專利名稱：壓燃式國Ⅲ及國Ⅲ以上排放天然氣發(fā)動機環(huán)?？蛙嚨闹谱鞣椒?br> 技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種客車，具體地講，涉及一種壓燃式國in及國ni以上排 放天然氣發(fā)動機環(huán)?？蛙?。
背景技術(shù)：
隨著國iii及國m以上排放的陸續(xù)實施，各運輸企業(yè)對使用更經(jīng)濟更環(huán)保的 燃料要求迫切。另一方面全球石油儲量的下降，燃油的價格在不斷地上漲，這
些因素使得人們在尋找燃油的替代品作為汽車的新型能源。以天燃氣(cng) 和液化氣(lng)等燃氣為清潔燃料的機動車越來越多地受到用戶的歡迎，然 而，由于傳統(tǒng)意義的天燃氣發(fā)動機造價較高，維修復(fù)雜，續(xù)駛里程少、加氣頻 繁，以及建站布點受天然氣管網(wǎng)的限制，嚴重地制約了其規(guī)?；l(fā)展。
現(xiàn)有技術(shù)的缺點是無論何種傳統(tǒng)意義的燃氣車，都存在成本高，維修復(fù) 雜，行駛里程短。無法同時使用兩種燃料。 實用新型內(nèi)容-
本實用新型的目的是提供一種壓燃式國ni及國m以上排放天然氣發(fā)動機環(huán) 保客車，其關(guān)鍵是在國ni及國in以上普通柴油發(fā)動機，帶增壓的柴油發(fā)動機， 或采用廢氣再循環(huán)egr或內(nèi)置式廢氣再循環(huán)iegr技術(shù)的柴油發(fā)動機的客車基石出 上研發(fā)的一種裝備壓燃式國m及國m以上排放天然氣發(fā)動機的環(huán)?？蛙?。滿足 國in及國in以上排放的要求，柴油在混合燃料模式下是引燃物，主要能源為;青 潔燃料天然氣，減少了環(huán)境污染。
5能同時使用柴油和天然氣兩種燃料，實現(xiàn)兩種燃料的優(yōu)勢互補?？梢栽诨?合燃料狀態(tài)下采用壓燃柴油作為引燃物，引燃天然氣作功為客車提供動力，也 可在單燃料狀態(tài)下只用柴油作為能源，延長客車的續(xù)駛里程，滿足客車在多種 條件下使用清潔燃料天然氣的需要。
為達到上述目的，本實用新型的技術(shù)方案是設(shè)計混合燃燒系統(tǒng)，將該 系統(tǒng)裝備在柴油機和客車上，在不改變柴油發(fā)動機主體和柴油機壓燃工作原 理的情況下，使柴油發(fā)動機升級為一種壓燃式燃氣發(fā)動機，客車升級為一種
裝備壓燃式國iii及國m以上排放的天然氣發(fā)動機的環(huán)保客車，本實用新型的
技術(shù)方案包括發(fā)動機，該發(fā)動機上裝備有轉(zhuǎn)速傳感器、油門位置傳感器，所 述轉(zhuǎn)速傳感器、油門位置傳感器的信號輸出端都連接在ECU上，該ECU的第 一輸出端連接在油門執(zhí)行器上，該油門執(zhí)行器的輸出端連接在所述發(fā)動機上， 其關(guān)鍵在于所述的油門執(zhí)行器對發(fā)動機的油泵齒條步數(shù)進行控制，從而達 到對油泵噴油量控制在引燃天然氣所需量的范圍內(nèi)。
其關(guān)鍵在于所述ECU的第二輸出端組連接在燃氣供應(yīng)執(zhí)行系統(tǒng)上，根 據(jù)發(fā)動機的不同工況噴入不同量的天然氣，并在發(fā)動機氣缸中被壓燃的柴油 引燃作功。該燃氣供應(yīng)執(zhí)行系統(tǒng)的出口有五種連接方式；第一種是與混合器
的燃氣入口氣路相通，該混合器的空氣輸入口與大氣相通，該混合器的輸出 口，與所述發(fā)動機進氣總管相通，燃氣與空氣混合均勻。第二種是無混合器， 通過噴嘴與所述發(fā)動機進氣總管相通，燃氣直接噴射入進氣總管，但成本較 低。第三種是無混合器，噴嘴與所述發(fā)動機進氣歧管相通，實現(xiàn)燃氣順序噴 射，燃氣噴射更精確，也更節(jié)能、排放更好。第四種是燃氣噴射控制閥組氣 體進口端與燃氣供應(yīng)系統(tǒng)相通，燃氣噴射控制閥組氣體出口端與燃氣噴管相 通，燃氣噴管連接在上述發(fā)動機增壓器后的進氣總管上。第五種是燃氣噴射 控制閥組氣體進口端與燃氣供應(yīng)系統(tǒng)相通，燃氣噴射控制闊組氣體出口端與 燃氣噴管相通，燃氣噴管連接在上述發(fā)動機的進氣歧管上。
6其關(guān)鍵在于所述ECU的第二輸出端組連接在燃氣供應(yīng)執(zhí)行系統(tǒng)上，燃 氣供應(yīng)系統(tǒng)有三大類 一類是由氣軌和電磁閥、噴嘴組成。第二類是由電磁 閥、噴嘴組成。第三類是由燃氣噴射控制閥組和噴管組成。 所述ECU還連接有轉(zhuǎn)換開關(guān)。
轉(zhuǎn)換開關(guān)切換發(fā)動機的兩種工作狀態(tài)可以在混合燃料狀態(tài)下采用柴油 作為引燃物，在氣缸運動中，進入氣缸的混合氣中的柴油被壓燃并引燃氣缸混 合氣中的燃天然氣作功為客車提供動力，也可在單燃料狀態(tài)下只用柴油作為 能源，延長客車的續(xù)駛里程，滿足客車在多種條件下使用清潔燃料天然氣的需要。
所述發(fā)動機上還安裝有排氣溫度傳感器，該排氣溫度傳感器的信號輸出端
都連接在所述ECU上。
排氣溫度傳感器輸入端安裝在發(fā)動機排氣管上，檢測發(fā)動機排氣的溫度， 用于調(diào)節(jié)發(fā)動機的工作狀態(tài)。
所述發(fā)動機增壓器后的進氣總管上安裝有進氣壓力傳感器，該進氣壓力傳 感器的信號輸出端連接在所述ECU上。
進氣壓力傳感器檢測發(fā)動機進氣壓力，用于調(diào)節(jié)燃氣供應(yīng)量。
所述燃氣供應(yīng)執(zhí)行系統(tǒng)在配置混合器時設(shè)置有氣軌，該氣軌設(shè)置有第一氣 路和第二氣路，其中第一氣路設(shè)置有進口與燃氣源相通，第二氣路設(shè)置有出口 與所述混合器相通，所述第一氣路和第二氣路之間設(shè)置有至少一個燃氣噴嘴， 每個燃氣噴嘴處都安裝有噴嘴塞，所述噴嘴塞連接在電磁閥上，該電磁閥的輸 入端連接所述ECU的第二輸出端組上。
所述燃氣供應(yīng)執(zhí)行系統(tǒng)在不配置混合器時，有四種方式，第一種方式為；在所述柴油發(fā)動機增壓器后的進氣總管上安裝有至少一個 燃氣噴嘴，每個燃氣噴嘴處都安裝有噴嘴塞，所述噴嘴塞連接在電磁閥上，該 電磁閥的輸入端連接所述ECU的第二輸出端組上，燃氣由噴嘴座進口端進入噴 嘴，噴嘴按電控信號開閉和調(diào)整開度，達到控制燃氣噴射量的目的。
第二種方式為；在所述柴油發(fā)動機的每個進氣歧管上都安裝有一個燃氣噴 嘴；每個燃氣噴嘴處都安裝有噴嘴塞，所述噴嘴塞連接在電磁閥上，該電磁閥 的輸入端連接所述ECU的第二輸出端組上，燃氣由噴嘴座進口端進入噴嘴，噴 嘴按電控信號開閉和調(diào)整開度，達到控制燃氣噴射量的目的。
第三種方式為；配置有燃氣噴射控制闊組和燃氣噴管，在所述柴油發(fā)動機 增壓器后的進氣總管上安裝有至少一個燃氣噴管，所述燃氣噴射控制閥組的輸 入端連接所述ECU的第二輸出端組上，燃氣經(jīng)燃氣噴射控制閥組調(diào)控后從燃氣 噴射控制閥組進口端進入噴管，燃氣噴射控制閥組按電控信號按順序開閉和調(diào) 整開度，達到控制燃氣噴射量的目的。
第四種方式為；配置有燃氣噴射控制閥組和燃氣噴管，在所述柴油發(fā)動機 的每個進氣歧管上都安裝有一個燃氣噴管；所述燃氣噴射控制閥組的輸入端連 接所述ECU的第二輸出端組上，燃氣經(jīng)燃氣噴射控制閥組調(diào)控后從燃氣噴射控 制閥組進口端進入噴管，燃氣噴射控制閥組按電控信號按順序開閉和調(diào)整開 度，達到控制燃氣噴射量的目的。
所述發(fā)動機上還可安裝水溫傳感器和氧傳感器、該進水溫傳感器和氧傳感 器的信號輸出端連接在所述ECU上。
水溫傳感器檢測發(fā)動機水溫，用于調(diào)整發(fā)動機工作狀態(tài)。
氧傳感器檢測發(fā)動機空燃比，用于調(diào)整發(fā)動機的排放。本實用新型的效果提供了一種壓燃式天然氣發(fā)動機的環(huán)?？蛙?，并且該 客車還能同時使用柴油和天然氣兩種燃料，實現(xiàn)了兩種燃料的優(yōu)勢互補。在混 合燃料狀態(tài)下采用柴油作為引燃物，引燃天然氣作功為客車提供動力，在單燃 料狀態(tài)下只用柴油作為能源，延長了客車的續(xù)駛里程，滿足了客車在多種條件
下使用清潔燃料天然氣的需要。同時，滿足了國ni及國ni以上排放的要求，柴 油在混合燃料模式下是引燃物，主要能源為清潔燃料天然氣，減少了環(huán)境污染。

圖1為實施例1的連接關(guān)系圖2為實施例1燃氣供應(yīng)執(zhí)行系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖3為混合器的結(jié)構(gòu)示意圖4為混合器的安裝示意圖5為實施例2的連接關(guān)系圖6為實施例3的連接關(guān)系圖7為燃氣噴射控制閥，燃氣噴管和進氣管的第一種安裝圖； 圖8為燃氣噴射控制閥，燃氣噴管和進氣管的第二種安裝圖，該安裝方式
借助了氣軌17安裝。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本實用新型作進一步的說明。
實施例i、如圖i、 3、 4所示 一種壓燃式國ni及國m以上排放天然氣發(fā) 動機環(huán)保客車，包括柴油發(fā)動機l，該柴油發(fā)動機1可以是普通柴油發(fā)動機，
帶增壓的柴油發(fā)動機，也可以是采用廢氣再循環(huán)EGR或內(nèi)置式廢氣再循環(huán)IEGR 技術(shù)的柴油發(fā)動機。該柴油發(fā)動機1上安裝有轉(zhuǎn)速傳感器2、油門位置傳感器5，所述轉(zhuǎn)速傳
感器2、油門位置傳感器5的信號輸出端都連接在ECU10上，該ECU10的第一 輸出端連接在油門執(zhí)行器11上，該油門執(zhí)行器11輸出端連接在所述柴油發(fā)動 機1上，其中，所述ECU10的第二輸出端組連接在燃氣供應(yīng)執(zhí)行系統(tǒng)12上。
所述柴油發(fā)動機的燃料引燃方式是壓燃式。發(fā)動機活塞運動壓燃氣缸混合 氣中的柴油，從而引燃氣缸混合氣中的天然氣做功。
所述柴油發(fā)動機1上還安裝有排氣溫度傳感器6，該排氣溫度傳感器6的 信號輸出端連接在所述ECU10上。
在所述柴油發(fā)動機1增壓器后的進氣總管上安裝有進氣壓力傳感器7，該 進氣壓力傳感器7的信號輸出端連接在所述ECU10上。
所述ECU10還連接有轉(zhuǎn)換開關(guān)16，轉(zhuǎn)換開關(guān)16的切換實現(xiàn)所述柴油發(fā)動 機1柴油單燃料工作狀態(tài)和柴油/CNG、 LNG混合燃料工作狀態(tài)的轉(zhuǎn)換。
還設(shè)置有水溫傳感器3、水溫傳感器3信號輸出端連接在所述ECU10上。 還設(shè)置有氧傳感器4，氧傳感器4信號輸出端連接在所述ECU10上，對發(fā) 動機排放進行控制。
燃氣供應(yīng)執(zhí)行系統(tǒng)12的出口與燃氣供應(yīng)系統(tǒng)出口相聯(lián)，其出口有四種聯(lián) 接方式。第一種是與混合器的燃氣入口氣路相通，該混合器的空氣輸入口與 大氣相通，該混合器的輸出口，與所述發(fā)動機進氣總管相通，燃氣與空氣混 合均勻。第二種是無混合器，通過噴嘴與所述發(fā)動機進氣總管相通，燃氣直 接噴射入進氣總管，但成本較低。第三種是無混合器，噴嘴與所述發(fā)動機進 氣歧管相通，實現(xiàn)燃氣順序噴射，燃氣噴射更精確，也更節(jié)能、排放更好。 其具體結(jié)構(gòu)如下第四種是燃氣噴射控制閥組氣體進口端與燃氣供應(yīng)系統(tǒng)相 通，燃氣噴射控制閥組氣體出口端與燃氣噴管相通，燃氣噴管連接在上述發(fā) 動機增壓器后的進氣總管上，或連接在上述發(fā)動機的進氣歧管上。實施例1的燃氣供應(yīng)執(zhí)行系統(tǒng)12為在所述柴油發(fā)動機1增壓器后的進
氣總管上安裝有混合器13和氣軌17，該氣軌17設(shè)置有第一氣路a和第二氣路 b，其中第一氣路a設(shè)置有進口與燃氣源相通，第二氣路b設(shè)置有出口與所述 混合器13相通，所述第一氣路a和第二氣路b之間設(shè)置有至少一個燃氣噴嘴， 每個燃氣噴嘴處都安裝有噴嘴塞14，所述噴嘴塞14連接在電磁閥15上，該電 磁閥15的輸入端連接所述ECU10的第二輸出端組上。ECU10第二輸出端組的數(shù) 量與燃氣噴嘴的數(shù)量一致。
實施例2與實施例1結(jié)構(gòu)一致，其區(qū)別在于燃氣供應(yīng)執(zhí)行系統(tǒng)12為在 所述柴油發(fā)動機1增壓器后的進氣總管上安裝有至少一個燃氣噴嘴，每個燃氣 噴嘴處都安裝有噴嘴塞14，所述噴嘴塞14連接在電磁閥15上，該電磁閥15 的輸入端連接所述ECU10的第二輸出端組上。燃氣由噴嘴座進口端進入噴嘴， 噴嘴按電控信號開閉和調(diào)整開度，達到控制燃氣噴射量的目的。
實施例3與實施例1結(jié)構(gòu)一致，其區(qū)別在于燃氣供應(yīng)執(zhí)行系統(tǒng)12為在 所述柴油發(fā)動機1的每個進氣歧管上都安裝有一個燃氣噴嘴，所述噴嘴塞14 連接在電磁閥15上，該電磁閥15的輸入端連接所述ECU10的第二輸出端組 上。燃氣由噴嘴座進口端進入噴嘴，噴嘴按電控信號開閉和調(diào)整開度，達到 控制燃氣噴射量的目的。
如圖7、 8所示實施例4與實施例1結(jié)構(gòu)一致，其區(qū)別在于燃氣供應(yīng)執(zhí) 行系統(tǒng)12為在所述柴油發(fā)動機1上配置有燃氣噴射控制閥組，燃氣噴射控 制閥組噴射的燃氣通過燃氣噴管進入增壓器后的進氣總管，在增壓器后的進 氣總管上配置了至少一個燃氣噴管19。所述燃氣噴射控制閥18組輸入端連接 所述ECUIO的第二輸出端組上。燃氣由燃氣噴射控制閥組氣體進口端進入， 經(jīng)控制后，通過噴管進入增壓器后的進氣總管，燃氣噴射控制閥組按電控信 號按順序開閉和調(diào)整開度，達到控制燃氣噴射量的目的。實施例5與實施例1結(jié)構(gòu)一致，其區(qū)別在于燃氣供應(yīng)執(zhí)行系統(tǒng)12為在
所述柴油發(fā)動機1上配置有燃氣噴射控制閥18組，燃氣噴射控制閥18組噴
射的燃氣通過燃氣噴管進入所述發(fā)動機的進氣歧管，在所述發(fā)動機的每個進
氣歧管一個燃氣噴管。所述燃氣噴射控制閥18組輸入端連接所述ECU10的第 二輸出端組上。燃氣由燃氣噴射控制閥組氣體進口端進入，經(jīng)控制后，通過 噴管進入所述發(fā)動機的進氣歧管，燃氣噴射控制閥組按電控信號按順序開閉 和調(diào)整開度，達到控制燃氣噴射量的目的。
權(quán)利要求1、一種壓燃式國III及國III以上排放天然氣發(fā)動機環(huán)保客車，包括柴油發(fā)動機(1)，該柴油發(fā)動機(1)上安裝有轉(zhuǎn)速傳感器(2)、油門位置傳感器(5)，所述轉(zhuǎn)速傳感器(2)、油門位置傳感器(5)的信號輸出端都連接在ECU(10)上，該ECU(10)的第一輸出端連接在油門執(zhí)行器(11)上，該油門執(zhí)行器(11)輸出端連接在所述柴油發(fā)動機(1)上，其特征在于所述ECU(10)的第二輸出端組連接在燃氣供應(yīng)執(zhí)行系統(tǒng)(12)上。
2、 根據(jù)權(quán)利要求i所述的壓燃式國ni及國m以上排放天然氣發(fā)動機環(huán)保 客車，其特征在于所述柴油發(fā)動機的燃料引燃方式是壓燃式。
3、 根據(jù)權(quán)利要求i所述的壓燃式國m及國m以上排放天然氣發(fā)動機環(huán)?？蛙?，其特征在于所述柴油發(fā)動機(1)上還安裝有排氣溫度傳感器(6)， 該排氣溫度傳感器(6)的信號輸出端連接在所述ECU (10)上。
4、 '根據(jù)權(quán)利要求i所述的壓燃式國in及國ni以上排放天然氣發(fā)動機環(huán)保 客車，其特征在于在所述柴油發(fā)動機(i)增壓器后的進氣總管上安裝有進氣壓力傳感器(7)，該進氣壓力傳感器(7)的信號輸出端連接在所述ECU (10)上。
5、 根據(jù)權(quán)利要求i所述的壓燃式國m及國m以上排放天然氣發(fā)動機環(huán)保客車，其特征在于所述ECU (10)還連接有轉(zhuǎn)換開關(guān)(16)，轉(zhuǎn)換開關(guān)(16) 的切換實現(xiàn)所述柴油發(fā)動機(1)柴油單燃料工作狀態(tài)和柴油/CNG、 LNG混合 燃料工作狀態(tài)的轉(zhuǎn)換。
6、 .根據(jù)權(quán)利要求i所述的壓燃式國m及國iii以上排放天然氣發(fā)動機環(huán)?？蛙?，其特征在于還設(shè)置有水溫傳感器(3)、水溫傳感器(3)信號輸出端連接在所述ECU (10)上。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓燃式國III及國III以上排放天然氣發(fā)動機環(huán)保 客車，其特征在于還設(shè)置有氧傳感器(4)，氧傳感器(4)信號輸出端連接 在所述ECU (10)上，對發(fā)動機排放進行控制。
8、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓燃式國III及國III以上排放天然氣發(fā)動機環(huán)?？蛙?，其特征在于在所述柴油發(fā)動機(1)增壓器后的進氣總管上安裝有混合器(13)和氣軌(17)，該氣軌(17)設(shè)置有第一氣路(a)和第二氣路(b)， 其中第一氣路(a)設(shè)置有進口與燃氣源相通，第二氣路(b)設(shè)置有出口與所 述混合器(13)相通，所述第一氣路(a)和第二氣路(b)之間設(shè)置有至少一 個燃氣噴嘴，每個燃氣噴嘴處都安裝有噴嘴塞(14)，所述噴嘴塞(14)連接 在電磁閥(15)上，該電磁閥(15)的輸入端連接所述ECU (10)的第二輸出 端組上。
9、 根據(jù)權(quán)利要求i所述的壓燃式國in及國in以上排放天然氣發(fā)動機環(huán)?？蛙?，其特征在于在所述柴油發(fā)動機(1)增壓器后的進氣總管上安裝有至少一個燃氣噴嘴，或在所述柴油發(fā)動機(1)的每個進氣歧管上都安裝有一個燃氣噴嘴；每個燃氣噴嘴處都安裝有噴嘴塞(14)，所述噴嘴塞(14)連接在電磁閥 (15)上，該電磁閥(15)的輸入端連接所述ECU (10)的第二輸出端組上， 燃氣由噴嘴座進口端進入噴嘴，噴嘴按電控信號開閉和調(diào)整開度，達到控制燃 氣噴射量的目的。
10、根據(jù)權(quán)利要求i所述的壓燃式國ni及國ni以上排放天然氣發(fā)動機環(huán)?？蛙?，其特征在于配置有燃氣噴射控制閥(18)組和燃氣噴管(19)，在所 述柴油發(fā)動機(1)增壓器后的進氣總管上安裝有至少一個燃氣噴管(19)， 或在所述柴油發(fā)動機(1)的每個進氣歧管上都安裝有一個燃氣噴管(19);所述燃氣噴射控制閥(18)組的輸入端連接所述ECU (10)的第二輸出端 組上，燃氣經(jīng)燃氣噴射控制閥(18)組調(diào)控后從燃氣噴射控制閥(18)組進口 端進入噴管，燃氣噴射控制閥組按電控信號按順序開閉和調(diào)整開度，達到控制 燃氣噴射量的目的。
專利摘要本實用新型公開了一種壓燃式國III及國III以上排放天然氣發(fā)動機環(huán)?？蛙?，轉(zhuǎn)速傳感器、油門位置傳感器的信號輸出端都連接在ECU上，ECU連接油門執(zhí)行器，油門執(zhí)行器連接在柴油發(fā)動機，其特征在于所述ECU的第二輸出端組連接在燃氣供應(yīng)執(zhí)行系統(tǒng)上。本實用新型的顯著效果是能同時使用柴油和天然氣兩種燃料，實現(xiàn)了兩種燃料的優(yōu)勢互補。在混合燃料狀態(tài)下采用柴油作為引燃物，引燃天然氣作功為客車提供動力，在單燃料狀態(tài)下只用柴油作為能源，延長了客車的續(xù)駛里程，滿足了客車在多種條件下使用清潔燃料天然氣的需要。同時，滿足了國III及國III以上排放的要求，柴油在混合燃料模式下是引燃物，主要能源為清潔燃料天然氣，減少了環(huán)境污染。
文檔編號F02D1/02GK201390298SQ20092012709
公開日2010年1月27日 申請日期2009年4月22日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月22日
發(fā)明者張德福, 衛(wèi) 王, 野 田, 蔣黎明, 平 鄧 申請人:重慶恒通客車有限公司