立式單缸沼氣發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣和燃燒系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種立式單缸沼氣發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣和燃燒系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]開發(fā)適合家庭使用的可移動(dòng)的沼氣內(nèi)燃機(jī)發(fā)電機(jī)組是解決廣大偏遠(yuǎn)地區(qū)農(nóng)村用電難和經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)個(gè)體工商戶避免電荒的重要舉措；也是保護(hù)我國(guó)的礦產(chǎn)資源，減少對(duì)石油等戰(zhàn)略資源進(jìn)口的依賴，實(shí)現(xiàn)國(guó)家經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略需要。現(xiàn)時(shí)市場(chǎng)上的沼氣發(fā)動(dòng)機(jī)，主要以多缸機(jī)為主，雖然功率大，但是成本高，體積大，移動(dòng)不方便，不適合廣大偏遠(yuǎn)地區(qū)農(nóng)村家庭使用。同時(shí)，傳統(tǒng)沼氣發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)采用傳統(tǒng)的機(jī)械反饋式調(diào)速進(jìn)氣控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但是對(duì)沼氣與空氣的進(jìn)氣控制不靈活，造成轉(zhuǎn)速與功率不穩(wěn)定；另外，目前市場(chǎng)上還沒有針對(duì)單缸沼氣發(fā)動(dòng)機(jī)而制造出相應(yīng)的電控ECU單元，在單缸沼氣動(dòng)發(fā)機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域，電控單元等各類電子集成技術(shù)的商業(yè)化仍然是空白。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種成本低、電控燃燒的立式單缸沼氣發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣和燃燒系統(tǒng)，采用輔助電子控制系統(tǒng)實(shí)時(shí)地根據(jù)指令控制燃?xì)馀c工況的匹配，實(shí)現(xiàn)了燃?xì)馀c發(fā)動(dòng)機(jī)工況的合理匹配，大大改善了燃燒性能。
[0004]本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的:一種立式單缸沼氣發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣和燃燒系統(tǒng)，包括進(jìn)氣系統(tǒng)，活塞燃燒室，所述進(jìn)氣系統(tǒng)包括空濾器、混合器總成、過濾器總成、節(jié)流閥，經(jīng)過空濾器過濾的空氣、經(jīng)過過濾器總成過濾的沼氣進(jìn)入混合器內(nèi)混合后排放到活塞燃燒室內(nèi)，節(jié)流閥設(shè)置在混合器總成上并用于控制混合出氣量，輔助電子控制系統(tǒng)控制節(jié)流閥的動(dòng)作。
[0005]所述過濾器總成包括過濾器主體、進(jìn)氣接頭、出氣接頭，在過濾器主體內(nèi)設(shè)置若干沖孔擋板。
[0006]所述過濾器主體內(nèi)設(shè)置三個(gè)沖孔擋板、從而將過濾器主體分為三層結(jié)構(gòu)，在過濾器主體的第二層底部設(shè)置活性炭。
[0007]所述活塞燃燒室的壓縮比是11.4:1。
[0008]所述輔助電子控制系統(tǒng)包括輸入電路、輸出電路和微機(jī)控制單元。
[0009]所述輸入電路的接口包括A/D轉(zhuǎn)化器和數(shù)字輸入緩沖器。
[0010]本發(fā)明的有益效果在于:
I)本發(fā)明是在立式單缸機(jī)型上采用沼氣作為能源氣體的發(fā)動(dòng)機(jī)，具有體積小、成本低、移動(dòng)方便的優(yōu)點(diǎn)；并采用輔助電子控制系統(tǒng)代替原有的機(jī)械式裝置，可以實(shí)時(shí)地根據(jù)指令控制燃?xì)馀c工況的匹配，實(shí)現(xiàn)了燃?xì)馀c發(fā)動(dòng)機(jī)工況的合理匹配，大大改善了燃燒性能。
[0011]2)由于混合氣的濃度及流量對(duì)沼氣發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性有很大關(guān)系。混合氣太濃，火焰?zhèn)鞑ニ俣冉档?，功率減小，燃燒不完全，燃料消耗增加；反之，混合氣過稀則燃料分子間的距離太大，使混合氣中火焰不能傳播，發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)不穩(wěn)，甚至熄火停車。本發(fā)明通過混合器的合理設(shè)計(jì)，根據(jù)控制系統(tǒng)提供的信號(hào)，保證了沼氣發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)時(shí)需要的燃?xì)?空氣的合理濃度比。
[0012]3)通過過濾器總成，除去沼氣內(nèi)混合的C02、硫化氫、水、雜質(zhì)，保證了燃?xì)獾募兌取?br>[0013]4)沼氣是高辛烷值燃料，發(fā)動(dòng)機(jī)的壓縮比可以適當(dāng)提高。通過合理的燃燒室壓縮比設(shè)計(jì)，有利于促進(jìn)混合氣的燃燒，縮短燃燒時(shí)間，使燃燒的最高壓力和最高溫度點(diǎn)接近上死點(diǎn)，而且更重要的是增加了膨脹比，使有效功率增大，燃料消耗率降低。
【附圖說明】
[0014]圖1為本發(fā)明沼氣發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣系統(tǒng)總成結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]圖2為圖1的立體示意圖。
[0016]圖3為本發(fā)明沼氣發(fā)動(dòng)機(jī)的混合器總成結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]圖4為本發(fā)明沼氣發(fā)動(dòng)機(jī)的過濾器總成結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖5為本發(fā)明沼氣發(fā)動(dòng)機(jī)的活塞燃燒室剖示圖。
[0019]圖6為本發(fā)明沼氣發(fā)動(dòng)機(jī)的控制原理方框圖。
[0020]圖7為本發(fā)明沼氣發(fā)動(dòng)機(jī)的控制程序流程圖。
[0021]說明書附圖中，各標(biāo)號(hào)表示如下:出氣管法蘭I，混合器下套筒2，紙墊3，密封蓋4，節(jié)流閥5，混合套筒6，混合器上套筒8，空氣管法蘭9，空濾器總成10，沼氣管法蘭11，進(jìn)氣接頭13，進(jìn)氣法蘭14，過濾器主體15，擋板16，出氣接頭17，混合器20，沖孔擋板一 21，沖孔擋板二 22，沖孔擋板三23，活塞燃燒室24，沼氣進(jìn)氣管30。
【具體實(shí)施方式】
[0022]下面詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例，所述實(shí)施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標(biāo)號(hào)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(shí)施例是示例性的，僅用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制。
[0023]如圖1、2所示，為燃?xì)庖豢諝膺M(jìn)氣系統(tǒng)總成。自然空氣通過空濾器總成10的過濾，進(jìn)入到混合器20中，經(jīng)過過濾器后的沼氣通過沼氣進(jìn)氣管30也進(jìn)入到混合器20中，空氣與沼氣成90度夾角進(jìn)入，有利于氣體的充分混合。
[0024]如圖3所示，為混合器20結(jié)構(gòu)示意圖。經(jīng)過過濾器后的沼氣通過混合器上套筒8進(jìn)入混合器下套筒2，沼氣進(jìn)氣管30通過沼氣管法蘭11與過濾器總成連接。經(jīng)過空濾器總成10后的空氣通過混合器上套筒8進(jìn)入混合器下套筒2，在下套筒端部安裝有節(jié)流閥5，通過輔助電子控制系統(tǒng)控制閥門的開啟與關(guān)閉，由此來控制混合氣體的濃度。沼氣及空氣的喉口尺寸及混合后進(jìn)入的混合器下套筒都是經(jīng)過優(yōu)化設(shè)計(jì)，符合混合氣的進(jìn)氣量要求，有利于燃?xì)?、空氣的混合；通過在套筒及閥門之間采用墊塊的安裝方式，解決混合器的密封問題?；旌掀飨绿淄?的端部設(shè)置紙墊3和密封蓋4，混合套筒6通過螺栓與混合器上套筒8緊固連接，在混合器上套筒8上設(shè)置空氣管法蘭9，用于連接空氣的進(jìn)氣管道。
[0025]圖4所示為過濾器總成的結(jié)構(gòu)，沼氣通過過濾器總成后從沼氣進(jìn)氣管30進(jìn)入混合器內(nèi)。在過濾器總成的結(jié)構(gòu)中，包括過濾器主體15、進(jìn)氣法蘭14、進(jìn)氣接頭13、擋板16、出氣接頭17，在過濾器主體15設(shè)置三個(gè)沖孔擋板，分別是沖孔擋板一 21、沖孔擋板二 22、沖孔擋板三23，將過濾器主體15分為三層結(jié)構(gòu)。沼氣首先通過進(jìn)氣接頭13進(jìn)入過