專利名稱：船用發(fā)動機(jī)雙燃料供給系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及發(fā)動機(jī)燃料供給系統(tǒng)，具體地指一種可提供天然氣和柴油兩種燃料的船用發(fā)動機(jī)雙燃料供給系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
天然氣是以甲烷為主的氣體燃料，其分子量偏小，H/C值高達(dá)4左右。由于天然氣在發(fā)動機(jī)內(nèi)與空氣混合時(shí)同為氣態(tài)，與柴油相比其混合氣體更為均勻、燃燒更為完全，這樣柴油機(jī)摻燒壓縮天然氣可以大幅度降低柴油機(jī)的碳煙排放，減少柴油機(jī)對大氣環(huán)境的污染，同時(shí)還可以改善柴油機(jī)的燃料結(jié)構(gòu)。因此，柴油摻燒壓縮天然氣的發(fā)動機(jī)得到了較為廣泛的應(yīng)用。目前，柴油摻燒壓縮天然氣的相關(guān)裝置通常是針對車用柴油機(jī)設(shè)計(jì)的，而車用柴油機(jī)均采用兩級式調(diào)速器，兩級式調(diào)速器只在柴油機(jī)低于怠速或高于額定轉(zhuǎn)速時(shí)才起作用，當(dāng)柴油機(jī)轉(zhuǎn)速界于怠速與額定轉(zhuǎn)速之間時(shí)，兩級式調(diào)速器則不起作用，可通過油門踏板直接控制柴油機(jī)的燃料供給量。而船用柴油機(jī)與車用柴油機(jī)不同，采用的是全程式調(diào)速器。 船用柴油機(jī)通過油門操縱拉桿控制柴油機(jī)的轉(zhuǎn)速，當(dāng)油門操縱拉桿不動而柴油機(jī)的負(fù)荷發(fā)生改變或波動時(shí)，全程式調(diào)速器將自動增減柴油的供給量，使柴油機(jī)轉(zhuǎn)速保持穩(wěn)定。如何對柴油和天然氣供給量進(jìn)行精確控制，以實(shí)現(xiàn)雙燃料船用發(fā)動機(jī)的最佳油氣比及全程調(diào)速功能、達(dá)到最佳的摻燒效果、使船用發(fā)動機(jī)具有良好的動力性能和經(jīng)濟(jì)性能，一直是本領(lǐng)域技術(shù)人員試圖解決的難題。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的就是要提供一種能夠?qū)崿F(xiàn)船用發(fā)動機(jī)最佳油氣比及全程調(diào)速功能的船用發(fā)動機(jī)雙燃料供給系統(tǒng)。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型所設(shè)計(jì)的船用發(fā)動機(jī)雙燃料供給系統(tǒng)，包括天然氣燃料供給子系統(tǒng)、柴油燃料供給子系統(tǒng)、以及雙燃料噴射控制子系統(tǒng)，其特殊之處在于所述天然氣燃料供給子系統(tǒng)包括天然氣瓶，天然氣瓶的輸出端通過供氣管道與天然氣流量調(diào)節(jié)閥的輸入端相連，天然氣流量調(diào)節(jié)閥的流量控制端與天然氣流量調(diào)節(jié)執(zhí)行器相連，天然氣流量調(diào)節(jié)閥的輸出端與空氣混合器的輸入端相連，空氣混合器的輸出端與船用發(fā)動機(jī)的進(jìn)氣總管相連，從而將空氣和天然氣形成的混合氣體輸送至船用發(fā)動機(jī)的氣缸中。所述柴油燃料供給子系統(tǒng)包括柴油柜，柴油柜的輸出端通過供油管道與高壓油泵的輸入端相連，高壓油泵的油泵齒條控制端與齒條位移執(zhí)行器相連，高壓油泵的輸出端與船用發(fā)動機(jī)的噴嘴相連，從而將柴油噴射至船用發(fā)動機(jī)的氣缸中。所述雙燃料噴射控制子系統(tǒng)包括發(fā)動機(jī)電控單元(ECU)，發(fā)動機(jī)電控單元的轉(zhuǎn)速信號輸入端與發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器相連，發(fā)動機(jī)電控單元的油門信號輸入端與油門位置傳感器相連，發(fā)動機(jī)電控單元的天然氣信號輸出端通過天然氣流量調(diào)節(jié)控制器與天然氣流量調(diào)節(jié)執(zhí)行器相連，發(fā)動機(jī)電控單元的柴油信號輸出端通過齒條位移控制器與齒條位移執(zhí)行器相連。進(jìn)一步地，所述天然氣流量調(diào)節(jié)執(zhí)行器和齒條位移執(zhí)行器采用電子信號控制的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動機(jī)構(gòu)。更進(jìn)一步地，所述天然氣瓶與天然氣流量調(diào)節(jié)閥之間的供氣管道上設(shè)置有天然氣過濾器、天然氣減壓裝置和天然氣流量計(jì)，對進(jìn)入混合器的天然氣進(jìn)行清潔處理和壓力、流量控制。所述柴油柜與高壓油泵之間的供油管道上設(shè)置有柴油過濾器，對柴油進(jìn)行清潔處理。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于船用發(fā)動機(jī)雙燃料供給系統(tǒng)中天然氣供給子系統(tǒng)向發(fā)動機(jī)供給天然氣、燃油供給子系統(tǒng)向發(fā)動機(jī)供給柴油、雙燃料噴射控制子系統(tǒng)的發(fā)動機(jī)電控單元控制信號精確控制進(jìn)入混合器的天然氣量和噴入發(fā)動機(jī)氣缸的柴油量，隨著發(fā)動機(jī)工況變化，可對柴油和天然氣雙燃料比例進(jìn)行柔性調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)最佳油氣比，達(dá)到雙燃料船用發(fā)動機(jī)的最佳性能，可大幅度降低柴油機(jī)碳煙排放，減少對大氣的污染。

圖1為一種船用發(fā)動機(jī)雙燃料供給系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)原理示意圖。
具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。圖中所示的船用發(fā)動機(jī)雙燃料供給系統(tǒng)，包括天然氣燃料供給子系統(tǒng)、柴油燃料供給子系統(tǒng)、以及雙燃料噴射控制子系統(tǒng)。天然氣燃料供給子系統(tǒng)包括天然氣瓶8，天然氣瓶8的輸出端通過供氣管道與天然氣流量調(diào)節(jié)閥13的輸入端相連，天然氣流量調(diào)節(jié)閥13 的流量控制端與天然氣流量調(diào)節(jié)執(zhí)行器14相連，天然氣流量調(diào)節(jié)閥13的輸出端與空氣混合器15的輸入端相連，空氣混合器15的輸出端與船用發(fā)動機(jī)4的進(jìn)氣總管相連，從而將空氣和天然氣形成的混合氣體輸送至船用發(fā)動機(jī)4的氣缸中。天然氣流量調(diào)節(jié)執(zhí)行器14為采用電子信號控制的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動機(jī)構(gòu)。天然氣瓶8與天然氣流量調(diào)節(jié)閥13之間的供氣管道上設(shè)置有天然氣截止閥9、天然氣過濾器10、天然氣減壓裝置11和天然氣流量計(jì)12。柴油燃料供給子系統(tǒng)包括柴油柜1，柴油柜1的輸出端通過供油管道與高壓油泵5 的輸入端相連，高壓油泵5的油泵齒條控制端與齒條位移執(zhí)行器6相連，高壓油泵5的輸出端與船用發(fā)動機(jī)4的噴嘴相連，從而將柴油噴射至船用發(fā)動機(jī)4的氣缸中。齒條位移執(zhí)行器6也采用電子信號控制的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動機(jī)構(gòu)。柴油柜1與高壓油泵5之間的供油管道上設(shè)置有柴油截止閥2和柴油過濾器3。雙燃料噴射控制子系統(tǒng)包括與蓄電池19相連的發(fā)動機(jī)電控單元17，發(fā)動機(jī)電控單元17的轉(zhuǎn)速信號輸入端與發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器20相連，發(fā)動機(jī)電控單元17的油門信號輸入端與油門位置傳感器18相連，發(fā)動機(jī)電控單元17的天然氣信號輸出端通過天然氣流量調(diào)節(jié)控制器16與天然氣流量調(diào)節(jié)執(zhí)行器14相連，發(fā)動機(jī)電控單元17的柴油信號輸出端通過齒條位移控制器7與齒條位移執(zhí)行器6相連。本實(shí)用新型船用發(fā)動機(jī)雙燃料供給系統(tǒng)的雙燃料供給是這樣實(shí)現(xiàn)的天然氣依靠儲氣壓力從天然氣瓶8出來，經(jīng)天然氣過濾器10濾去雜質(zhì)流入天然氣減壓裝置11，減壓后通過天然氣流量計(jì)12，再通過天然氣流量調(diào)節(jié)閥13的精確控制，最后進(jìn)入與發(fā)動機(jī)4進(jìn)氣總管相連的空氣混合器15，與空氣混合后形成可燃混合氣供發(fā)動機(jī)使用。天然氣流量調(diào)節(jié)閥13由接收發(fā)動機(jī)電控單元17控制信號的天然氣流量調(diào)節(jié)執(zhí)行器14和天然氣流量調(diào)節(jié)驅(qū)動器16驅(qū)動。 同時(shí)，高壓油泵5上的齒條位移執(zhí)行器6由接收發(fā)動機(jī)電控單元17控制信號的齒條位移驅(qū)動器7驅(qū)動，直接控制油泵齒條，對進(jìn)入發(fā)動機(jī)氣缸的柴油量進(jìn)行精確控制，從而實(shí)現(xiàn)隨著發(fā)動機(jī)工況變化，對油氣燃料比例的柔性調(diào)節(jié)，達(dá)到雙燃料船用發(fā)動機(jī)的最佳性能。
權(quán)利要求1.一種船用發(fā)動機(jī)雙燃料供給系統(tǒng)，包括天然氣燃料供給子系統(tǒng)、柴油燃料供給子系統(tǒng)、以及雙燃料噴射控制子系統(tǒng)，其特征在于所述天然氣燃料供給子系統(tǒng)包括天然氣瓶(8)，天然氣瓶(8)的輸出端通過供氣管道與天然氣流量調(diào)節(jié)閥(1 的輸入端相連，天然氣流量調(diào)節(jié)閥(1 的流量控制端與天然氣流量調(diào)節(jié)執(zhí)行器(14)相連，天然氣流量調(diào)節(jié)閥(1 的輸出端與空氣混合器(1 的輸入端相連，空氣混合器(1 的輸出端與船用發(fā)動機(jī)的進(jìn)氣總管相連，從而將空氣和天然氣形成的混合氣體輸送至船用發(fā)動機(jī)的氣缸中；所述柴油燃料供給子系統(tǒng)包括柴油柜(1)，柴油柜(1)的輸出端通過供油管道與高壓油泵( 的輸入端相連，高壓油泵( 的油泵齒條控制端與齒條位移執(zhí)行器(6)相連，高壓油泵(5)的輸出端與船用發(fā)動機(jī)的噴嘴相連，從而將柴油噴射至船用發(fā)動機(jī)的氣缸中；所述雙燃料噴射控制子系統(tǒng)包括發(fā)動機(jī)電控單元(17)，發(fā)動機(jī)電控單元(17)的轉(zhuǎn)速信號輸入端與發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器00)相連，發(fā)動機(jī)電控單元(17)的油門信號輸入端與油門位置傳感器(18)相連，發(fā)動機(jī)電控單元(17)的天然氣信號輸出端通過天然氣流量調(diào)節(jié)控制器(16)與天然氣流量調(diào)節(jié)執(zhí)行器(14)相連，發(fā)動機(jī)電控單元(17)的柴油信號輸出端通過齒條位移控制器(7)與齒條位移執(zhí)行器(6)相連；
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的船用發(fā)動機(jī)雙燃料供給系統(tǒng)，其特征在于所述天然氣流量調(diào)節(jié)執(zhí)行器(14)和齒條位移執(zhí)行器(6)采用電子信號控制的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動機(jī)構(gòu)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的船用發(fā)動機(jī)雙燃料供給系統(tǒng)，其特征在于所述天然氣瓶(8)與天然氣流量調(diào)節(jié)閥(1 之間的供氣管道上設(shè)置有天然氣過濾器(10)、天然氣減壓裝置(11)和天然氣流量計(jì)(12)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的船用發(fā)動機(jī)雙燃料供給系統(tǒng)，其特征在于所述柴油柜 (1)與高壓油泵( 之間的供油管道上設(shè)置有柴油過濾器(3)。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的船用發(fā)動機(jī)雙燃料供給系統(tǒng)，其特征在于所述柴油柜(1) 與高壓油泵( 之間的供油管道上設(shè)置有柴油過濾器(3)。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種船用發(fā)動機(jī)雙燃料供給系統(tǒng)，包括天然氣燃料供給子系統(tǒng)、柴油燃料供給子系統(tǒng)、以及雙燃料噴射控制子系統(tǒng)。天然氣燃料供給子系統(tǒng)向發(fā)動機(jī)供給天然氣、燃油供給子系統(tǒng)向發(fā)動機(jī)供給柴油，雙燃料噴射控制子系統(tǒng)的發(fā)動機(jī)電控單元控制信號精確控制進(jìn)入混合器的天然氣量和進(jìn)入發(fā)動機(jī)氣缸的柴油量，隨著發(fā)動機(jī)工況變化，可對油氣燃料比例進(jìn)行柔性調(diào)節(jié)，達(dá)到雙燃料船用發(fā)動機(jī)的最佳性能，可大幅度降低柴油機(jī)碳煙排放，減少對大氣的污染。
文檔編號F02D19/08GK202001108SQ20112003463
公開日2011年10月5日 申請日期2011年1月31日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月31日
發(fā)明者張新塘, 李格升, 李煜輝, 游伏兵, 潘志翔, 董健 申請人:武漢理工大學(xué)