負壓供氣船用發(fā)動機系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本申請公開了一種負壓供氣船用發(fā)動機系統(tǒng)，包括：設置有進氣口及進油口的發(fā)動機、與所述進氣口對接的負壓液化天然氣供氣通路、與所述進油口對接的柴油供油通路，以及，分別與所述供氣通路及所述供油通路相連以控制其對所述發(fā)動機的供氣供油量，并且采用非接觸式電渦流位置傳感機構探測供油量的控制系統(tǒng)。這樣，采用非接觸式電渦流位置傳感機構精確感應供油量，避免了接觸式的磨損，使供油量控制精確，從而提升了系統(tǒng)的供油量控制精確度，保證系統(tǒng)的正常工作。
【專利說明】負壓供氣船用發(fā)動機系統(tǒng)

【技術領域】
[0001]本申請涉及船用系統(tǒng)【技術領域】，尤其涉及一種負壓供氣船用發(fā)動機系統(tǒng)。

【背景技術】
[0002]近年來，采用柴油及液化天然氣(LNG)雙燃料作為能源的船用發(fā)動機系統(tǒng)由于較采用純柴油燃料作為能源的船用發(fā)動機系統(tǒng)而言，具有減少碳煙排放量并且成本較低的優(yōu)點，逐漸得到廣泛應用。
[0003]現(xiàn)有的雙燃料船用發(fā)動機系統(tǒng)通常使用油量限制機構控制高壓油泵供油量，但是，油量限制機構始終與高壓油泵供油齒條相互作用，加速了油量限制機構和高壓油泵運動件之間的磨損，久而久之，使得高壓油泵供油量不穩(wěn)定，影響了雙燃料船用發(fā)動機系統(tǒng)的正常使用。


【發(fā)明內容】

[0004]本申請旨在至少在一定程度上解決上述技術問題之一。
[0005]本申請?zhí)峁┮环N負壓供氣船用發(fā)動機系統(tǒng)，包括:設置有進氣口及進油口的發(fā)動機、與所述進氣口對接的負壓液化天然氣供氣通路、與所述進油口對接的柴油供油通路，以及，分別與所述供氣通路及所述供油通路相連以控制其對所述發(fā)動機的供氣供油量，并且采用非接觸式電渦流位置傳感機構探測供油量的控制系統(tǒng)。
[0006]進一步地，所述供氣通路包括依次設置的:氣瓶、匯流排、燃氣總閥、空浴式氣化器、一級減壓閥、手動截止閥、過濾器、二級減壓閥、零壓閥、電子節(jié)氣門、混合器及進氣總管，所述進氣總管與所述進氣口對接。
[0007]進一步地，所述供油通路包括依次設置的:油箱、輸油泵及高壓油泵，所述高壓油泵與所述進油口對接。
[0008]進一步地，所述控制系統(tǒng)包括:設置于所述供氣通路上的進氣壓力溫度傳感器、設置于所述發(fā)動機上的轉速傳感器、設置于所述高壓油泵上以采集供油齒條位置信號來反映所述供油量的所述非接觸式電渦流位置傳感機構，以及與所述進氣壓力溫度傳感器、轉速傳感器、非接觸式電渦流位置傳感器相連以根據(jù)其分別提供的進氣壓力溫度信號、供油齒條位置信號及轉速信號控制所述供油供氣量的機艙控制柜，所述機艙控制柜與所述電子節(jié)氣門相連。
[0009]進一步地，所述控制系統(tǒng)還包括:設置于所述供氣通路上的燃氣壓力變送器，以及，設置于所述發(fā)動機上的機油溫度傳感器，所述燃氣壓力變送器及所述機油溫度傳感器均與所述機艙控制柜相連，所述機艙控制柜根據(jù)所述燃氣壓力變送器及所述機油溫度傳感器分別提供的燃氣壓力信號及機油溫度信號修正所述供油供氣量。
[0010]進一步地，所述控制系統(tǒng)還包括:與所述機艙控制柜相連的、設置于所述供氣通路上的燃氣壓力變送器、設置于所述供氣通路上的燃氣溫度變送器以及設置于所述發(fā)動機上的排溫傳感器，所述機艙控制柜根據(jù)所述燃氣壓力變送器、燃氣溫度變送器及所述排溫傳感器分別提供的燃氣壓力信號、燃氣溫度信號及溫度信號控制切斷所述供氣通路。
[0011]進一步地，所述控制系統(tǒng)還包括:分別與所述機艙控制柜相連的火焰報警器、燃氣泄漏報警器，以及設置于所述供氣通路上與所述機艙控制柜相連的防爆電磁閥。
[0012]進一步地，所述發(fā)動機上還設置有調速手柄。
[0013]進一步地，所述控制系統(tǒng)還包括:與所述供氣通路及所述供油通路相連以控制其工作在供氣供油雙燃料工作模式或供油工作模式下的駕駛艙控制柜。
[0014]進一步地，所述供氣通路上設置有排氣口，所述負壓供氣船用發(fā)動機系統(tǒng)還包括:設置于所述供氣通路上位于所述排氣口一側的自動截止閥及安全閥；設置于所述發(fā)動機上的進氣管防爆閥及曲軸箱防爆閥；以及，設置于所述供氣通路上的燃氣壓力表。
[0015]本申請的有益效果是:
[0016]通過提供一種負壓供氣船用發(fā)動機系統(tǒng)，包括:設置有進氣口及進油口的發(fā)動機、與所述進氣口對接的負壓液化天然氣供氣通路、與所述進油口對接的柴油供油通路，以及，分別與所述供氣通路及所述供油通路相連以控制其對所述發(fā)動機的供氣供油量，并且采用非接觸式電渦流位置傳感機構探測供油量的控制系統(tǒng)。這樣，采用非接觸式電渦流位置傳感機構精確感應供油量，避免了接觸式的磨損，使供油量能精確控制，從而提升了系統(tǒng)的供油量控制精確度，保證系統(tǒng)的正常工作。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1為本申請實施例的船用發(fā)動機的結構示意圖。
[0018]圖2為本申請實施例中非接觸式電渦流位置傳感機構的第一工作狀態(tài)示意圖。
[0019]圖3為本申請實施例中非接觸式電渦流位置傳感機構的第二工作狀態(tài)示意圖。

【具體實施方式】
[0020]下面詳細描述本申請的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，旨在用于解釋本申請，而不能理解為對本申請的限制。
[0021]在本申請的描述中，需要理解的是，術語“中心”、“縱向”、“橫向”、“長度”、“寬度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底” “內”、“外”、“順時針”、“逆時針”等指示的方位或位置關系為基于附圖所示的方位或位置關系，僅是為了便于描述本申請和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本申請的限制。
[0022]在本申請中，除非另有明確的規(guī)定和限定，術語“安裝”、“相連”、“連接”、“固定”等術語應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內部的連通。對于本領域的普通技術人員而言，可以根據(jù)具體情況理解上述術語在本申請中的具體含義。
[0023]在本申請中，除非另有明確的規(guī)定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接觸，也可以包括第一和第二特征不是直接接觸而是通過它們之間的另外的特征接觸。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或僅僅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或僅僅表示第一特征水平高度小于第二特征。
[0024]下面通過【具體實施方式】結合附圖對本申請作進一步詳細說明。
[0025]請參考圖1，本實施例提供了一種負壓供氣船用發(fā)動機系統(tǒng)，包括:設置有進氣口及進油口的發(fā)動機、與進氣口對接的負壓液化天然氣供氣通路、與進油口對接的柴油供油通路，以及，分別與供氣通路及供油通路相連以控制其對發(fā)動機的供氣供油量并且采用非接觸式電渦流位置傳感機構24探測供油量的控制系統(tǒng)。
[0026]具體地，供氣通路包括依次設置的:氣瓶31、匯流排30、燃氣總閥29、空浴式氣化器1、一級減壓閥6、手動截止閥10、過濾器28、二級減壓閥12、零壓閥14、電子節(jié)氣門16、混合器17及進氣總管，進氣總管與進氣口對接。
[0027]供油通路包括依次設置的:油箱44、輸油泵45及高壓油泵42，高壓油泵42與進油口對接。
[0028]控制系統(tǒng)包括:設置于供氣通路上的進氣壓力溫度傳感器18、設置于發(fā)動機上的轉速傳感器21、設置于高壓油泵42上以采集供油齒條位置信號來反映供油量的非接觸式電渦流位置傳感機構24，以及與進氣壓力溫度傳感器18、轉速傳感器21、非接觸式電渦流位置傳感機構24相連以根據(jù)其分別提供的進氣壓力溫度信號、供油齒條位置信號及轉速信號控制供油供氣量的機艙控制柜9，機艙控制柜9與電子節(jié)氣門16相連。
[0029]控制系統(tǒng)還包括:設置于供氣通路上的燃氣壓力變送器15，以及，設置于發(fā)動機上的機油溫度傳感器25，燃氣壓力變送器15及機油溫度傳感器25均與機艙控制柜9相連，機艙控制柜9根據(jù)燃氣壓力變送器15及機油溫度傳感器25分別提供的燃氣壓力信號及機油溫度信號進一步修正供油供氣量。
[0030]控制系統(tǒng)還包括:與機艙控制柜9相連的、設置于供氣通路上的燃氣壓力變送器7、設置于供氣通路上的燃氣溫度變送器4以及設置于發(fā)動機上的排溫傳感器19，機艙控制柜9根據(jù)燃氣壓力變送器7、燃氣溫度變送器4及排溫傳感器19分別提供的燃氣壓力信號、燃氣溫度信號及排溫信號控制切斷供氣通路。
[0031]控制系統(tǒng)還包括:分別與機艙控制柜9相連的火焰報警器20、燃氣泄漏報警器11，以及設置于供氣通路上與機艙控制柜9相連的防爆電磁閥5、27。
[0032]發(fā)動機上還設置有調速手柄23。
[0033]控制系統(tǒng)還包括:與供氣通路及供油通路相連以控制其工作在供氣供油雙燃料工作模式或供油工作模式下的駕駛艙控制柜8。
[0034]供氣通路上設置有排氣口 32，負壓供氣船用發(fā)動機系統(tǒng)還包括:設置于供氣通路上位于排氣口 32 —側的自動截止閥3及安全閥2 ;設置于發(fā)動機上的進氣管防爆閥26及曲軸箱防爆閥22 ;以及，設置于供氣通路上的燃氣壓力表13。
[0035]進一步地，如圖2及圖3所示，非接觸式電渦流位置傳感機構24由非接觸電渦流位置傳感器35、傳感器鎖緊螺母36、位置傳感器支架37、支架鎖緊螺母38、傳感器感應座39及傳感器感應體40組成。傳感器感應座39固定在高壓油泵42上，傳感器感應體40固定高壓油泵42的供油齒條41上，并隨供油齒條41 一起運動。
[0036]下面對本實施例的負壓供氣船用發(fā)動機系統(tǒng)工作原理進行說明。
[0037]當將駕駛艙控制柜8的柴油控制開關打開，船用發(fā)動機在供油工作模式工作，船用發(fā)動機僅使用柴油作為燃料。
[0038]當將駕駛艙控制柜8的雙燃料控制開關打開，船用發(fā)動機進入供氣供油雙燃料工作模式狀態(tài)，防爆電磁閥5自動打開，在這個狀態(tài)下:
[0039]當船用發(fā)動機在怠速工作時，因進氣壓力溫度傳感器18、轉速傳感器21及機油溫度傳感器25參數(shù)沒有達到設定值，防爆電磁閥27仍處于關閉狀態(tài)，船用發(fā)動機仍按供油工作模式工作。
[0040]扳動調速手柄23，當船用發(fā)動機以一定轉速和負荷工作時，進氣壓力溫度傳感器18、轉速傳感器21及機油溫度傳感器25參數(shù)達到設定值，防爆電磁閥27在機艙控制柜9命令下打開，同時電子節(jié)氣門16在機艙控制柜9命令下調節(jié)供氣量。LNG從氣瓶31、經(jīng)匯流排30、燃氣總閥29、到空浴式汽化器1，經(jīng)空浴式汽化器I汽化、經(jīng)防爆電磁閥5、到一級減壓閥6，經(jīng)一級減壓閥6減壓、再通過手動截止閥10、過濾器28、防爆電磁閥27、到二級減壓閥12，經(jīng)二級減壓閥12進一步減壓至零壓閥14、經(jīng)零壓閥14處理后(燃氣壓力接近大氣壓)、到電子節(jié)氣門16、在混合器17處與空氣混合進入進氣總管至發(fā)動機，替代部分柴油，實現(xiàn)供氣供油雙燃料工作模式。因為發(fā)動機在某一轉速和負荷下，其需總燃料一定，現(xiàn)在因LNG的加入，發(fā)動機轉速升高，而發(fā)動機為了保持原來轉速運行，就自動減少與進入LNG氣體量相當?shù)娜加土浚瑥亩鴮崿F(xiàn)“以氣代油”雙燃料工作模式。隨著發(fā)動機工況變動，供氣供油量隨著改變。
[0041]供油供氣比例確定由機艙控制柜9決定。具體地,機艙控制柜9通過轉速傳感器21采集轉速信號，進氣壓力溫度傳感器18采集進氣壓力溫度信號、非接觸式電渦流位置傳感機構24采集供油齒條位置信號，這些信號作為主控信號，確定燃油、燃氣供給比例，也就是供氣供油量。通過燃氣壓力變送器15采集燃氣壓力信號、機油溫度傳感器25采集機油溫度信號，這些信號作為輔助控制信號，修正供油供氣量。通過燃氣溫度變送器4采集燃氣溫度信號，燃氣壓力變送器7采集燃氣壓力信號，排溫傳感器19采集排溫信號，這些信號作為船用發(fā)動機監(jiān)控信號，超過其設定值，系統(tǒng)自動截斷燃氣供給，返回供油工作模式。
[0042]而高壓油泵42與非接觸式電渦流位置傳感機構24之間的工作原理如下述:如附圖2，船機供油齒條在最大供油位置。傳感器感應座39固定在高壓油泵42上，傳感器感應體40固定在供油齒條41上，并隨供油齒條41 一起運動。如附圖2，傳感器感應體40被位置傳感器支架37頂住(最大油量限制位置)，距離非接觸電渦流位置傳感器I毫米，供油齒條在最大供油位置，即船機在最大供油位置，供油齒條41只能向減油方向運動，即向高壓油泵42內運動。如附圖3，供油齒條在船機怠速位置。當供油齒條41帶動傳感器感應體40運動到船機怠速供油齒條位置時，高壓油泵42只能提供怠速油量。如果扳動調速手柄23，船機轉速上升，供油齒條41向非接觸電渦流位置傳感器35方向運動，傳感器感應體40與非接觸電渦流位置傳感器35位置間距變短，船機供油量增加；如果拉停油手柄43，高壓油泵供油齒條41繼續(xù)向高壓油泵42內運動，傳感器感應體40與非接觸電渦流位置傳感器35位置間距變長，發(fā)動機供油量進一步減少，發(fā)動機將熄火?？傊邏河捅霉┯妄X條41位置與高壓油泵42供油量一一對應，即供油齒條41位置決定發(fā)動機供油量。所以只要控制供油齒條41位置就控制了發(fā)動機供油量。
[0043]其它器件功用:
[0044]1、燃氣壓力表13功用:實時提供供氣通路中燃氣壓力值。
[0045]2、安全閥2功用:LNG經(jīng)空浴式汽化器I汽化后，當燃氣壓力過高時，安全閥2自動開啟，使供氣通路中燃氣壓力回到規(guī)定范圍內，保護防爆電磁閥5、一級減壓閥6。
[0046]3、進氣管防爆閥26、曲軸箱防爆閥22功用:保護發(fā)動機。
[0047]4、燃氣泄漏報警器11、火焰報警器20功用:機艙安全裝置，如果發(fā)生報警，防爆電磁閥5和防爆電磁閥27自動截斷系統(tǒng)燃氣供給，船用發(fā)動機返回供油工作模式。
[0048]5、自動截止閥3功用:當燃氣系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，自動截止閥3打開，供氣通路中剩余燃氣通過排氣口 32，排放到安全地方。
[0049]針對現(xiàn)有技術的不足和船機高壓油泵調油特性，本實用新型實施例提供一種船機柴油/LNG雙燃料負壓控制系統(tǒng)，特別適合對功率在200KW以上的船機進行雙燃料改造，專用于船機燃氣化改造。使用安全、可靠、經(jīng)濟性好，大大改善船機排放。具體創(chuàng)新點有:
[0050]1、僅控制船機燃氣供給量，燃油供給由船機自行控制，因為船機在某一轉速和負荷下，其需總燃料一定，根據(jù)船機自動調油特性，如果增加燃氣供給量，船機為了保持原來轉速，自動減少相應燃油量，否則其轉速就會發(fā)生變化。
[0051]2、去掉油量限制機構，采用非接觸電渦流位置傳感機構，精確反饋船機在任何工況下高壓油泵供油齒條位置，即供油量。
[0052]3、燃氣泄漏報警、火焰報警、雙燃料系統(tǒng)故障報警直接控制船機燃料轉換，即只要有報警，本實用新型自動截斷燃氣供給，同時船機返回到燃油工作模式，使用安全、可靠。
[0053]在本說明書的描述中，參考術語“一個實施方式”、“一些實施方式”、“一個實施例”、“一些實施例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結合該實施例或示例描述的具體特征、結構、材料或者特點包含于本申請的至少一個實施例或示例中。在本說明書中，對上述術語的示意性表述不一定指的是相同的實施例或示例。而且，描述的具體特征、結構、材料或者特點可以在任何的一個或多個實施例或示例中以合適的方式結合。
[0054]以上內容是結合具體的實施方式對本申請所作的進一步詳細說明，不能認定本申請的具體實施只局限于這些說明。對于本申請所屬【技術領域】的普通技術人員來說，在不脫離本申請構思的前提下，還可以做出若干簡單推演或替換。
【權利要求】
1.一種負壓供氣船用發(fā)動機系統(tǒng)，其特征在于，包括:設置有進氣口及進油口的發(fā)動機、與所述進氣口對接的負壓液化天然氣供氣通路、與所述進油口對接的柴油供油通路，以及，分別與所述供氣通路及所述供油通路相連以控制其對所述發(fā)動機的供氣供油量，并且采用非接觸式電渦流位置傳感機構探測供油量的控制系統(tǒng)。
2.如權利要求1所述的負壓供氣船用發(fā)動機系統(tǒng)，其特征在于，所述供氣通路包括依次設置的:氣瓶、匯流排、燃氣總閥、空浴式氣化器、一級減壓閥、手動截止閥、過濾器、二級減壓閥、零壓閥、電子節(jié)氣門、混合器及進氣總管，所述進氣總管與所述進氣口對接。
3.如權利要求2所述的負壓供氣船用發(fā)動機系統(tǒng)，其特征在于，所述供油通路包括依次設置的:油箱、輸油泵及高壓油泵等，所述高壓油泵與所述進油口對接。
4.如權利要求3所述的負壓供氣船用發(fā)動機系統(tǒng)，其特征在于，所述控制系統(tǒng)包括:設置于所述供氣通路上的進氣壓力溫度傳感器、設置于所述發(fā)動機上的轉速傳感器、設置于所述高壓油泵上以采集供油齒條位置信號來反映所述供油量的所述非接觸式電渦流位置傳感機構，以及與所述進氣壓力溫度傳感器、轉速傳感器、非接觸式電渦流位置傳感器相連以根據(jù)其分別提供的進氣壓力溫度信號、供油齒條位置信號及轉速信號控制所述供油供氣量的機艙控制柜，所述機艙控制柜與所述電子節(jié)氣門連。
5.如權利要求4所述的負壓供氣船用發(fā)動機系統(tǒng)，其特征在于，所述控制系統(tǒng)還包括:設置于所述供氣通路上的燃氣壓力變送器，以及，設置于所述發(fā)動機上的機油溫度傳感器，所述燃氣壓力變送器及所述機油溫度傳感器均與所述機艙控制柜相連，所述機艙控制柜根據(jù)所述燃氣壓力變送器及所述機油溫度傳感器分別提供的燃氣壓力信號及機油溫度信號修正所述供油供氣量。
6.如權利要求4所述的負壓供氣船用發(fā)動機系統(tǒng)，其特征在于，所述控制系統(tǒng)還包括:與所述機艙控制柜相連的、設置于所述供氣通路上的燃氣壓力變送器、設置于所述供氣通路上的燃氣溫度變送器以及設置于所述發(fā)動機上的排溫傳感器，所述機艙控制柜根據(jù)所述燃氣壓力變送器、燃氣溫度變送器及所述排溫傳感器分別提供的燃氣壓力信號、燃氣溫度信號及排溫信號控制切斷所述供氣通路。
7.如權利要求4所述的負壓供氣船用發(fā)動機系統(tǒng)，其特征在于，所述控制系統(tǒng)還包括:分別與所述機艙控制柜相連的火焰報警器、燃氣泄漏報警器，以及設置于所述供氣通路上與所述機艙控制柜相連的防爆電磁閥。
8.如權利要求1所述的負壓供氣船用發(fā)動機系統(tǒng)，其特征在于，所述發(fā)動機上還設置有調速手柄。
9.如權利要求4所述的負壓供氣船用發(fā)動機系統(tǒng)，其特征在于，所述控制系統(tǒng)還包括:與所述供氣通路及所述供油通路相連以控制其工作在供氣供油雙燃料工作模式或供油工作模式下的駕駛艙控制柜。
10.如權利要求1-9中任一項所述的負壓供氣船用發(fā)動機系統(tǒng)，其特征在于，所述供氣通路上設置有排氣口，所述負壓供氣船用發(fā)動機系統(tǒng)還包括:設置于所述供氣通路上位于所述排氣口一側的自動截止閥及安全閥；設置于所述發(fā)動機上的進氣管防爆閥及曲軸箱防爆閥；以及，設置于所述供氣通路上的燃氣壓力表。
【文檔編號】F02D19/06GK204175429SQ201420568524
【公開日】2015年2月25日 申請日期:2014年9月29日 優(yōu)先權日:2014年9月29日
【發(fā)明者】申忠華, 邱曉榮, 周建青, 田勇 申請人:深圳市凱鵬德燃氣動力科技有限公司