专利名称：船用柴油机改装的天然气/柴油双燃料发动机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种双燃料发动机，特别是一种由船用柴油机改装的天然气/柴油双燃料发动机，属于船舶动力技术领域。
背景技术：
近年来，天然气作为一种清洁能源，在国际和国内都受到广泛关注。随着天然气资源的开发和内燃机技术发展，燃用天然气的发动机可以比同等的柴油机具有更低的排放， 有利于解决日益严重的大气污染问题。为了充分利用已有的液化天然气(LNG)资源，将LNG 这种清洁能源推广应用到内河及沿海的运输船舶，使这些船舶逐渐采用以LNG作为动力的能源。以清洁燃料替代传统的柴油，旨在减少船舶发动机尾气对空气的污染以及油污对水体的污染，保护好内河与沿海的优美环境和水质，使水运资源的优势能够得到持续健康地发展，有利于加快船舶技术水平的升级换代。已有技术中，申请号为92110533. 9、名称为“改造柴油机为双燃料发动机的方法” 的发明专利，是在现有柴油机上增加一套天然气供给系统，并增加曲轴转角同步传感器，依照柴油机的发火次序使天然气通过供给系统来定时定量进入气缸，还需保证天然气与空气混合气在缸内压缩终了时，柴油机原供油系统向缸内喷射少量的柴油，以引燃混合气。该机构需要调节天然气的喷入定时，系统结构复杂。
实用新型内容为了克服现有技术的不足，本实用新型提供一种双燃料发动机，它通过改装船用柴油机为双燃料发动机，使柴油机动力船改造为既可以燃用天然气也可以燃用柴油的双燃料的机动船。本实用新型所采用的技术方案如下。本实用新型包括液化天然气储筒、蒸气泄出阀、燃料滤清器、截止阀、单向阀、气化器、自动截断阀、手动调节阀、混合器、调节杆、柴油调节阀、归位弹簧、偏心轮、步进电机、 电控元件、推臂。液化天然气储筒顶部出口通过蒸气泄出阀与自动截断阀的进口连接。燃料滤清器安装在液化天然气储筒内，燃料滤清器的出口通过截止阀、单向阀与气化器的进口连接，气化器的出口通过自动截断阀、手动调节阀与混合器的进口连接，混合器的出口与柴油机进气阀连接。柴油调节阀的进口与柴油供油管路连接，柴油调节阀的出口与柴油机喷油器连接，调节杆的一端与柴油调节阀机械连接，另一端分别与归位弹簧和推臂的一端机械连接，归位弹簧的另一端固定，推臂的另一端与偏心轮连接，偏心轮的中心轴与步进电机的输出轴连接，步进电机的信号输入端与电控元件的信号输出端电联接，电控元件的数据采集端与手动调节阀电联接。当液化天然气储筒在不断吸收外界热量后，会有少量液化天然气自动蒸发。气态天然气可从蒸气泄出阀流出，液态天然气全部通过燃料滤清器进入截止阀。截止阀在要求关闭液化天然气储筒时，方才关闭，否则一直处于开启状态。液态天然气由截止阀通过单向阀，再流入气化器。单向阀保证天然气不逆流，以免回流进入液化天然气储筒。气化器使液态天然气充分气化成气态燃料，并与由蒸气泄出阀而来的气态燃料会合，一起进入自动截断阀。自动截断阀可以保证切断压力过大的天然气进入柴油机，以免损坏机体。天然气经过自动截断阀进入手动调节阀，轮机员根据负荷和速度的需求来操作该手动调节阀，以控制进入柴油机的天然气流量。而后，天然气进入混合器，与外界流入的空气按比例混合，成为双燃料发动机需要的天然气燃料充量，最后进入柴油机气缸，参加燃烧和对外做功。电控元件的数据采集端联接于手动调节阀并自动感受手动调节阀的开度，经过电控元件计算后，电控元件输出电位信号，以控制步进电机的动作。步进电机驱动偏心轮按要求转动确定的角度，以精确调节偏心轮的方位角，使偏心轮准确控制推臂的拨动角。推臂可以来回拨动柴油调节阀的调节杆，以控制喷入柴油机缸内的柴油喷射量，归位弹簧可使调节杆复位。当完全没有天然气时，该柴油供给量与普通的柴油机相同；当需要尽量多燃用天然气以降低排放时，柴油仅仅产生点燃天然气的作用，供给量最少；当天然气供给量有限时，可按照需要的比例分配天然气和柴油的供给量。该调节功能完全由电控元件事先设定， 在运行中根据工况自动调节。本实用新型的有益效果本实用新型所改动的船用柴油机，不改变原机结构和操作方式，不改变原发动机的气阀正时和点火方式，就可以实现天然气/柴油双燃料发动机的改装；本实用新型既可以烧柴油，也可以烧油和气的混合燃料，燃料模式选择灵活，在天然气充裕的地方选择燃用天然气替代部分柴油改善排放性能，降低油耗节约成本，而在没有气源的情况下也能恢复到原方式运行；本实用新型所提供的技术有利于环境保护，船舶燃料从柴油改为燃用LNG，比单独使用柴油减少85%有害气体排放，噪声下降20dB，大大改善大气环境、水环境及声环境质量，改善沿河居民的生活环境。
图1是本实用新型的原理图。图中1.液化天然气储筒、2.蒸气泄出阀、3.燃料滤清器、4.截止阀、5.单向阀、 6.气化器、7.自动截断阀、8.手动调节阀、9.混合器、10.调节杆、11.柴油调节阀、12.归位弹簧、13.偏心轮、14.步进电机、15.电控元件、16.推臂。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的具体实施作进一步描述。如图1所示，本实用新型包括液化天然气储筒1、蒸气泄出阀2、燃料滤清器3、截止阀4、单向阀5、气化器6、自动截断阀7、手动调节阀8、混合器9、调节杆10、柴油调节阀 11、归位弹簧12、偏心轮13、步进电机14、电控元件15、推臂16。液化天然气储筒1顶部出口通过蒸气泄出阀2与自动截断阀7的进口连接。燃料滤清器3安装在液化天然气储筒1内，燃料滤清器3的出口通过截止阀4、单向阀5与气化器6的进口连接，气化器6的出口通过自动截断阀7、手动调节阀8与混合器9的进口连接， 混合器9的出口与柴油机进气阀连接。柴油调节阀11的进口与柴油供油管路连接，柴油调节阀11的出口与柴油机喷油器连接，调节杆10的一端与柴油调节阀11机械连接，另一端分别与归位弹簧12和推臂16的一端机械连接，归位弹簧12的另一端固定，推臂16的另一端与偏心轮13连接，偏心轮13的中心轴与步进电机14的输出轴连接，步进电机14的信号输入端与电控元件15的信号输出端电联接，电控元件15的数据采集端与手动调节阀8电联接。当液化天然气储筒1在不断吸收外界热量后，会有少量液化天然气自动蒸发。气态天然气可从蒸气泄出阀2流出，液态天然气全部通过燃料滤清器3进入截止阀4。截止阀 4在要求关闭液化天然气储筒1时，方才关闭，否则一直处于开启状态。液态天然气由截止阀4通过单向阀5，再流入气化器6。单向阀5保证天然气不逆流，以免回流进入液化天然气储筒1。气化器6使液态天然气充分气化成气态燃料，并与由蒸气泄出阀4而来的气态燃料会合，一起进入自动截断阀7。自动截断阀7可以保证切断压力过大的天然气进入柴油机，以免损坏机体。天然气经过自动截断阀7进入手动调节阀8，轮机员根据负荷和速度的需求来操作该手动调节阀8，以控制进入柴油机的天然气流量。而后，天然气进入混合器9，与外界流入的空气按比例混合，成为双燃料发动机需要的天然气燃料充量，最后进入柴油机气缸，参加燃烧和对外做功。电控元件15的数据采集端联接于手动调节阀8并自动感受手动调节阀8的开度， 经过电控元件15计算后，电控元件15输出电位信号，以控制步进电机14的动作。步进电机14驱动偏心轮13按要求转动确定的角度，以精确调节偏心轮13的方位角，使偏心轮13 准确控制推臂16的拨动角。推臂16可以来回拨动柴油调节阀11的调节杆10，以控制喷入柴油机缸内的柴油喷射量，归位弹簧12可使调节杆10复位。当完全没有天然气时，该柴油供给量与普通的柴油机相同；当需要尽量多燃用天然气以降低排放时，柴油仅仅产生点燃天然气的作用，供给量最少；当天然气供给量有限时，可按照需要的比例分配天然气和柴油的供给量。该调节功能完全由电控元件15事先设定，在运行中根据工况自动调节。
权利要求1. 一种船用柴油机改装的天然气/柴油双燃料发动机，包括液化天然气储筒(1)、蒸气泄出阀O)、燃料滤清器(3)、截止阀0)、单向阀(5)、气化器(6)、自动截断阀(7)、手动调节阀(8)、混合器(9)、调节杆(10)、柴油调节阀(11)、归位弹簧(12)、偏心轮(13)、步进电机(14)、电控元件(15)、推臂(16)；其特征在于液化天然气储筒(1)顶部出口通过蒸气泄出阀⑵与自动截断阀(7)的进口连接；燃料滤清器(3)安装在液化天然气储筒⑴内， 燃料滤清器⑶的出口通过截止阀G)、单向阀(5)与气化器(6)的进口连接，气化器(6) 的出口通过自动截断阀(7)、手动调节阀(8)与混合器(9)的进口连接，混合器(9)的出口与柴油机进气阀连接；柴油调节阀(11)的进口与柴油供油管路连接，柴油调节阀(11)的出口与柴油机喷油器连接，调节杆(10)的一端与柴油调节阀(11)机械连接，另一端分别与归位弹簧(12)和推臂(16)的一端机械连接，归位弹簧(12)的另一端固定，推臂(16)的另一端与偏心轮(1 连接，偏心轮(1 的中心轴与步进电机(14)的输出轴连接，步进电机 (14)的信号输入端与电控元件(1 的信号输出端电联接，电控元件(1 的数据采集端与手动调节阀(8)电联接。
专利摘要船用柴油机改装的天然气/柴油双燃料发动机，属于船舶动力技术领域。本实用新型包括液化天然气储筒、蒸气泄出阀、燃料滤清器、截止阀、单向阀、气化器、自动截断阀、手动调节阀、混合器、调节杆、柴油调节阀、归位弹簧、偏心轮、步进电机、电控元件、推臂。本实用新型通过改装船用柴油机为双燃料发动机，使柴油机动力船改造为既可以燃用天然气也可以燃用柴油的双燃料机动船。本实用新型不改变原发动机结构和操作方式，不改变原发动机的气阀正时和点火方式；既可以烧柴油，也可以烧油和气的混合燃料，燃料模式选择灵活；所提供的技术有利于环境保护，船舶燃料从柴油改为双燃料，大大改善大气环境、水环境及声环境质量，改善沿河居民的生活环境。
文档编号F02M21/04GK202001141SQ20102069431
公开日2011年10月5日 申请日期2010年12月30日 优先权日2010年12月30日
发明者孙启, 杨海, 饶广龙, 马捷 申请人:上海交通大学