专利名称：一种燃气发动机的制作方法
一种燃气发动机[技术领域I本发明涉及发动机领域，具体涉及一种燃气发动机。背景技术J发动机，又称为引擎，是一种能够把一种形式的能转化为另一种 更有用的能的机器，通常是把化学能转化为机械能。有时它既适用于 动力发生装置，也可指包括动力装置的整个机器。发动机可包括燃油 发动机和燃气发动机，随着市场油价的攀升，汽油机的成本越来越高， 同时对空气污染也很大。作为一种既经济又环保的动力设备，燃气发 动机越来越受到人们的认可，己经被广泛的应用于动力、发电等各行 业中。燃气发动机的原理是燃气和助燃空气在混合器内混合后喷入 到燃气发动机的汽缸内点火燃烧做功，将化学能转化为机械能输出； 发动机有两种运行状态， 一种是正常工作状态，即发动机在负荷下工 作，另一种是空转，即怠速状态。因为燃气源一般都为高压储存，人 们采用的方法多为在燃气发动机的进气管上设置混合器，使燃气和助 燃空气在混合器内混合后喷入到燃烧室内，因燃气喷入混合器后其流 速与助燃空气的流速存在较大的差距，导致燃气和助燃空气混合不是 很均匀，影响了燃气发动机的正常工作，降低了燃气发动机的工作效 率。发动机在发动前，其燃烧室内基本没有燃气和助燃空气的，而启 动发动机时需要有一定量的燃气和助燃空气，这样就导致了发动机启 动困难，而现有的燃气发动机一般都只是一个具有吸气、压縮、燃烧 和排气功能单一机体。本发明就是在这样一种背景下进行研制和开发的。[发明内容本发明的目的是提供一种燃气发动机，它克服了上述技术的不 足，通过在机体上连接一个控制器，在控制器上设置可加快发动机启 动的启动加浓装置、可调节发动机怠速的怠速控制装置、可调节发动机 功率的节气门控制装置，可使燃气发动机快速启动，怠速平稳，提速 性好。为实现上述目的，本发明采用了下列技术方案 一种燃气发动机，包括有机体，其内设有燃烧室，机体上设有可与 燃烧室导通的混合气体入口和排气口；机体上还设有与机体内曲轴相连接的启动器和磁电机、与磁电机连接的点火器、与机体排气口连接的消 声器，其特征在于所述机体上设有可将高压燃气减压、可将减压后的低压燃气与空气混合通入所述混合气体入口的控制器；控制器上设有可加 快发动机启动的启动加浓装置、可调节发动机怠速的怠速控制装置、可 调节发动机功率的节气门控制装置。由上所述的一种燃气发动机，其特征在于所述控制器上设有空气吸 入口、高压燃气入口以及与所述机体上的混合气体入口连接的混合气体 出口；空气吸入口可与混合气体出口导通；控制器内设有可与高压燃气 入口导通的减压腔；减压腔与一减压出气通道连接，混合气体出口可与 一主阀供气通道导通，减压出气通道和主阀供气通道之间设有可实现两 者导通和关闭的第一开闭机构；所述的启动加浓装置设置在减压腔与混 合气体出口之间；所述的怠速控制装置、节气门控制装置均设置在主阀供气通道和混合气体出口之间。由上所述的一种燃气发动机，其特征在于所述的减压腔内的铰接有 一杠杆，杠杆一端设有可封住高压燃气入口中的高压燃气进入减压腔内 的减压密封垫，杠杆另一端连接有调压弹簧，调压弹簧另一端顶靠在一调压螺塞上，调压螺塞与所述控制器螺纹连接； 一减压橡胶膜片铆固在 杠杆与调压弹簧之间，并通过其周边与减压腔密封连接。由上所述的一种燃气发动机，其特征在于所述的控制器内设有一腔 体，所述的第一开闭机构包括设于腔体内的出气密封膜片，出气密封膜 片通过其周边与腔体密封连接将腔体间隔为不导通的上下两部分；腔体 内还设有一膜片复位弹簧，连接在所述出气密封膜片上侧，膜片复位弹簧另 一端固定在上部的腔体内；一出气密封垫，连接在所述出气密封膜片下侧；可配合出气密封垫控制减压出气通道与主阀供气通道的导通与关 闭的一出气密封座，设置于所述出气密封膜片下侧的腔体中、所述的减 压出气通道和主阀供气通道之间；一出气膜片真空通道，其一端与出气密封膜片上侧的腔体接通，另 一端与混合气体出口接通。由上所述的一种燃气发动机，其特征在于所述的启动加浓装置包括 有设于控制器内导通混合气体出口和减压腔的启动加浓通道，启动加浓 通道上设有可调节其内低压燃气流量的加浓流量控制阀；还包括设于控 制器上的导向通道，导向通道上端设有一端盖，导向通道内设有可沿其滑动的加浓阀杆，加浓阀杆上套接有压縮弹簧，压縮弹簧另一端顶靠在 端盖上；端盖上设有可供加浓阀杆上下滑动的通孔；加浓阀杆上设有其 滑动时可打开所述启动加浓通道、复位时可封住启动加浓通道的加浓阀 密封垫。由上所述的一种燃气发动机，其特征在于所述的怠速控制装置包括 有设于所述控制器主阀供气通道和混合气体出口之间的怠速供气通道， 怠速供气通道上还设有可调节其内低压燃气流量的怠速流量控制阀。由上所述的一种燃气发动机，其特征在于所述的节气门控制装置包 括有设于控制器上导向孔，导向孔内设有可沿其滑动、可控制由主阀供 气通道进入混合气体出口中燃气流量的气门阀针，气门阀针上设有可控 制主阀供气通道与混合气体出口导通与关闭的阀座密封垫；气门阀针另 一端设有阀针复位弹簧。由上所述的一种燃气发动机，其特征在于所述的所述控制器上还设 有可导通控制器外大气和控制器内所述出气密封膜片下侧腔体的大气 通道。由上所述的一种燃气发动机，其特征在于所述的机体下部连接有一 安装座，安装座上设有一燃气储存装置，燃气储存装置通过一连接气管 与所述控制器的高压燃气入口接通。本发明的有益效果是1、直接在发动机的机体上连接一个控制器，减少了连接管线，安装快捷，方便；同时使其具有良好的密封性能，发动机工作时，气体 处于完全密封状态，确保了燃气使用的安全及人身的安全；2、 通过在控制器上设置减压腔，可对进入控制器内高压燃气进行 减压，有利于与助燃空气混合，提高燃气的燃烧效率，从而提高燃气发 动机的工作效率，降低使用燃气的成本，发动机功率完全达到规定要求；3、 通过在控制器上设置启动加浓装置，发动燃气发动机前，可通 过启动加浓装置往发动机输送一定量的燃气和助燃空气，有利于发动机 快速发动，具有启动性能好的优点；4、 通过在燃气发动机控制器控制器上设置节气门控制装置，可实 现对负载状态下的燃气发动机进行控制，提速性好，不熄火；同时，设 置了怠速供气通道和怠速流量控制阀，怠速平稳，启动时不需加大气门， 直接由怠速启动，操作方便。5、 因为在燃气发动机控制器控制器上设置了减压腔、启动加浓装 置以及节气门控制装置， 一台机器可实现减压、混合、启动加浓三个功[
下面结合附图与本发明的实施方式作进一步详细的描述-图1为本发明的主视图；图2为本发明的爆炸示意图;图3为本发明中机体与控制器的连接情况以及机体内部结构的局 部剖面示意图；图4为本发明中控制器的立体示意图一；图5为本发明中控制器壳体的分解示意图； 图6为本发明中控制器的俯视图； 图7为图6中A-A向的复合剖视图； 图8为图6中B-B向的局部剖视图； 图9为图6中C-C向的局部剖视图； 图IO为本发明中控制器底盖的仰视图； 图11为图10中F-F向的剖视图； 图12为图IO中E-E向的剖视图； 图13为图10中G-G向的局部剖视图； [具体实施方式如图1至图3所示， 一种燃气发动机，包括有机体l，机体l上套 有防护罩90,机体1内设有燃烧室2，机体1上设有可与燃烧室2导通 的混合气体入口 3和排气口 77;机体1上还设有与机体1内曲轴75相 连接的启动器4和磁电机5、与磁电机5连接的点火器6、与排气口77 连接的消声器7，消声器7上设有消声器罩74;混合气体入口3处密封 连接有一进气接件73,进气接件73上设有与混合气体入口 3导通的气 体通道721，进气接件73上密封连接有可将高压燃气减压、可将减压后 的低压燃气与空气混合的控制器8。如图4、 5所示，控制器8包括有下盖81、上座82和侧盖83组成 的壳体801，下盖81和上座82、上座82和侧盖83都通过螺栓71紧固， 上座82上设有空气吸入口 12、高压燃气入口 13以及混合气体出口 14 (如图8所示)；上座82上还设有可将空气吸入口 12罩住的空滤器72(如图1、图3所示)，上座82上设有与空气吸入口 12接通、内径较大 的主空气通道46和一个内径较小的副空气通道47，高压燃气入口 13处 连接有管道接头48;如图3所示，机体1下部连接有一安装座43，安 装座43上设有一燃气储存装置44，燃气储存装置44通过一连接气管 45与控制器8的高压燃气入口 13处的管道接头48接通。如图7至图9所示，控制器8上设有可加快发动机启动的启动加浓 装置9、可调节发动机怠速的怠速控制装置10、可调节发动机功率的节 气门控制装置ll。如图7所示，上座82上设有一减压腔15，其可与高压燃气入口13 导通； 一杠杆19通过杠杆轴49铰接在减压腔15内，杠杆19 一端设有 减压密封垫20，杠杆19另一端连接有一挂钩50，挂钩50上铆接有减 压橡胶膜片23和弹簧座51 ，减压橡胶膜片23夹压在上座82和侧盖83 之间，将减压腔15分隔为不相通的左右两个部分；弹簧座51上设有一 调压弹簧21，调压弹簧21另一端顶靠在一调压螺塞22上，调压螺塞 22与侧盖83螺纹连接。如图7、图8、图12所示，减压腔15与一减压出气通道16连接， 减压出气通道16分为两段， 一段设置在下盖81上，另一段设置在上座 82上，两段通道在连接处设有"0"形密封圈53。如图8、图11所示， 一主阀供气通道17，其可与混合气体出口14 连接，主阀供气通道17分为两段， 一段设置在下盖81上，另一段设置 在上座82上，两段通道在连接处设有"0"形密封圈59;主阀供气通道 17与减压出气通道16之间设有可控制减压出气通道16中的低压燃气通过的第一开闭机构18;如图8所示，第一开闭机构18包括由下盖81和上座82所围成的 腔体80，下盖81上的腔体80内安装有一出气滑套56,出气滑套56内 套接有可上下滑动的密封塞58，密封塞58上设有可与出气滑套56密封 的密封圈57; —出气密封膜片24通过紧固螺母55固定在密封塞58上， 并夹压在上座82和下盖81之间，将腔体80间隔为不相通的上下两个 部分；密封塞58上还设有一弹簧座54， 一膜片复位弹簧25下端安装在 弹簧座54上，其上端固定在上侧的腔体80内；密封塞58下端设有一 出气密封垫26，下盖81上的减压出气通道16和主阀供气通道17之间 设有一出气密封座27;出气密封座27可配合出气密封垫26控制减压出 气通道16与主阀供气通道17的导通与关闭；上座82上设有一出气膜 片真空通道28，其一端连接膜片复位弹簧25所在一侧的腔体80，另一 端连接混合气体出口 14。如图9所示，启动加浓装置9包括有设于控制器8内可导通混合气 体出口 14和减压腔15的启动加浓通道29，启动加浓通道29上设有可 调节其内低压燃气流量的加浓流量控制阀30;还包括设于上座82上的 导向通道31，其上端设有一端盖32,导向通道31内设有可沿其滑动的 加浓阀杆33，加浓阀杆33上套接有压縮弹簧34，压縮弹簧34另一端 顶靠在端盖32上；端盖32上设有可供加浓阀杆33上下移动的通孔， 加浓阀杆33伸出端盖32的一端通过销钉67连接有加浓定位套68;加 浓阀杆33上还设有与导向通道31密封的"0"形密封圈69;加浓阀杆 33下端设有其滑动时可打开所述启动加浓通道29、复位时可封住启动加浓通道29的加浓阀密封垫35。如图8所示，节气门控制装置11设于主阀供气通道17和混合气体 出口 14之间，以限制主阀供气通道17中的低压燃气进入混合气体出口 14中流量；节气门控制装置11包括有设于上座82上的导向孔38，导向孔38 内设有一可上下滑动的气门滑塞62，气门滑塞62上端连接有一拉线接 头63，拉线接头63上连接有拉线66;气门滑塞62下端连接有一呈锥 形的气门阀针39,气门阀针39上设有阀座密封垫40，主阀供气通道17 与混合气体出口 14之间设有可供气门阀针39锥形部分通过的气门阀座 60;拉线接头63上端连接有一阀针复位弹簧41，阔针复位弹簧41另一 端顶靠在与上座82连接的气门滑塞盖64上，气门滑塞盖64中设有气 门拉线轴头65。如图7所示，怠速控制装置10包括有设于上座82上主阀供气通道 17和混合气体出口 14之间的怠速供气通道36，怠速供气通道36上还 设有可调节其内低压燃气流量的怠速流量控制阀37。如图5、图8、图13所示，下盖81和上座82上还设有可导通大气 和下盖81内所述出气密封垫26与出气密封膜片24之间腔体80的大气 通道42。设置大气通道42的目的是为了使膜片复位弹簧25在发动机不 工作时复位。本发明中，当节气门控制装置11中的气门滑塞62向上滑动时，主 空气通道46接通混合气体出口 14，当节气门控希蝶置ll中的阀针复位 弹簧41复位时，气门滑塞62将主空气通道46封住；副空气通道47可直接与混合气体出口 14导通，怠速供气通道36和启动加浓通道29均 连接到副空气通道47中。本发明的控制器8的控制原理可按空气和燃气在控制器8中的走 向来说明。空气由空气吸入口 12进入上座82，然后可进入主空气通 道46和副空气通道47，进入主空气通道46中的空气需经过节气门控 制装置11才能流向混合气体出口 14，进入副空气通道47中的空气可 直接流向混合气体出口 14，再经连接件73进入发动机燃烧室2中。高压燃气由燃气储存装置44提供，由高压燃气入口 13进入上座 82，打开减压密封垫20后进入减压腔15，经减压腔15减压后的低压 燃气有两种走向， 一种是通过启动加浓通道29和加浓流量控制阀30 与副空气通道47中的空气混合，流向混合气体出口 14再经连接件73 进入发动机燃烧室2内；另一种是经减压出气通道16流向第一开闭机 构18。经过第一开闭机构18的低压燃气又有两种走向， 一种是经主阀 供气通道17流向节气门控制装置11，通过节气门控制装置11的低压 燃气和主空气通道46中的空气混合后流出混合气体出口 14再经连接 件73进入发动机燃烧室2内；另一种走向是通过怠速供气通道36、 怠速流量控制阀37与副空气通道47中的空气混合，再通向混合气体 出口 14再经连接件73进入发动机燃烧室2内。本发明的控制过程是参考图8所示，在本发明开始工作前，第一开闭机构18中的出 气密封垫26在膜片复位弹簧25的作用下与出气密封座27配合，将减压出气通道16与主阀供气通道17断开；参考图7，高压燃气由高压燃气入口 13进入，杠杆19在高压燃气的压力作用下绕杠杆轴49转动， 减压密封垫20随杠杆19转动而离开上座82，调压弹簧21被拉伸，于 是高压燃气进入到减压腔15中，随着减压腔15内燃气压力的增大，又 迫使调压弹簧21压縮，调压弹簧21逐渐复位，并推动杠杆19转动， 当进入减压阀15内的燃气压力与调压弹簧21的压力相等时，减压密封 垫20将高压燃气进口封住，于是，高压气体在减压腔15中完成了减压 过程。调节调压螺塞22，可以得到需要的输出压力。参考图8所示，启动发动机，气缸活塞运动产生的真空经出气膜 片真空通道28，进入到出气密封膜片24上部，出气密封膜片24下 部与大气相通，由于出气密封膜片24两侧存在压差，使出气密封膜 片24带动密封塞58上升，同时压縮膜片复位弹簧25，此时，密封 塞58下端的出气密封垫26离开出气密封座27,将第一开闭机构18 打开，于是，减压出气通道16与主阀供气通道17接通，由减压腔 15流来的低压燃气体经减压出气通道16进入主阀供气通道17内。此时，因节气门控制装置11处于关闭状态，于是，主阀供气通 道17内的低压燃气进入到怠速供气通道36内，由怠速流量控制阀 37调节一定气量后，低压燃气经副气通道47与空气一起流向混合气 体出口 14再经连接件73进入发动机燃烧室2内；因加浓阀密封垫35在压縮弹簧34的作用下关闭了启动加浓通道 29，为了使发动机快速启动，拉动加浓定位套68，加浓定位套68带 动加浓阀杆33上升，于是打开加浓通道29，低压燃气由加浓通道29进入副空气通道47中与空气混合，然后由混合气体出口 14再经连接 件73进入发动机燃烧室2内，于是发动机启动后在怠速状态下工作， 调节怠速流量控制阀30，可以改变怠速的状态。发动机处于负荷工作时，其功率靠人工调节，参考图8所示，当 拉动拉线66时，气门滑塞62带动气门阀针39上升，主阀供气通道 17被打开，主空气通道46也打开，燃气和空气混合后由混合气体出口 14喷出，进入发动机燃烧室2内；由于气门阀针39呈锥形，气门滑塞 62提升越高，气门阀针39与气门阀座60之间的间隙越大，燃气增加越 多，发动机功率就越大；反之，功率越小。当放下气门滑塞62时，主阀供气通道17被关闭，发动机将以怠 速工况运行。当发动机停机后，由于没有真空信号，出气密封膜片24在膜片 复位弹簧25作用下关闭减压出气通道16，燃气被切断，燃气不会进 入到发动机燃烧室2内。
权利要求
1、一种燃气发动机，包括有机体(1)，其内设有燃烧室(2)，机体(1)上设有可与燃烧室(2)导通的混合气体入口(3)和排气口(77)；机体(1)上还设有与机体(1)内曲轴(75)相连接的启动器(4)和磁电机(5)、与磁电机(5)连接的点火器(6)、与机体(1)上排气口(77)连接的消声器(7)，其特征在于所述机体(1)上设有可将高压燃气减压、可将减压后的低压燃气与空气混合通入所述混合气体入口(3)的控制器(8)；控制器(8)上设有可加快发动机启动的启动加浓装置(9)、可调节发动机怠速的怠速控制装置(10)、可调节发动机功率的节气门控制装置(11)。
2、 根据权利要求1所述的一种燃气发动机，其特征在于所述控制 器(8)上设有空气吸入口 (12)、高压燃气入口 (13)以及与所述机体(I) 上的混合气体入口 (3)连接的混合气体出口 (14);空气吸入口 (12)可与混合气体出口 (14)导通；控制器(8)内设有可与高压燃气入口 (13)导通的减压腔(15);减压腔(15)与一减压出气通道(16) 连接，混合气体出口 (14)可与一主阀供气通道(17)导通，减压出气 通道(16)和主阀供气通道(17)之间设有可实现两者导通和关闭的第 一开闭机构(18);所述的启动加浓装置(9)设置在减压腔(15)与混 合气体出口 (14)之间；所述的怠速控制装置(10)、节气门控制装置(II) 均设置在主阀供气通道(17)和混合气体出口 (14)之间。
3、 根据权利要求2所述的一种燃气发动机，其特征在于所述的减 压腔(15)内的铰接有一杠杆(19)，杠杆(19) 一端设有可封住高压 燃气入口 (13)中的高压燃气进入减压腔(15)内的减压密封垫(20)，杠杆(19)另一端连接有调压弹簧(21)，调压弹簧(21)另一端顶靠 在一调压螺塞(22)上，调压螺塞(22)与所述控制器(8)螺纹连接; 一减压橡胶膜片(23)铆固在杠杆(19)与调压弹簧(21)之间，并通 过其周边与减压腔(15)密封连接。
4、 根据权利要求2所述的一种燃气发动机，其特征在于所述的控 制器(8)内设有一腔体(80)，所述的第一开闭机构包括设于腔体(80) 内的出气密封膜片(24)，出气密封膜片(24)通过其周边与腔体(80) 密封连接将腔体(80)间隔为不导通的上下两部分；腔体(80)内还设 有一膜片复位弹簧(25)，连接在所述出气密封膜片(24)上侧，膜 片复位弹簧(25)另一端固定在上部的腔体(80)内；一出气密封垫(26)，连接在所述出气密封膜片(24)下侧； 可配合出气密封垫(26)控制减压出气通道(16)与主阀供气通道 (17)的导通与关闭的一出气密封座(27)，设置于所述出气密封膜片 (24)下侧的腔体(80)中、所述的减压出气通道(16)和主阀供气通 道(17)之间；一出气膜片真空通道(28)，其一端与出气密封膜片(24)上侧的 腔体(80)接通，另一端与混合气体出口 (14)接通。
5、 根据权利要求2所述的一种燃气发动机，其特征在于所述的启 动加浓装置(9)包括有设于控制器(8)内导通混合气体出口 (14)和 减压腔(15)的启动加浓通道(29)，启动加浓通道(29)上设有可调 节其内低压燃气流量的加浓流量控制阀(30);还包括设于控制器(8)上的导向通道(31)，导向通道(31)上端设有一端盖(32)，导向通道 (31)内设有可沿其滑动的加浓阀杆(33)，加浓阀杆(33)上套接有 压縮弹簧(34)，压縮弹簧(34)另一端顶靠在端盖(32)上；端盖(32) 上设有可供加浓阀杆(33)上下滑动的通孔；加浓阀杆(33)上设有其 滑动时可打开所述启动加浓通道(29)、复位时可封住启动加浓通道(29) 的加浓阀密封垫(35)。
6、 根据权利要求2所述的一种燃气发动机，其特征在于所述的怠 速控制装置(10)包括有设于所述控制器(8)主阀供气通道(17)和 混合气体出口 (14)之间的怠速供气通道(36)，怠速供气通道(36) 上还设有可调节其内低压燃气流量的怠速流量控制阀(37 )。
7、 根据权利要求2所述的一种燃气发动机，其特征在于所述的节 气门控制装置(11)包括有设于控制器(8)上导向孔(38)，导向孔(38) 内设有可沿其滑动、可控制由主阀供气通道(17)进入混合气体出口 ( 14) 中燃气流量的气门阀针(39)，气门阀针(39)上设有可控制主阀供气 通道(17)与混合气体出口 (14)导通与关闭的阀座密封垫(40);气 门阀针(39)另一端设有阀针复位弹簧(41)。
8、 根据权利要求4所述的一种燃气发动机，其特征在于所述的所 述控制器(8)上还设有可导通控制器(8)外大气和控制器(8)内所 述出气密封膜片(24)下侧腔体(80)的大气通道(42)。
9、 根据权利要求1所述的一种燃气发动机，其特征在于所述的机 体(1)下部连接有一安装座(43)，安装座(43)上设有一燃气储存装 置(44)，燃气储存装置(44)通过一连接气管(45)与所述控制器(8)的高压燃气入口 (13)接通,
全文摘要
本发明公开了一种燃气发动机，包括有机体，其内设有燃烧室，机体上设有可与燃烧室导通的混合气体入口和排气口；机体上还设有与机体内曲轴相连接的启动器和磁电机、与磁电机连接的点火器、与机体上排气口连接的消声器，其特征在于机体上设有可将高压燃气减压、可将减压后的低压燃气与空气混合通入所述混合气体入口的控制器；控制器上设有可加快发动机启动的启动加浓装置、可调节发动机怠速的怠速控制装置、可调节发动机功率的节气门控制装置。本发明的燃气发动机可由怠速快速启动，具有操作方便，启动快捷，怠速平稳，提速性好的优点。
文档编号F02M21/02GK101240758SQ20081002671
公开日2008年8月13日 申请日期2008年3月4日 优先权日2008年3月4日
发明者谭目坤 申请人:中山市威胜金属制造有限公司