专利名称：船用发动机双燃料供给系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及发动机燃料供给系统，具体地指一种可提供天然气和柴油两种燃料的船用发动机双燃料供给系统。
背景技术：
天然气是以甲烷为主的气体燃料，其分子量偏小，H/C值高达4左右。由于天然气在发动机内与空气混合时同为气态，与柴油相比其混合气体更为均勻、燃烧更为完全，这样柴油机掺烧压缩天然气可以大幅度降低柴油机的碳烟排放，减少柴油机对大气环境的污染，同时还可以改善柴油机的燃料结构。因此，柴油掺烧压缩天然气的发动机得到了较为广泛的应用。目前，柴油掺烧压缩天然气的相关装置通常是针对车用柴油机设计的，而车用柴油机均采用两级式调速器，两级式调速器只在柴油机低于怠速或高于额定转速时才起作用，当柴油机转速界于怠速与额定转速之间时，两级式调速器则不起作用，可通过油门踏板直接控制柴油机的燃料供给量。而船用柴油机与车用柴油机不同，采用的是全程式调速器。 船用柴油机通过油门操纵拉杆控制柴油机的转速，当油门操纵拉杆不动而柴油机的负荷发生改变或波动时，全程式调速器将自动增减柴油的供给量，使柴油机转速保持稳定。如何对柴油和天然气供给量进行精确控制，以实现双燃料船用发动机的最佳油气比及全程调速功能、达到最佳的掺烧效果、使船用发动机具有良好的动力性能和经济性能，一直是本领域技术人员试图解决的难题。
发明内容本实用新型的目的就是要提供一种能够实现船用发动机最佳油气比及全程调速功能的船用发动机双燃料供给系统。为实现上述目的，本实用新型所设计的船用发动机双燃料供给系统，包括天然气燃料供给子系统、柴油燃料供给子系统、以及双燃料喷射控制子系统，其特殊之处在于所述天然气燃料供给子系统包括天然气瓶，天然气瓶的输出端通过供气管道与天然气流量调节阀的输入端相连，天然气流量调节阀的流量控制端与天然气流量调节执行器相连，天然气流量调节阀的输出端与空气混合器的输入端相连，空气混合器的输出端与船用发动机的进气总管相连，从而将空气和天然气形成的混合气体输送至船用发动机的气缸中。所述柴油燃料供给子系统包括柴油柜，柴油柜的输出端通过供油管道与高压油泵的输入端相连，高压油泵的油泵齿条控制端与齿条位移执行器相连，高压油泵的输出端与船用发动机的喷嘴相连，从而将柴油喷射至船用发动机的气缸中。所述双燃料喷射控制子系统包括发动机电控单元(ECU)，发动机电控单元的转速信号输入端与发动机转速传感器相连，发动机电控单元的油门信号输入端与油门位置传感器相连，发动机电控单元的天然气信号输出端通过天然气流量调节控制器与天然气流量调节执行器相连，发动机电控单元的柴油信号输出端通过齿条位移控制器与齿条位移执行器相连。进一步地，所述天然气流量调节执行器和齿条位移执行器采用电子信号控制的步进电机驱动机构。更进一步地，所述天然气瓶与天然气流量调节阀之间的供气管道上设置有天然气过滤器、天然气减压装置和天然气流量计，对进入混合器的天然气进行清洁处理和压力、流量控制。所述柴油柜与高压油泵之间的供油管道上设置有柴油过滤器，对柴油进行清洁处理。本实用新型的优点在于船用发动机双燃料供给系统中天然气供给子系统向发动机供给天然气、燃油供给子系统向发动机供给柴油、双燃料喷射控制子系统的发动机电控单元控制信号精确控制进入混合器的天然气量和喷入发动机气缸的柴油量，随着发动机工况变化，可对柴油和天然气双燃料比例进行柔性调节，实现最佳油气比，达到双燃料船用发动机的最佳性能，可大幅度降低柴油机碳烟排放，减少对大气的污染。
图1为一种船用发动机双燃料供给系统的结构原理示意图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的详细描述。图中所示的船用发动机双燃料供给系统，包括天然气燃料供给子系统、柴油燃料供给子系统、以及双燃料喷射控制子系统。天然气燃料供给子系统包括天然气瓶8，天然气瓶8的输出端通过供气管道与天然气流量调节阀13的输入端相连，天然气流量调节阀13 的流量控制端与天然气流量调节执行器14相连，天然气流量调节阀13的输出端与空气混合器15的输入端相连，空气混合器15的输出端与船用发动机4的进气总管相连，从而将空气和天然气形成的混合气体输送至船用发动机4的气缸中。天然气流量调节执行器14为采用电子信号控制的步进电机驱动机构。天然气瓶8与天然气流量调节阀13之间的供气管道上设置有天然气截止阀9、天然气过滤器10、天然气减压装置11和天然气流量计12。柴油燃料供给子系统包括柴油柜1，柴油柜1的输出端通过供油管道与高压油泵5 的输入端相连，高压油泵5的油泵齿条控制端与齿条位移执行器6相连，高压油泵5的输出端与船用发动机4的喷嘴相连，从而将柴油喷射至船用发动机4的气缸中。齿条位移执行器6也采用电子信号控制的步进电机驱动机构。柴油柜1与高压油泵5之间的供油管道上设置有柴油截止阀2和柴油过滤器3。双燃料喷射控制子系统包括与蓄电池19相连的发动机电控单元17，发动机电控单元17的转速信号输入端与发动机转速传感器20相连，发动机电控单元17的油门信号输入端与油门位置传感器18相连，发动机电控单元17的天然气信号输出端通过天然气流量调节控制器16与天然气流量调节执行器14相连，发动机电控单元17的柴油信号输出端通过齿条位移控制器7与齿条位移执行器6相连。本实用新型船用发动机双燃料供给系统的双燃料供给是这样实现的天然气依靠储气压力从天然气瓶8出来，经天然气过滤器10滤去杂质流入天然气减压装置11，减压后通过天然气流量计12，再通过天然气流量调节阀13的精确控制，最后进入与发动机4进气总管相连的空气混合器15，与空气混合后形成可燃混合气供发动机使用。天然气流量调节阀13由接收发动机电控单元17控制信号的天然气流量调节执行器14和天然气流量调节驱动器16驱动。 同时，高压油泵5上的齿条位移执行器6由接收发动机电控单元17控制信号的齿条位移驱动器7驱动，直接控制油泵齿条，对进入发动机气缸的柴油量进行精确控制，从而实现随着发动机工况变化，对油气燃料比例的柔性调节，达到双燃料船用发动机的最佳性能。
权利要求1.一种船用发动机双燃料供给系统，包括天然气燃料供给子系统、柴油燃料供给子系统、以及双燃料喷射控制子系统，其特征在于所述天然气燃料供给子系统包括天然气瓶(8)，天然气瓶(8)的输出端通过供气管道与天然气流量调节阀(1 的输入端相连，天然气流量调节阀(1 的流量控制端与天然气流量调节执行器(14)相连，天然气流量调节阀(1 的输出端与空气混合器(1 的输入端相连，空气混合器(1 的输出端与船用发动机的进气总管相连，从而将空气和天然气形成的混合气体输送至船用发动机的气缸中；所述柴油燃料供给子系统包括柴油柜(1)，柴油柜(1)的输出端通过供油管道与高压油泵( 的输入端相连，高压油泵( 的油泵齿条控制端与齿条位移执行器(6)相连，高压油泵(5)的输出端与船用发动机的喷嘴相连，从而将柴油喷射至船用发动机的气缸中；所述双燃料喷射控制子系统包括发动机电控单元(17)，发动机电控单元(17)的转速信号输入端与发动机转速传感器00)相连，发动机电控单元(17)的油门信号输入端与油门位置传感器(18)相连，发动机电控单元(17)的天然气信号输出端通过天然气流量调节控制器(16)与天然气流量调节执行器(14)相连，发动机电控单元(17)的柴油信号输出端通过齿条位移控制器(7)与齿条位移执行器(6)相连；
2.根据权利要求1所述的船用发动机双燃料供给系统，其特征在于所述天然气流量调节执行器(14)和齿条位移执行器(6)采用电子信号控制的步进电机驱动机构。
3.根据权利要求1或2所述的船用发动机双燃料供给系统，其特征在于所述天然气瓶(8)与天然气流量调节阀(1 之间的供气管道上设置有天然气过滤器(10)、天然气减压装置(11)和天然气流量计(12)。
4.根据权利要求1或2所述的船用发动机双燃料供给系统，其特征在于所述柴油柜 (1)与高压油泵( 之间的供油管道上设置有柴油过滤器(3)。
5.根据权利要求3所述的船用发动机双燃料供给系统，其特征在于所述柴油柜(1) 与高压油泵( 之间的供油管道上设置有柴油过滤器(3)。
专利摘要本实用新型公开了一种船用发动机双燃料供给系统，包括天然气燃料供给子系统、柴油燃料供给子系统、以及双燃料喷射控制子系统。天然气燃料供给子系统向发动机供给天然气、燃油供给子系统向发动机供给柴油，双燃料喷射控制子系统的发动机电控单元控制信号精确控制进入混合器的天然气量和进入发动机气缸的柴油量，随着发动机工况变化，可对油气燃料比例进行柔性调节，达到双燃料船用发动机的最佳性能，可大幅度降低柴油机碳烟排放，减少对大气的污染。
文档编号F02D19/08GK202001108SQ20112003463
公开日2011年10月5日 申请日期2011年1月31日 优先权日2011年1月31日
发明者张新塘, 李格升, 李煜辉, 游伏兵, 潘志翔, 董健 申请人:武汉理工大学