述闭缸装置、火花塞、控制阀、压力传感器 分别接入ECU中，通过ECU对整个充气过程进行控制。
[0020] 优选地，各充气气缸的连接方式为并联、串联或混联，分别对应于前述并联充气方 式、串联充气方式、混联充气方式。
[0021] 优选地，所述增压储罐和/或高压CNG储罐的输入管道上设置有冷却器。增加冷却 器可移除天然气在压缩过程中产生的热量，防止罐体过热。
[0022] 优选地，所述增压储罐组的增压储罐数量为2~3个，既可获得较高压力的天然气， 又不至于占用过多汽车内的空间。
[0023] 优选地，所述闭缸装置包括凸轮轴、凸轮轴套和设置有两个阀芯的电磁阀，所述凸 轮轴套上设置有高角度凸轮和低角度凸轮，所述凸轮轴套相对于凸轮轴周向固定、轴向不 固定，即凸轮轴套及其上的高角度凸轮、低角度凸轮可相对于凸轮轴的轴向位移，但不能相 对于凸轮轴周向转动;所述凸轮轴套的外侧设置有螺旋斜槽，所述螺旋斜槽左右两部分的 螺旋方向相反，所述电磁阀的两个阀芯可在ECU的控制下伸入螺旋斜槽对应部分的斜槽内， 使凸轮轴套及其上的高角度凸轮、低角度凸轮在旋转的凸轮轴的作用下相对于凸轮轴的轴 向进行位移。充气气缸的气缸进气阀、气缸排气阀处分别设置有上述闭缸装置，当低角度凸 轮移动到对应气缸进气阀、气缸排气阀的柱塞位置时，无法顶开柱塞，气缸处于封闭状态， 即实现了闭缸；当高角度凸轮移动到对应柱塞位置时，可以顶开柱塞，上述两个阀门恢复正 常。上述结构借鉴大众EA211发动机的闭缸结构，具有结构简单、效果稳定的优点。
[0024] 本发明的有益效果是：1)在现有燃油发动机闭缸技术的基础上，创造性地将气缸 改造成活塞式压缩机，改装幅度小，易于实现;2)经过改造的CNG发动机具有动力模式和充 气模式两种工作模式，充气时充气气缸切换为充气模式，充气完毕后，充气气缸在ECU控制 下可即时切换成动力模式，不影响CNG发动机的性能，CNG汽车可正常行驶;3)采用多个气缸 作为充气气缸进行充气，充气速度更快，尤其适用于用气量大的大型CNG汽车，如重卡、公交 等;4)CNG汽车用户利用民用天然气自行充气，能有效缓解加气站不足的燃眉之急，促进天 然气能源的广泛利用，具有较大的社会价值，符合未来节能减排的发展趋势。
【附图说明】
[0025] 图1实施例中CNG发动机多缸自充气系统的并联结构示意图。
[0026] 图2实施例中CNG发动机多缸自充气系统的串联结构示意图。
[0027] 图3实施例中CNG发动机多缸自充气系统的混联结构示意图。
[0028] 图4为图1~3中充气气缸的结构示意图。
[0029] 图5为图4中闭缸装置的结构示意图。
[0030] 其中：民用天然气气源1、高压CNG储罐2、增压储罐3、充气气缸4、动力气缸41、气缸 进气阀42、气缸排气阀43、气缸盖44、火花塞45、连杆46、活塞47、曲轴48、充气通道5、闭缸装 置6、电磁阀61、凸轮轴62、凸轮轴套63、高角度凸轮64、低角度凸轮65、螺旋斜槽66、柱塞67、 控制阀7、单向阀71、冷却器8、压力传感器81
【具体实施方式】
[0031] 下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。
[0032] 如图1~4所示，本发明所设计的CNG发动机多缸自充气系统，包括CNG发动机、高压 CNG储罐2、增压储罐3和连接管网。CNG发动机包括气缸和ECU，所述气缸包括气缸进气阀42、 气缸排气阀43、气缸盖44和火花塞45。该CNG发动机为六缸发动机，分别称为气缸I~VI，气 缸Π 、IV、VI改装为充气气缸4;气缸I、ΙΠ 、V不进行改装，作为动力气缸41。充气气缸4设置 有闭缸装置6，充气气缸4的气缸盖44上设置有充气通道5。增压储罐3的数量为两个，分别称 为增压储罐A、增压储罐B。
[0033]所述连接管网用于连接充气通道5、民用天然气气源1、增压储罐3和高压CNG储罐 2。所述连接管网的管道上设置有单向阀71和控制阀7。为方便起见，各控制阀7用小写英文 字母进行编号。单向阀71允许通过的方向为图中管道上的箭头所指方向。高压CNG储罐2和 增压储罐3的进气管道上分别设置有压力传感器81和冷却器8。闭缸装置6、火花塞45、控制 阀7、压力传感器81分别接入ECU中，通过ECU对整个充气过程进行控制。
[0034] 如图5所示，闭缸装置6包括凸轮轴62、凸轮轴套63和设置有两个阀芯的电磁阀61， 凸轮轴套63上设置有高角度凸轮64和低角度凸轮65,凸轮轴套63相对于凸轮轴62周向固 定、轴向不固定；凸轮轴套63的外侧设置有螺旋斜槽66，螺旋斜槽66左右两部分的螺旋方向 相反，电磁阀61的两个阀芯可在ECU的控制下伸入螺旋斜槽66对应部分的斜槽内，使凸轮轴 套63及其上的高角度凸轮64、低角度凸轮65在旋转的凸轮轴62的作用下相对于凸轮轴62的 轴向进行移动。当低角度凸轮65移动到气缸进气阀42、气缸排气阀43的柱塞67处时，无法顶 开柱塞67,该充气气缸4处于封闭状态，即实现了闭缸；当高角度凸轮64移动到对应柱塞67 处时，可以顶开柱塞67，上述两个阀门恢复正常。
[0035]充气气缸4包括两种工作模式，即燃烧天然气提供动力的动力模式和作为活塞式 压缩机气缸的充气模式。动力模式下，在ECU的控制下，关闭控制阀b、c、d，使火花塞45正常 工作，闭缸装置6使充气气缸4的凸轮复位;充气模式下，在ECU的控制下，打开控制阀b、c、d， 使火花塞45失效，闭缸装置6进行闭缸操作，此时充气气缸4只有充气通道5-个通气口，动 力气缸41通过曲轴48、连杆46驱动充气气缸4的活塞47上下往复运动，此时充气气缸4相当 于活塞式压缩机气缸。
[0036]上述CNG发动机多缸自充气系统包括并联、串联和混联三种充气方式，以下分别对 其进行说明。
[0037]如图1所示，各充气气缸4采用并联连接，各充气气缸4均能从气体来源处吸入天然 气进行压缩，具体步骤如下：
[0038] 1)通过ECU将各充气气缸4切换为充气模式，打开控制阀b、c、d，动力气缸41正常运 行并带动充气气缸4。
[0039 ] 2)打开控制阀a、f，保持控制阀e、g、h、i处于关闭状态。
[0040] 3)各充气气缸4分别从民用天然气气源1吸入低压天然气并进行第一次压缩，经过 一次压缩的民用天然气被压入增压储罐A内。吸气路径:a-b- Π ，a4c-IV，a4d4VI;排 气路径：Π -b-f-A，IV-c-f-A，VI-d-f-A。其中小写英文字母为控制阀，大写英文 字母为增压储罐，罗马数字为气缸，下同。增压储罐A存满(指其压力达到最大值)后，关闭控 制阀a、f。
[0041] 4)打开控制阀h、g，以增压储罐A作为气源同时向各充气气缸4供气，经第二次压缩 后充入增压储罐B中。吸气路径:A-h-b-Π ，A-h-c-IV，A-h-d-VI;排气路径：Π -b -g-B，IV-c-g-B，VI-d-g-B。反复压缩直至增压储罐A内的气体无法被充气气缸吸 入，即充气气缸内余隙容积气体膨胀至下止点后缸内的压力恰好与增压储罐A内剩余气体 压力相等。此时增压储罐A的压力为其输出气体最低压力，停止气体输出，返回步骤2)对将 增压储罐A充满后继续对增压储罐B进行充气。
[0042] 5)增压储罐B存满，即增压储罐B的压力达到最大值后，关闭控制阀h、g，打开i、e， 以增压储罐B作为气源向充气气缸4供气，经第三次压缩后充入高压CNG储罐2中。吸气路径： B~~~>11，B~~~^?ν,Β~~~VI;排气路径：Π ~~~^ i^JiECNG储罐，IV~~~ 高压CNG储罐，Vl-d-e-高压CNG储罐。反复压缩直至增压储罐B内的气体无法被充气气缸 吸入，即充气气缸内余隙容积气体膨胀至下止点后缸内的压力恰好与增压储罐B内剩余气 体压力相等，此时增压储罐B的压力为其输出气体最低压力，停止气体输出。
[0043] 6)重复上述步骤，直至高压CNG储罐2的压力达到设定值，该值根据需求决定。充气 完毕后，关闭前述所有控制阀，将充气气缸4切换回动力模式。
[0044]如图2所示，各充气气缸4采用串联连接，来自民用天然气气源1的天然气从气缸Π 吸入，依次经气缸Π 、IV、VI进行压缩，具体步骤如下：
[0045] 1)通过ECU将各充气气缸4切换为充气模式，打开控制阀b、c、d，各动力气缸41正常 运行并带动充气气缸4。
[0046] 2)打开控制阀a、f，气缸Π 从民用天然气气源1吸入低压天然气并进行第一次压 缩，经过气缸Π 压缩的民用天然气被压入增压储罐A内。吸气路径:a-b-Π ;排气路径：Π
[0047] 4)关闭控制阀a、f，打开控制阀h、g，以增压储罐Α作为气源向气缸IV供气，经气缸 IV压缩后充入增压储罐B中。吸气路径:A-h-c-IV;排气路径:IV-c-g-B。
[0048] 5)关闭控制阀h、g，打开控制阀i、e，以增压储罐B作为气源向气缸VI供气，经气缸 VI压缩后充入高压CNG储罐2中。吸气路径:B-i-d-VI;排气路径:Vl-d-e-高压CN