优选地，所述发动机进气系统还包括混合器，所述空气系统的出口以及所述EGR系统的出口分别与所述混合器的进口连接，所述混合器的出口与发动机的进气口连接。

优选地，所述空气系统还包括增压装置以及节气门，所述增压装置设置于所述进气冷却器的上游，所述节气门设置于所述进气冷却器的下游，所述节气门的出口与所述混合器的进口连接。

优选地，还包括闭式循环系统，所述闭式循环系统包括油气分离器，所述油气分离器的进口与发动机的曲轴箱排气口连接，所述油气分离器的气体出口与所述空气系统连接于所述增压装置的上游。

优选地，还包括燃气系统，所述燃气系统包括燃气喷射装置，所述燃气喷射装置的出口与所述混合器的进口连接。

一种天然气发动机，包括如上任意一项所述的发动机进气系统。

一种基于上述发动机进气系统防结冰装置的发动机进气系统防结冰方法，包括步骤：

1)获取发动机运行工况信息，所述发动机运行工况信息包括发动机转速值、车速、环境温度、进气流量值、进气压力值、怠速状态、点火开关状态、OverRun状态以及EGR阀开度；