專利名稱：一種天然氣發(fā)動機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于發(fā)動機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，具體地說是涉及一種由柴油發(fā)動機(jī)改裝而成的 天然氣發(fā)動機(jī)。
背景技術(shù)：
在現(xiàn)有技術(shù)中，發(fā)動機(jī)的燃料主要以汽油與柴油為主，但目前隨著石油資源的枯 竭、短缺、環(huán)境污染和全球氣候日益變暖等一系列問題日益突出，世界各國都把節(jié)能、減少 污染物等放在首位，并且制訂了日益嚴(yán)格的節(jié)能和排放法規(guī)，目前柴油機(jī)與汽油機(jī)的燃油 系統(tǒng)與增壓系統(tǒng)將難以滿足未來的排放法規(guī)要求，為尋求發(fā)動機(jī)的高效清潔燃燒，必須對 燃油系統(tǒng)與增壓系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn)，像汽油機(jī)需通過增加三元催化劑；柴油機(jī)需要采用先進(jìn)的 電控高壓燃油噴射技術(shù)、先進(jìn)的增壓中冷技術(shù)、先進(jìn)的燃燒控制技術(shù)、先進(jìn)的后處理技術(shù) 等，需要把他們組合起來應(yīng)用，才能滿足嚴(yán)格的排放法規(guī)。而這些先進(jìn)的手段和裝置的應(yīng)用 需要花費很大的人力、物力和財力，需要復(fù)雜的匹配開發(fā)過程，成本高，裝置也很昂貴。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的在于針對現(xiàn)有技術(shù)中的不足之處，提供一種由柴油發(fā)動機(jī)改裝 而成的天然氣發(fā)動機(jī)，該發(fā)動機(jī)改裝簡單，不耗費很大的人力、物力和財力，能夠滿足節(jié)能 環(huán)保的要求，并且開發(fā)周期較短。按照本實用新型提供的技術(shù)方案，所述天然氣發(fā)動機(jī)由柴油發(fā)動機(jī)改裝而成，包 括柴油機(jī)體，柴油機(jī)體上設(shè)置有傳感系統(tǒng)，其特征在于還包括有進(jìn)氣系統(tǒng)、燃料供給系統(tǒng)、 點火系統(tǒng)、傳感系統(tǒng)和點火控制器ECU ；進(jìn)氣系統(tǒng)安裝在發(fā)動機(jī)氣缸蓋一側(cè)，進(jìn)氣系統(tǒng)包括空濾進(jìn)氣管和進(jìn)氣管，空濾進(jìn) 氣管用于通入空氣，進(jìn)氣管與發(fā)動機(jī)的燃燒室相連通；燃料供給系統(tǒng)包括低壓天然氣源、燃?xì)馇袛嚅y、壓力調(diào)節(jié)閥、比例閥、混合器管和 電子節(jié)氣門，低壓天然氣源與燃?xì)馇袛嚅y相連，燃?xì)馇袛嚅y與壓力調(diào)節(jié)閥相連，壓力調(diào)節(jié)閥 與比例閥相連，比例閥與混合器管一個進(jìn)口相連，混合器管上的另一個進(jìn)口與進(jìn)氣系統(tǒng)中 的空濾進(jìn)氣管相連，混合器管的出口連接電子節(jié)氣門，電子節(jié)氣門與進(jìn)氣系統(tǒng)中的進(jìn)氣管 相連；點火系統(tǒng)包括點火線圈和火花塞，火花塞安裝在發(fā)動機(jī)氣缸蓋上，火花塞的一端 伸入燃燒室內(nèi)，火花塞的另一端連接點火線圈，點火線圈設(shè)置在進(jìn)氣管下面，點火線圈通過 導(dǎo)線與點火控制器E⑶相連；傳感系統(tǒng)中的各傳感器通過導(dǎo)線與點火控制器ECU相連并傳輸信號，點火控制器 ECU與燃料供給系統(tǒng)中的比例閥和電子節(jié)氣門分別相連并傳輸指令，通過比例閥控制燃?xì)?進(jìn)入混合器管的流量，通過電子節(jié)氣門控制控制混合氣進(jìn)入氣缸的流量。作為本實用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述空濾進(jìn)氣管與混合器管之間連接有導(dǎo)流板， 導(dǎo)流板位于混合器管內(nèi)的面上設(shè)有圓弧狀凸起。[0010]作為本實用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述進(jìn)氣管與電子節(jié)氣門之間連接有穩(wěn)壓管。作為本實用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述氣缸蓋采用平底氣缸蓋，氣缸內(nèi)的活塞頂部 相對火花塞的中心位置設(shè)有一凹坑形燃燒室。作為本實用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述凹坑形燃燒室為圓柱形回轉(zhuǎn)體結(jié)構(gòu)。作為本實用新型的進(jìn)一 步改進(jìn)，所述傳感系統(tǒng)包括曲軸轉(zhuǎn)角傳感器、凸輪軸轉(zhuǎn)角 傳感器、曲軸轉(zhuǎn)速傳感器、進(jìn)氣溫度壓力傳感器、水溫傳感器、氧傳感器、機(jī)油壓力傳感器和 機(jī)油溫度傳感器。本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，優(yōu)點在于(1)、本實用新型通過對現(xiàn)有柴油發(fā)動機(jī)的氣缸蓋、活塞燃燒室、進(jìn)氣系統(tǒng)、燃燒供 給系統(tǒng)和點火系統(tǒng)進(jìn)行適當(dāng)?shù)母倪M(jìn)，使其成為一種能燃燒天然氣的發(fā)動機(jī)，能滿足日益嚴(yán) 格的排放要求；而且改裝方便，不需要花費很大的人力、物力和財力。(2)、本實用新型通過在電子節(jié)氣門與進(jìn)氣管之間設(shè)置穩(wěn)壓管，有效提高了各缸進(jìn) 氣分配均勻性，減少了發(fā)動機(jī)各缸空燃比的變化，降低了燃燒循環(huán)變動率，改善了發(fā)動機(jī)的 燃料消耗和排放水平。(3)、本實用新型的進(jìn)氣系統(tǒng)在空氣進(jìn)入混合器管之前設(shè)置有導(dǎo)流板，導(dǎo)流板能夠 增強(qiáng)了空氣與燃?xì)獾幕旌?，有利于混合氣的充分燃燒?4)、本實用新型的燃燒室結(jié)構(gòu)巧妙合理，具有良好的工藝性，燃燒室全部機(jī)加工 而成，有精確的形狀和容積，能使天然氣達(dá)到了最佳的壓縮燃燒比和更加精確的點火時間， 滿足天然氣發(fā)動機(jī)的燃燒要求。(5)、本實用新型的燃燒供給系統(tǒng)、點火系統(tǒng)通過點火控制器ECU控制，可以有效 的控制發(fā)動機(jī)在各種狀態(tài)下的運行狀況。

圖1為本實用新型的整機(jī)側(cè)視圖。圖2為本實用新型的整機(jī)正視圖。圖3為本實用新型的整機(jī)剖視圖。圖4為本實用新型燃燒室的位置結(jié)構(gòu)示意圖。圖5為圖4中活塞的頂部俯視圖。圖6為本實用新型的進(jìn)氣系統(tǒng)示意圖。圖7為本實用新型的空氣導(dǎo)流板示意圖。圖8為圖7的結(jié)構(gòu)剖視圖圖9為本實用新型的燃料供給系統(tǒng)示意圖。圖10為本實用新型的點火系統(tǒng)示意圖。附圖標(biāo)記說明1 一氣缸蓋、2—燃燒室、3—進(jìn)氣系統(tǒng)、3a_空濾進(jìn)氣管、3b—導(dǎo)流 板、3c—穩(wěn)壓管、3d—進(jìn)氣管、4 一燃料供給系統(tǒng)、4a—燃?xì)馇袛嚅y、4b—壓力調(diào)節(jié)閥、4c 一氣 管、4d—比例閥、4e—氣管、4f-混合器管、4g—電子節(jié)氣門、5—點火系統(tǒng)、5a—點火線圈、 5b—高壓線、5c—火花塞、6a—曲軸轉(zhuǎn)角傳感器、6b—凸輪軸轉(zhuǎn)角傳感器、6c—曲軸轉(zhuǎn)速傳 感器、6d—進(jìn)氣溫度壓力傳感器、6e—水溫傳感器、6f-氧傳感器、6g—機(jī)油壓力傳感器、 6h—機(jī)油溫度傳感器。
具體實施方式
下面本實用新型將結(jié)合附圖中的實施例作進(jìn)一步描述如圖所示，本實用新型是由柴油發(fā)動機(jī)改裝而成，改裝部分主要是發(fā)動機(jī)的氣缸蓋1、活塞燃燒室2、進(jìn)氣系統(tǒng)3、燃料供給系統(tǒng)4和點火系統(tǒng)5 ；其中，進(jìn)氣系統(tǒng)3主要由空 濾進(jìn)氣管3a、空氣導(dǎo)流板3b、穩(wěn)壓管3c和進(jìn)氣管3d組成；燃料供給系統(tǒng)4主要由低壓天然 氣源、燃?xì)馇袛嚅y4a、壓力調(diào)節(jié)閥4b、氣管4c、比例閥4d、氣管4e、混合器管4f和電子節(jié)氣 門4g組成；點火系統(tǒng)5主要由點火線圈5a、高壓線5b和火花塞5c組成。如圖1 圖10所示，進(jìn)氣系統(tǒng)3安裝在發(fā)動機(jī)的氣缸蓋1 一側(cè)，進(jìn)氣系統(tǒng)3中的 空濾進(jìn)氣管3a用于通入空氣，空濾進(jìn)氣管3a通過空氣導(dǎo)流板3b與燃料供給系統(tǒng)4中混合 器管4f的一個進(jìn)口相連，從空濾進(jìn)氣管3a中進(jìn)入的空氣通過空氣導(dǎo)流板3b上開設(shè)的氣孔 進(jìn)入混合器管4f內(nèi)；燃料供給系統(tǒng)4中的低壓天然氣源與燃?xì)馇袛嚅y4a相連，燃?xì)馇袛嚅y 4a與壓力調(diào)節(jié)閥4b直接相連，壓力調(diào)節(jié)閥4b通過氣管4c與比例閥4d相連，比例閥4d通 過氣管4e與混合器管4f的另一個進(jìn)口相連，作為燃料的天然氣通入混合器管4f后與空氣 混合均勻，混合器管4f的出口連接電子節(jié)氣門4g，電子節(jié)氣門4g與進(jìn)氣系統(tǒng)3中的穩(wěn)壓管 3c相連，穩(wěn)壓管3c與進(jìn)氣管3d相連，進(jìn)氣管3d與發(fā)動機(jī)的燃燒室2a相連通，混合氣由此 進(jìn)入燃燒室2內(nèi)；所述點火系統(tǒng)5中的火花塞5c安裝在發(fā)動機(jī)氣缸蓋1上，火花塞5c的一 端伸入燃燒室2內(nèi)，火花塞5c的另一端通過高壓線5b連接點火線圈5a，每個火花塞5c與 點火線圈5a單獨連接供電；點火線圈5a設(shè)置在進(jìn)氣管3d下面，點火線圈5a通過導(dǎo)線與點 火控制器ECU相連；傳感系統(tǒng)中的各傳感器通過導(dǎo)線與點火控制器ECU相連并傳輸信號，點 火控制器ECU與燃料供給系統(tǒng)4中的比例閥4d和電子節(jié)氣門4g分別相連并傳輸指令，通 過比例閥4d控制燃?xì)膺M(jìn)入混合器管4f的流量，通過電子節(jié)氣門4g控制控制混合氣進(jìn)入氣 缸的流量。如圖4、圖5所示，所述氣缸蓋1采用平底氣缸蓋1，活塞安裝在氣缸中，在活塞頂 部相對火花塞5c的中心位置設(shè)有一凹坑形燃燒室2，該凹坑形燃燒室2為圓柱形回轉(zhuǎn)體結(jié) 構(gòu)，具有較好的工藝性，燃燒室2全部機(jī)加工而成，有精確的形狀和容積，燃燒室2表面光 滑、緊湊，壓縮比可提高到12，能使天然氣達(dá)到了最佳的壓縮燃燒比，精確的點火時間，能夠 滿足天然氣發(fā)動機(jī)的燃燒要求。如圖6所示，在混合器管4f和進(jìn)氣管3d中間連接有穩(wěn)壓管3c，混合器管4f中充 分混合后的混合氣首先通過電子節(jié)氣門4g控制流量，然后進(jìn)入穩(wěn)壓管3c內(nèi)，穩(wěn)壓管3c是 為了提高各缸進(jìn)氣分配均勻性，減少發(fā)動機(jī)各缸空燃比的變化，降低燃燒循環(huán)變動率，改善 了發(fā)動機(jī)的燃料消耗和排放水平。如圖7 圖9所示，所述空氣導(dǎo)流板3b位于混合器管4f內(nèi)的面上設(shè)有圓弧狀凸 起，這種結(jié)構(gòu)的導(dǎo)流板可以使進(jìn)入混合器管4f內(nèi)的空氣與作為燃料的天然氣充分混合，有 助于混合氣的充分燃燒。本實用新型的工作過程及工作原理如下發(fā)動機(jī)啟動時，空氣經(jīng)由空濾進(jìn)氣管3a進(jìn)入混合器管4f內(nèi)，低壓天然氣從燃?xì)?切斷閥4a進(jìn)入，通過壓力調(diào)節(jié)閥4b調(diào)節(jié)壓力，然后經(jīng)由比例閥4d進(jìn)入混合器管4f內(nèi)，空 氣和作為燃料的天然氣在混合器管4f中充分混合，然后經(jīng)由電子節(jié)氣門4g控制進(jìn)入量進(jìn) 入穩(wěn)壓管3c、進(jìn)氣管3d進(jìn)入發(fā)動機(jī)各氣缸的燃燒室2內(nèi)；在上述過程中，發(fā)動機(jī)上的各傳感器(包括安裝在曲軸前端的曲軸轉(zhuǎn)角傳感器6a、安裝在齒輪室蓋上的凸輪軸轉(zhuǎn)角傳感器 6b、安裝在飛輪殼上的曲軸轉(zhuǎn)速傳感器6c、安裝在穩(wěn)壓管3c上的進(jìn)氣溫度壓力傳感器6d、 安裝在出水口座上的水溫傳感器6e、安裝在排氣管上的氧傳感器6f、安裝在機(jī)體主油道上 的機(jī)油壓力傳感器6g和機(jī)油溫度傳感器6h。分別通過導(dǎo)線與點火控制器ECU相連，各傳感 器實時感應(yīng)檢測發(fā)動機(jī)的狀況并傳輸信號給點火控制器ECU，點火控制器ECU對發(fā)動機(jī)做 出綜合判斷，確定發(fā)動機(jī)最適宜的進(jìn)氣量，通過信號轉(zhuǎn)換，發(fā)送指令給與其相連的比例閥4d 和電子節(jié)氣門 4g，通過比例閥4d控制天然氣進(jìn)入混合器管4f的流量，通過電子節(jié)氣門4g 控制控制混合氣進(jìn)入氣缸的流量，從而使發(fā)動機(jī)具有很好的動力性和排放；點火線圈5a也 通過點火控制器ECU控制，點火控制器ECU根據(jù)各傳感器傳輸來的信號，對發(fā)動機(jī)的狀況做 出綜合判斷，確定發(fā)動機(jī)最適宜的點火提前角，然后通過點火線圈5a實現(xiàn)發(fā)動機(jī)點火。
權(quán)利要求一種天然氣發(fā)動機(jī)，其由柴油發(fā)動機(jī)改裝而成，包括柴油機(jī)體，柴油機(jī)體上設(shè)置有傳感系統(tǒng)，其特征在于還包括有進(jìn)氣系統(tǒng)(3)、燃料供給系統(tǒng)(4)、點火系統(tǒng)(5)、傳感器系統(tǒng)和點火控制器ECU；進(jìn)氣系統(tǒng)(3)安裝在發(fā)動機(jī)氣缸蓋(1)一側(cè)，進(jìn)氣系統(tǒng)(3)包括空濾進(jìn)氣管(3a)和進(jìn)氣管(3d)，空濾進(jìn)氣管(3a)用于通入空氣，進(jìn)氣管(3d)與發(fā)動機(jī)的燃燒室(2)相連通；燃料供給系統(tǒng)(4)包括低壓天然氣源、燃?xì)馇袛嚅y(4a)、壓力調(diào)節(jié)閥(4b)、比例閥(4d)、混合器管(4f)和電子節(jié)氣門(4g)，低壓天然氣源與燃?xì)馇袛嚅y(4a)相連，燃?xì)馇袛嚅y(4a)與壓力調(diào)節(jié)閥(4b)相連，壓力調(diào)節(jié)閥(4b)與比例閥(4d)相連，比例閥(4d)與混合器管(4f)一個進(jìn)口相連，混合器管(4f)上的另一個進(jìn)口與進(jìn)氣系統(tǒng)(3)中的空濾進(jìn)氣管(3a)相連，混合器管(4f)的出口連接電子節(jié)氣門(4g)，電子節(jié)氣門(4g)與進(jìn)氣系統(tǒng)(3)中的穩(wěn)壓管(3c)相連；點火系統(tǒng)(5)包括點火線圈(5a)和火花塞(5c)，火花塞(5c)安裝在發(fā)動機(jī)氣缸蓋(1)上，火花塞(5c)的一端伸入燃燒室(2)內(nèi)，火花塞(5c)的另一端連接點火線圈(5a)，點火線圈(5a)設(shè)置在進(jìn)氣管(3d)下面，點火線圈(5a)通過導(dǎo)線與點火控制器ECU相連；傳感器系統(tǒng)中的傳感器通過導(dǎo)線與點火控制器ECU相連并傳輸信號，點火控制器ECU與燃料供給系統(tǒng)(4)中的比例閥(4d)和電子節(jié)氣門(4g)分別相連并傳輸指令，通過比例閥(4d)控制燃?xì)膺M(jìn)入混合器管(4f)的流量，通過電子節(jié)氣門(4g)控制控制混合氣進(jìn)入氣缸的流量。
2.如權(quán)利要求1所述的天然氣發(fā)動機(jī)，其特征還在于所述空濾進(jìn)氣管(3a)與混合器 管(4f)之間連接有導(dǎo)流板(3b)，導(dǎo)流板(3b)位于混合器管(4f)內(nèi)的面上設(shè)有圓弧狀凸 起。
3.如權(quán)利要求1所述的天然氣發(fā)動機(jī)，其特征還在于所述進(jìn)氣管(3d)與電子節(jié)氣門 (4g)之間連接有穩(wěn)壓管(3c)。
4.如權(quán)利要求1所述的天然氣發(fā)動機(jī)，其特征還在于所述氣缸蓋(1)采用平底氣缸 蓋(1)，氣缸內(nèi)的活塞頂部相對火花塞(5c)的中心位置設(shè)有一凹坑形的燃燒室(2)。
5.如權(quán)利要求4所述的天然氣發(fā)動機(jī)，其特征還在于所述凹坑形的燃燒室(2)為圓 柱形回轉(zhuǎn)體結(jié)構(gòu)。
6.如權(quán)利要求1所述的天然氣發(fā)動機(jī)，其特征還在于，所述傳感系統(tǒng)包括安裝在曲軸 前端的曲軸轉(zhuǎn)角傳感器(6a)、安裝在齒輪室蓋上的凸輪軸轉(zhuǎn)角傳感器(6b)、安裝在飛輪殼 上的曲軸轉(zhuǎn)速傳感器(6c)、安裝在穩(wěn)壓管(3c)上的進(jìn)氣溫度壓力傳感器(6d)、安裝在出水 口座上的水溫傳感器(6e)、安裝在排氣管上的氧傳感器(6f)、安裝在機(jī)體主油道上的機(jī)油 壓力傳感器(6g)和機(jī)油溫度傳感器(6h)。
專利摘要本實用新型涉及一種由柴油發(fā)動機(jī)改裝而成的天然氣發(fā)動機(jī)。該天然氣發(fā)動機(jī)包括柴油機(jī)體，柴油機(jī)體上設(shè)置有傳感系統(tǒng)，其特征在于空濾進(jìn)氣管與混合器管相連，用于通入空氣；低壓天然氣源依次通過燃?xì)馇袛嚅y、壓力調(diào)節(jié)閥、比例閥與混合器管相連，用于通入天然氣；混合器管與電子節(jié)氣門相連，電子節(jié)氣門通過進(jìn)氣管與燃燒室相連通，混合氣由此通入燃燒室內(nèi)；火花塞的一端伸入燃燒室內(nèi)，另一端連接點火線圈，點火線圈通過點火控制器ECU控制；各傳感器與點火控制器ECU相連并傳輸信號，點火控制器ECU控制燃料比例閥和電子節(jié)氣門。本實用新型對柴油發(fā)動機(jī)的氣缸蓋、燃燒室、進(jìn)氣系統(tǒng)、燃燒供給系統(tǒng)和點火系統(tǒng)進(jìn)行適當(dāng)改進(jìn)，能滿足日益嚴(yán)格的排放要求。
文檔編號F02D9/02GK201620951SQ20102011581
公開日2010年11月3日 申請日期2010年1月28日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月28日
發(fā)明者肖亨琳 申請人:無錫開普動力有限公司