立式单缸沼气发动机进气和燃烧系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及发动机技术领域，尤其是一种立式单缸沼气发动机进气和燃烧系统。
【背景技术】
[0002]开发适合家庭使用的可移动的沼气内燃机发电机组是解决广大偏远地区农村用电难和经济发达地区个体工商户避免电荒的重要举措；也是保护我国的矿产资源，减少对石油等战略资源进口的依赖，实现国家经济可持续发展的战略需要。现时市场上的沼气发动机，主要以多缸机为主，虽然功率大，但是成本高，体积大，移动不方便，不适合广大偏远地区农村家庭使用。同时，传统沼气发动机机采用传统的机械反馈式调速进气控制系统结构，该结构简单，但是对沼气与空气的进气控制不灵活，造成转速与功率不稳定；另外，目前市场上还没有针对单缸沼气发动机而制造出相应的电控ECU单元，在单缸沼气动发机应用领域，电控单元等各类电子集成技术的商业化仍然是空白。
【实用新型内容】
[0003]本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种成本低、电控燃烧的立式单缸沼气发动机进气和燃烧系统，采用辅助电子控制系统实时地根据指令控制燃气与工况的匹配，实现了燃气与发动机工况的合理匹配，大大改善了燃烧性能。
[0004]本实用新型的目的是这样实现的:一种立式单缸沼气发动机进气和燃烧系统，包括进气系统，活塞燃烧室，所述进气系统包括空滤器、混合器总成、过滤器总成、节流阀，经过空滤器过滤的空气、经过过滤器总成过滤的沼气进入混合器内混合后排放到活塞燃烧室内，节流阀设置在混合器总成上并用于控制混合出气量，辅助电子控制系统控制节流阀的动作。
[0005]所述过滤器总成包括过滤器主体、进气接头、出气接头，在过滤器主体内设置若干冲孔挡板。
[0006]所述过滤器主体内设置三个冲孔挡板、从而将过滤器主体分为三层结构，在过滤器主体的第二层底部设置活性炭。
[0007]所述活塞燃烧室的压缩比是11.4:1。
[0008]所述辅助电子控制系统包括输入电路、输出电路和微机控制单元。
[0009]所述输入电路的接口包括A/D转化器和数字输入缓冲器。
[0010]本实用新型的有益效果在于:
[0011]I)本实用新型是在立式单缸机型上采用沼气作为能源气体的发动机，具有体积小、成本低、移动方便的优点；并采用辅助电子控制系统代替原有的机械式装置，可以实时地根据指令控制燃气与工况的匹配，实现了燃气与发动机工况的合理匹配，大大改善了燃烧性能。
[0012]2)由于混合气的浓度及流量对沼气发动机的动力性、经济性有很大关系。混合气太浓，火焰传播速度降低，功率减小，燃烧不完全，燃料消耗增加；反之，混合气过稀则燃料分子间的距离太大，使混合气中火焰不能传播，发动机运转不稳，甚至熄火停车。本实用新型通过混合器的合理设计，根据控制系统提供的信号，保证了沼气发动机实时需要的燃气-空气的合理浓度比。
[0013]3)通过过滤器总成，除去沼气内混合的C02、硫化氢、水、杂质，保证了燃气的纯度。
[0014]4)沼气是高辛烷值燃料，发动机的压缩比可以适当提高。通过合理的燃烧室压缩比设计，有利于促进混合气的燃烧，缩短燃烧时间，使燃烧的最高压力和最高温度点接近上死点，而且更重要的是增加了膨胀比，使有效功率增大，燃料消耗率降低。
【附图说明】
[0015]图1为本实用新型沼气发动机的进气系统总成结构示意图。
[0016]图2为图1的立体示意图。
[0017]图3为本实用新型沼气发动机的混合器总成结构示意图。
[0018]图4为本实用新型沼气发动机的过滤器总成结构示意图。
[0019]图5为本实用新型沼气发动机的活塞燃烧室剖示图。
[0020]图6为本实用新型沼气发动机的控制原理方框图。
[0021]图7为本实用新型沼气发动机的控制程序流程图。
[0022]说明书附图中，各标号表示如下:出气管法兰I，混合器下套筒2，纸垫3，密封盖4，节流阀5，混合套筒6，混合器上套筒8，空气管法兰9，空滤器总成10，沼气管法兰11，进气接头13，进气法兰14，过滤器主体15，挡板16，出气接头17，混合器20，冲孔挡板一 21，冲孔挡板二 22，冲孔挡板三23，活塞燃烧室24，沼气进气管30。
【具体实施方式】
[0023]下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
[0024]如图1、2所示，为燃气一空气进气系统总成。自然空气通过空滤器总成10的过滤，进入到混合器20中，经过过滤器后的沼气通过沼气进气管30也进入到混合器20中，空气与沼气成90度夹角进入，有利于气体的充分混合。
[0025]如图3所示，为混合器20结构示意图。经过过滤器后的沼气通过混合器上套筒8进入混合器下套筒2，沼气进气管30通过沼气管法兰11与过滤器总成连接。经过空滤器总成10后的空气通过混合器上套筒8进入混合器下套筒2，在下套筒端部安装有节流阀5，通过辅助电子控制系统控制阀门的开启与关闭，由此来控制混合气体的浓度。沼气及空气的喉口尺寸及混合后进入的混合器下套筒都是经过优化设计，符合混合气的进气量要求，有利于燃气、空气的混合；通过在套筒及阀门之间采用垫块的安装方式，解决混合器的密封问题。混合器下套筒2的端部设置纸垫3和密封盖4，混合套筒6通过螺栓与混合器上套筒8紧固连接，在混合器上套筒8上设置空气管法兰9，用于连接空气的进气管道。
[0026]图4所示为过滤器总成的结构，沼气通过过滤器总成后从沼气进气管30进入混合器内。在过滤器总成的结构中，包括过滤器主体15、进气法兰14、进气接头13、挡板16、出气接头17，在过滤器主体15设置三个冲孔挡板，分别是冲孔挡板一 21、冲孔挡板二 22、冲孔挡板三23，将过滤器主体15分为三层结构。沼气首先