正压供气船用发动机系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种正压供气船用发动机系统，包括：设置有进气口及进油口的发动机、与所述进气口对接的正压喷射式液化天然气供气通路、与所述进油口对接的柴油供油通路，以及，分别与所述供气通路及所述供油通路相连以控制其对所述发动机的供气供油量并且采用非接触式电涡流位置传感机构探测供油量的控制系统。这样，不仅采用正压喷射式供气方式，使得供气量由喷射脉宽控制，控制精确、响应快捷，而且采用非接触式电涡流位置传感机构精确感应供油量，避免了接触式的磨损，使供油量也能精确控制，从而提升了系统的供气供油量控制精确度，保证系统的正常工作。
【专利说明】正压供气船用发动机系统
【技术领域】
[0001]本申请涉及船用系统【技术领域】，尤其涉及一种正压供气船用发动机系统。
【背景技术】
[0002]近年来，采用柴油及液化天然气(LNG)双燃料作为能源的船用发动机系统由于较采用纯柴油燃料作为能源的船用发动机系统而言，具有减少碳烟排放量并且成本较低的优点，逐渐得到广泛应用。
[0003]现有的双燃料船用发动机系统通常使用油量限制机构控制高压油泵供油量，但是，油量限制机构始终与高压油泵供油齿条相互作用，加速了油量限制机构和高压油泵运动件之间的磨损，久而久之，使得高压油泵供油量不稳定，影响了双燃料船用发动机系统的正常使用。
【发明内容】
[0004]本申请旨在至少在一定程度上解决上述技术问题之一。
[0005]本申请提供一种正压供气船用发动机系统，包括:设置有进气口及进油口的发动机、与所述进气口对接的正压喷射式液化天然气供气通路、与所述进油口对接的柴油供油通路，以及，分别与所述供气通路及所述供油通路相连以控制其对所述发动机的供气供油量并且采用非接触式电涡流位置传感机构探测供油量的控制系统。
[0006]进一步地，所述供气通路包括依次设置的:气瓶、汇流排、燃气总阀、空浴式气化器、减压阀、手动截止阀、过滤器、喷射阀、混合器及进气总管，所述进气总管与所述进气口对接。
[0007]进一步地，所述供油通路包括依次设置的:油箱、输油泵及高压油泵，所述高压油泵与所述进油口对接。
[0008]进一步地，所述控制系统包括:设置于所述供气通路上的进气压力温度传感器、设置于所述发动机上的转速传感器、设置于所述高压油泵上以采集供油齿条位置信号来反映所述供油量的所述非接触式电涡流位置传感机构，以及与所述进气压力温度传感器、转速传感器、非接触式电涡流位置传感器相连以根据其分别提供的进气压力温度信号、供油齿条位置信号及转速信号控制所述供油供气量的机舱控制柜，所述机舱控制柜与所述喷射阀相连。
[0009]进一步地，所述控制系统还包括:设置于所述供气通路上的燃气压力温度传感器，以及，设置于所述发动机上的机油温度传感器，所述燃气压力温度传感器及所述机油温度传感器均与所述机舱控制柜相连，所述机舱控制柜根据所述燃气压力温度传感器及所述机油温度传感器分别提供的燃气压力温度信号及机油温度信号修正所述供油供气量。
[0010]进一步地，所述控制系统还包括:与所述机舱控制柜相连的、设置于所述供气通路上的燃气温度变送器以及设置于所述发动机上的排温传感器，所述机舱控制柜根据所述燃气温度变送器及所述排温传感器分别提供的燃气温度信号及排温信号控制切断所述供气通路。
[0011]进一步地，所述控制系统还包括:分别与所述机舱控制柜相连的火焰报警器、燃气泄漏报警器，以及设置于所述供气通路上与所述机舱控制柜相连的防爆电磁阀。
[0012]进一步地，所述发动机上还设置有调速手柄。
[0013]进一步地，所述控制系统还包括:与所述供气通路及所述供油通路相连以控制其工作在供气供油双燃料工作模式或供油工作模式下的驾驶舱控制柜。
[0014]进一步地，所述供气通路上设置有排气口，所述正压供气船用发动机系统还包括:设置于所述供气通路上位于所述排气口一侧的自动截止阀及安全阀；设置于所述发动机上的进气管防爆阀及曲轴箱防爆阀；以及，设置于所述供气通路上的燃气压力表。
[0015]本申请的有益效果是:
[0016]通过提供一种正压供气船用发动机系统，包括:设置有进气口及进油口的发动机、与所述进气口对接的正压喷射式液化天然气供气通路、与所述进油口对接的柴油供油通路，以及，分别与所述供气通路及所述供油通路相连以控制其对所述发动机的供气供油量并且采用非接触式电涡流位置传感机构探测供油量的控制系统。这样，不仅采用正压喷射式供气方式，使得供气量由喷射脉宽控制，控制精确、响应快捷，而且采用非接触式电涡流位置传感机构精确感应供油量，避免了接触式的磨损，使供油量也能精确控制，从而提升了系统的供气供油量控制精确度，保证系统的正常工作。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]图1为本申请实施例的船用发动机的结构示意图。
[0018]图2为本申请实施例中非接触式电涡流位置传感机构的第一工作状态示意图。
[0019]图3为本申请实施例中非接触式电涡流位置传感机构的第二工作状态示意图。
【具体实施方式】
[0020]下面详细描述本申请的实施例，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，旨在用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。
[0021]在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底” “内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。
[0022]在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
[0023]在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
[0024]下面通过【具体实施方式】结合附图对本申请作进一步详细说明。
[0025]请参考图1，本实施例提供了一种正压供气船用发动机系统，包括:设置有进气口及进油口的发动机、与进气口对接的正压喷射式液化天然气供气通路、与进油口对接的柴油供油通路，以及，分别与供气通路及供油通路相连以控制其对发动机的供气供油量并且采用非接触式电涡流位置传感机构21探测供油量的控制系统。
[0026]具体地，供气通路包括依次设置的:气瓶27、汇流排26、燃气总阀25、空浴式气化器1、减压阀6、手动截止阀9、过滤器11、喷射阀13、混合器14及进气总管，进气总管与进气口对接。
[0027]供油通路包括依次设置的:油箱41、输油泵42及高压油泵43，高压油泵43与进油口对接。
[0028]控制系统包括:设置于供气通路上的进气压力温度传感器15、设置于发动机上的转速传感器18、设置于高压油泵43上以采集供油齿条位置信号来反映供油量的非接触式电涡流位置传感机构21，以及与进气压力温度传感器15、转速传感器18、非接触式电涡流位置传感机构21相连以根据其分别提供的进气压力温度信号、供油齿条位置信号及转速信号控制供油供气量的机舱控制柜8，机舱控制柜8与喷射阀13相连。
[0029]控制系统还包括:设置于供气通路上的燃气压力温度传感器12，以及，设置于发动机上的机油温度传感器22，燃气压力温度传感器12及机油温度传感器22均与机舱控制柜8相连，机舱控制柜8根据燃气压力温度传感器12及机油温度传感器22分别提供的燃气压力温度信号及机油温度信号进一步修正供油供气量。
[0030]控制系统还包括:与机舱控制柜8相连的、设置于供气通路上的燃气温度变送器4以及设置于发动机上的排温传感器16，机舱控制柜8根据燃气温度变送器4及排温传感器16分别提供的燃气温度信号及排温信号控制切断供气通路。
[0031]控制系统还包括:分别与机舱控制柜8相连的火焰报警器17、燃气泄漏报警器10，以及设置于供气通路上与机舱控制柜8相连的防爆电磁阀5。
[0032]发动机上还设置有调速手柄20。
[0033]控制系统还包括:与供气通路及供油通路相连以控制其工作在供气供油双燃料工作模式或供油工作模式下的驾驶舱控制柜7。
[0034]供气通路上设置有排气口 28，正压供气船用发动机系统还包括:设置于供气通路上位于排气口一侧的自动截止阀3及安全阀2 ;设置于发动机上的进气管防爆阀23及曲轴箱防爆阀19 ;以及，设置于供气通路上的燃气压力表24。
[0035]进一步地，如图2及图3所示，非接触式电涡流位置传感机构21由非接触电涡流位置传感器31、传感器锁紧螺母32、位置传感器支架33、支架锁紧螺母34、传感器感应座35及传感器感应体36组成。传感器感应座35固定在高压油泵43上，传感器感应体36固定高压油泵43的供油齿条37上，并随供油齿条37 —起运动。
[0036]下面对本实施例的正压供气船用发动机系统工作原理进行说明。
[0037]当将驾驶舱控制柜7的柴油控制开关打开，船用发动机在供油工作模式(柴油燃料模式)工作，船用发动机仅使用柴油作为燃料。
[0038]当将驾驶舱控制柜7的双燃料控制开关打开，船用发动机进入供气供油双燃料工作模式状态，在这个状态下:
[0039]当船用发动机在怠速工作时，因进气压力温度传感器15、转速传感器18及机油温度传感器22参数没有达到设定值，喷射阀13仍处于关闭状态，船用发动机仍按供油工作模式工作，但此时，防爆电磁阀5已经打开。
[0040]扳动调速手柄20，当船用发动机以一定转速和负荷工作时，进气压力温度传感器15、转速传感器18及机油温度传感器22参数达到设定值，喷射阀13在机舱控制柜8命令下，开始喷气，LNG从气瓶27、经汇流排26、燃气总阀25、到空浴式汽化器I，经空浴式汽化器I汽化、经防爆电磁阀5、到减压阀6，经减压阀6减压、再通过手动截止阀9、过滤器11、喷射阀13、在混合器14与空气混合进入进气总管至发动机，实现供气供油双燃料工作模式。随着船用发动机工况变动，供油供气量随着改变。
[0041]供油供气比例确定由机舱控制柜8决定。具体地,机舱控制柜8通过转速传感器18采集转速信号，进气压力温度传感器15采集进气压力温度信号、非接触式电涡流位置传感机构21采集供油齿条位置信号，这些信号作为主控信号，确定燃油、燃气供给比例，也就是供气供油量。通过燃气压力温度传感器12采集燃气压力温度信号、机油温度传感器22采集机油温度信号，这些信号作为辅助控制信号，修正供油供气量。通过燃气温度变送器4采集燃气温度信号，排温传感器16采集排温信号，这些信号作为船用发动机监控信号，超过其设定值，系统自动截断燃气供给，返回供油工作模式。
[0042]而高压油泵43与非接触式电涡流位置传感机构21之间的工作原理如下述:如附图2，传感器感应体36被位置传感器支架33顶住，距离非接触电涡流位置传感器I毫米，此时，发动机在最大供油位置，供油齿条37只能向减油方向运动，即向高压油泵43内运动。当供油齿条37带动传感器感应体36运动到船机怠速供油齿条位置时，如附图3，此时高压油泵43只能向发动机提供怠速油量。如果扳动调速手柄20，发动机转速上升，供油齿条37向非接触电涡流位置传感器31方向运动，发动机供油量增加；如果拉停油手柄39，供油齿条37继续向高压油泵43内运动，发动机供油量进一步减少，发动机将熄火；供油齿条37位置与高压油泵43供油量一一对应，即供油齿条37位置决定发动机供油量。所以只要控制供油齿条37位置就控制了发动机供油量。
[0043]其它器件功用:
[0044]1、燃气压力表24功用:实时提供供气通路中燃气压力值。
[0045]2、安全阀2功用:LNG经空浴式汽化器I汽化后，当燃气压力过高时，安全阀2自动开启，使供气通路中燃气压力回到规定范围内，保护防爆电磁阀5、减压阀6。
[0046]3、进气管防爆阀23、曲轴箱防爆阀19功用:保护发动机。
[0047]4、燃气泄漏报警器10、火焰报警器17功用:机舱安全装置，如果发生报警，防爆电磁阀5在机舱控制柜8命令下，自动截断系统燃气供给，船用发动机返回供油工作模式。
[0048]5、自动截止阀3功用:当燃气系统出现故障时，自动截止阀3打开，供气通路中剩余燃气通过排气口 28，排放到安全地方。
[0049]针对现有技术的不足和缺陷，本实用新型实施例提供了一种船机柴油/LNG双燃料控制系统，特别适合对功率在200KW以上的船机进行双燃料改造，不仅能精确控制燃气量、燃油量，而且使用安全、可靠、经济性好，大大改善船机排放，具体有:
[0050]1、采用正压喷射供气方式，燃气量由喷射脉宽控制。燃气量控制精确，响应快捷。
[0051]2、去掉油量限制机构，采用非接触式电涡流位置传感机构，精确感知船机在任何工况下高压油泵供油齿条位置，即供油量。
[0052]3、燃气泄漏报警、火焰报警、双燃料系统故障报警直接控制船机燃料转换，即只要有报警，本实用新型自动截断燃气供给，同时船机返回到燃油工作模式，使用安全、可靠。
[0053]在本说明书的描述中，参考术语“一个实施方式”、“一些实施方式”、“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
[0054]以上内容是结合具体的实施方式对本申请所作的进一步详细说明，不能认定本申请的具体实施只局限于这些说明。对于本申请所属【技术领域】的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换。
【权利要求】
1.一种正压供气船用发动机系统，其特征在于，包括:设置有进气口及进油口的发动机、与所述进气口对接的正压喷射式液化天然气供气通路、与所述进油口对接的柴油供油通路，以及，分别与所述供气通路及所述供油通路相连以控制其对所述发动机的供气供油量并且采用非接触式电涡流位置传感机构探测供油量的控制系统。
2.如权利要求1所述的正压供气船用发动机系统，其特征在于，所述供气通路包括依次设置的:气瓶、汇流排、燃气总阀、空浴式气化器、减压阀、手动截止阀、过滤器、喷射阀、混合器及进气总管，所述进气总管与所述进气口对接。
3.如权利要求2所述的正压供气船用发动机系统，其特征在于，所述供油通路包括依次设置的:油箱、输油泵及高压油泵，所述高压油泵与所述进油口对接。
4.如权利要求3所述的正压供气船用发动机系统，其特征在于，所述控制系统包括:设置于所述供气通路上的进气压力温度传感器、设置于所述发动机上的转速传感器、设置于所述高压油泵上以采集供油齿条位置信号来反映所述供油量的所述非接触式电涡流位置传感机构，以及与所述进气压力温度传感器、转速传感器、非接触式电涡流位置传感器相连以根据其分别提供的进气压力温度信号、供油齿条位置信号及转速信号控制所述供油供气量的机舱控制柜，所述机舱控制柜与所述喷射阀相连。
5.如权利要求4所述的正压供气船用发动机系统，其特征在于，所述控制系统还包括:设置于所述供气通路上的燃气压力温度传感器，以及，设置于所述发动机上的机油温度传感器，所述燃气压力温度传感器及所述机油温度传感器均与所述机舱控制柜相连，所述机舱控制柜根据所述燃气压力温度传感器及所述机油温度传感器分别提供的燃气压力温度信号及机油温度信号修正所述供油供气量。
6.如权利要求4所述的正压供气船用发动机系统，其特征在于，所述控制系统还包括:与所述机舱控制柜相连的、设置于所述供气通路上的燃气温度变送器以及设置于所述发动机上的排温传感器，所述机舱控制柜根据所述燃气温度变送器及所述排温传感器分别提供的燃气温度信号及排温信号控制切断所述供气通路。
7.如权利要求4所述的正压供气船用发动机系统，其特征在于，所述控制系统还包括:分别与所述机舱控制柜相连的火焰报警器、燃气泄漏报警器，以及设置于所述供气通路上与所述机舱控制柜相连的防爆电磁阀。
8.如权利要求1所述的正压供气船用发动机系统，其特征在于，所述发动机上还设置有调速手柄。
9.如权利要求4所述的正压供气船用发动机系统，其特征在于，所述控制系统还包括:与所述供气通路及所述供油通路相连以控制其工作在供气供油双燃料工作模式或供油工作模式下的驾驶舱控制柜。
10.如权利要求1-9中任一项所述的正压供气船用发动机系统，其特征在于，所述供气通路上设置有排气口，所述正压供气船用发动机系统还包括:设置于所述供气通路上位于所述排气口一侧的自动截止阀及安全阀；设置于所述发动机上的进气管防爆阀及曲轴箱防爆阀；以及，设置于所述供气通路上的燃气压力表。
【文档编号】F02D19/06GK204175428SQ201420568510
【公开日】2015年2月25日 申请日期:2014年9月29日 优先权日:2014年9月29日
【发明者】申忠华, 邱晓荣, 周建青, 田勇 申请人:深圳市凯鹏德燃气动力科技有限公司