一种气体燃料发动机进气道燃气扰流装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供的是一种气体燃料发动机进气道燃气扰流装置。包括安装在进气道中的节气门阀片，还包括带格栅的扰流板，扰流板通过扰流板转轴安装在进气道内，扰流板转轴由伺服电机驱动，伺服电机由控制器控制。天然气经过燃气喷射阀喷入到进气道内和空气混合，一方面高速流动的天然气和空气的混合气在经过扰流板后会形成较强的湍流，促进了天然气和空气的混合，有利于提高混合质量提高燃烧效率，可以减少氮氧化物、炭烟等的排放。另一方面，格栅可以最大限度地降低设置此扰流板引起的气阻增大效应，避免充气系数降低过大影响后续的燃烧质量。同时也可以增强湍流混合效果。本发明专利技术具有结构简单、工作可靠的优点，可以广泛应用在天然气发动机进气道上。

【技术实现步骤摘要】
一种气体燃料发动机进气道燃气扰流装置
本专利技术涉及的是一种发动机进气道燃气扰流装置。
技术介绍
石油资源日益短缺和环境污染日趋严重是影响人类社会可持续发展的两大问题。为此，内燃机作为最大的石油资源消费大户和最大的环境污染源，也必须面对这两大热点问题的挑战。内燃机的应用极为广泛，它所发出的功率占全世界所有动力装置总功率的90％。内燃机是现代社会得以运行的发动机，内燃机工业是国民经济发展的基础，必须优先发展。社会对动力需求的不断增长、有限石油资源的不断消耗和排放法规的日益苛刻，促人们在不断地降低汽油机和柴油机的燃料消耗率和有害物的排放量并不断地为内燃机寻求廉价清洁的代用燃料。在这种形势下，近年来，天然气发动机正越来越受到重视，其原因主要有：(1)天然气资源丰富，分布广泛，据最新资料显示，世界上已探明的天然气储量按原油折算已超过石油，并且，其储量呈增长趋势；(2)天然气发动机排气污染比汽油机和柴油机低；天然气机与汽油机、柴油机结构最接近，便于利用现有的流水线，进行大批量生产；(3)人口居住城镇化和气体燃料储运系统的逐步完善，使得气体燃料的优势更加明显。天然气发动机正越来越多地受到各国政府、公众和内燃机界的关注和欢迎。与汽油机相比，天然气发动机的燃料价格较低，排放污染物小，这是天然气发动机作为汽车发动机的最大优点；但能量密度低，续驶里程短，则是主要的缺点。但对具有天然气供应的城市内用车而言，这一缺点并不突出。所以天然气汽车适合于市内短途用车，如公共汽车、出租车和市政用车等。天然气发动机在当前得到了越来越多的应用。而且，随着世界范围石油资源的逐渐贫乏和大气污染的日益加剧，具有高效、低污染燃烧特点以及对燃油内燃机的良好继承性等优势的天然气发动机得到了广泛的发展和应用。目前国内天然气发动机的燃料供给系统，都是在进气管内使天然气和空气形成均质的混合气。由于天然气与空气的密度差异较大容易造成进气管混合气浓度分层，难以形成理想的均质混合气，导致各缸混合气空燃比差异大，使发动机性能变坏，排放超标。因此，如何提高天然气发动机在进气道内和空气的混合质量，对于提高天然气发动机性能、降低排气污染具有重要意义。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种能够克服混合气的分层现象，减少尾气排放，提高燃烧效率的气体燃料发动机进气道燃气扰流装置。本专利技术的目的是这样实现的：包括通过节气门阀片转轴安装在进气道中的节气门阀片，还包括带格栅的扰流板，所述带格栅的扰流板通过扰流板转轴安装在进气道内，所述扰流板转轴由伺服电机驱动，所述伺服电机由控制器控制。本专利技术还可以包括：1、扰流板转轴与节气门阀片转轴的轴线相互垂直。2、带格栅的扰流板的直径小于节气门阀片的直径。3、带格栅的扰流板与节气门阀片之间的距离大于等于节气门阀片的直径。4、相邻格栅之间的间距相等。燃气和空气形成的混合气在经过节气门后，由于天然气与空气的密度差异较大，容易造成进气管混合气浓度分层，难以形成理想的均质混合气，导致各缸混合气空燃比差异大，从而严重影响后续的燃烧过程。安装本专利技术后，混合气在经过扰流板下部的格栅时，高速流动的天然气和空气的混合气会形成较强的湍流，增强了流动的不稳定性，打破了混合气的分层现象，增强了诸如空气卷吸等的作用，从而极大地改善了天然气和空气的混合质量。本专利技术提出的可以有效促进燃气空气混合质量的装置，能够将从燃料喷射阀喷射出来的气体燃料同空气进行充分混合后，喷入气缸中进行燃烧，以减少尾气排放，提高燃烧效率。具有结构简单，加工控制方便的优点。本专利技术的气体燃料发动机进气道燃气扰流装置，采用伺服电机用作执行元件，把所收到的电信号转换成电动机轴上的角位移或角速度输出，伺服电机可以选择直流伺服电机或交流伺服电机，在控制精度方面，交流伺服电机要好一些，因为是正弦波控制，转矩脉动小。而直流伺服是梯形波，但直流伺服电机比较简单，便宜。具体依据不同的需要选定。本专利技术的气体燃料发动机进气道燃气扰流装置，其主体结构安装在发动机进气道内。在进气道内顺着进气的方向，在节气门阀片后面一定距离处安装有扰流板，扰流板可以在任意半个平面上设置格栅也可以在整个扰流板平面上设置格栅。相邻格栅之间的间距相同，但格栅大小不一致。设置格栅的目的是尽可能降低因为加装扰流板引起的进气道充气系数减小的问题带来的不利影响。扰流板平面和节气门平面互相垂直，扰流板旋转方向也和节气门的旋转方向互成90°，扰流板面积略小于节气门阀片面积。且二者同时旋转到极限位置时，不会相互触碰损伤表面。扰流板的旋转角度由控制器控制的伺服电机决定。控制器则会根据进入进气道的燃气量、空燃比等参数决定扰流板开度大小。当发动机负荷增大，从燃气喷射阀喷到进气道内的燃气增加时，节气门开度增大，扰流板开度减小(扰流板向着垂直于进气道轴线的方向旋转为开度减小，扰流板向着平行于进气道轴线的方向旋转为开度增大。)。使得燃气经过扰流板上的格栅流向发动机气缸，增强了燃气的湍流运动，提高了混合质量。当发动机负荷减小时，进入进气道的燃气量减小，节气门开度减小，而扰流板开度增大，使得在较低的燃气进气量时，适当减弱扰流板的扰流作用，以减小气阻，避免燃气供应不足导致发动机熄火。由于伺服电机的驱动轴穿过进气道上的开孔，需要在转轴和进气道内壁和外壁的开孔处都布置硅胶密封圈，防止天然气从进气道开孔处逸出。附图说明图1是本专利技术的结构示意图。图2是图1的立体图(不包括控制器)。具体实施方式下面结合附图举例对本专利技术做进一步说明。结合图1和图2，本专利技术的组成主要包括：伺服电机1、扰流板旋转轴2、扰流板3、信号线4、控制器5、硅胶密封圈6、节气门阀片7、进气道8和扰流板格栅9。节气门阀片7通过节气门阀片旋转轴安装在进气道中，扰流板3上设置扰流板格栅9，扰流板通过扰流板转轴2安装在进气道内，伺服电机1驱动扰流板转轴带动扰流板3旋转，伺服电机1与控制器5由信号线4连接，扰流板旋转轴2与进气道8的连接处由硅胶密封圈6密封。顺着进气方向，在天然气发动机进气歧管节气门后面一定距离处安装有扰流板，扰流板可以在任意半个平面上设置格栅也可以在整个扰流板平面上设置格栅。扰流板平面和节气门平面互相垂直，扰流板旋转方向也和节气门的旋转方向成90°，扰流板面积略小于节气门阀片面积。且二者同时旋转到极限位置时，不会相互触碰。扰流板的旋转角度可以通过控制器进行调节，且扰流板上的转轴和伺服电机相连接，控制器控制位于进气道侧两端的伺服电机。采用伺服电机用作执行元件，把所收到的电信号转换成电动机轴上的角位移或角速度输出。伺服电机是由进气道之外的控制器控制的，当信号电压为零时无自转现象，转速随着转矩的增加而匀速下降，而且可以使控制速度、位置精度非常准确。伺服电机的驱动轴穿过进气道上的开孔，并且在转轴和进气道内壁和外壁的开孔处都设有硅胶密封圈，防止天然气从进气道开孔处逸出。扰流板的开度由伺服电机1带动的旋转轴2来决定，伺服电机对称布置在进气道8的两侧。伺服电机具有控制精度高、工作可靠、适应性强的优点。旋转轴2通过发动机进气道8上的轴孔，轴孔两侧均有硅胶密封圈密封，防止天然气经过轴孔缝隙逸出。当燃气喷射阀喷出的燃气进入发动机进气道8时，经过节气门阀片7的空气和燃气在进气道8内初步掺混，而后经过扰流板3的扰流作用，使得燃气和空本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种气体燃料发动机进气道燃气扰流装置，包括通过节气门阀片转轴安装在进气道中的节气门阀片，其特征是：还包括带格栅的扰流板，所述带格栅的扰流板通过扰流板转轴安装在进气道内，所述扰流板转轴由伺服电机驱动，所述伺服电机由控制器控制。

【技术特征摘要】
1.一种气体燃料发动机进气道燃气扰流装置，包括通过节气门阀片转轴安装在进气道中的节气门阀片，其特征是：还包括带格栅的扰流板，所述带格栅的扰流板通过扰流板转轴安装在进气道内，所述扰流板转轴由伺服电机驱动，所述伺服电机由控制器控制。2.根据权利要求1所述的气体燃料发动机进气道燃气扰流装置，其特征是：扰流板转轴与节气门阀片转轴的轴线相互垂直。3.根据权利要求1或2所述的气体燃料发动机进气道燃气扰流装置，其特征是：带格栅的扰流板的直径小于节气门阀片的直径。4.根据权利要求1或2所述的气体燃料发动机进气道燃气扰流装置，其特征是：带格栅的扰流板与节气...

【专利技术属性】
技术研发人员：董全，刘文，宋恩哲，杨立平，姚崇，范立云，孙军，
申请(专利权)人：哈尔滨工程大学，
类型：发明
国别省市：黑龙江,23