一种天然气发动机及车辆、船舶的制作方法

1.本实用新型涉及发动机技术领域，具体涉及一种天然气发动机及车辆、船舶。


背景技术：

2.这里的陈述仅提供与本实用新型相关的背景技术，而不必然地构成现有技术。
3.天然气发动机是以甲烷作为动力燃料的发动机，发明人发现，天然气发动机在长时间停机后，如果燃气系统密封不严，可能会有部分天然气聚集在发动机进排气系统中，当首次起动时，如果气缸中燃气过浓，超出天然气的点火范围，则发动机会出现起动困难。同时，当天然气发动机起动未成功，由于起动失败，喷入的可燃混合气未燃烧而进入发动机气缸和排气管，下次起动时，可能仍然会启动困难，还有可能造成燃气后燃、排气管放炮的情况。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的是为克服上述现有技术的不足，提供一种天然气发动机，能够在发动机启动前判断发动机的排气总管中是否含有可燃混合气，避免起动困难的问题。
5.为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：
6.第一方面，本实用新型的实施例提供了一种天然气发动机，包括排气管，排气管连接有检测管路，检测管路安装有电控开关阀，检测管路的出气端与电控开关阀之间的管段安装有负压风机和燃气检测元件。
7.可选的，所述负压风机靠近电控开关阀设置，检测管路的出气端与负压风机之间的管段设有允许气体只能从检测管路进气端向出气端流动的单向阀。
8.可选的，所述燃气检测元件靠近电控开关阀设置，检测管路的出气端与负压风机之间的管段设有允许气体只能从检测管路进气端向出气端流动的单向阀。
9.第二方面，本实用新型的实施例提供了一种车辆，设置有第一方面所述的天然气发动机。
10.第三方面，本实用新型的实施例提供了一种船舶，设置有第一方面所述的天然气发动机。
11.上述本实用新型的有益效果如下：
12.1.本实用新型的天然气发动机，通过设置检测管路，检测管路安装有燃气检测元件和负压风机，能够利用负压风机将气缸和排气管内的气体抽入检测管路，进而利用燃气检测元件判断排气管中是否存在可燃气体，方便工作人员及时采取措施将排气管和气缸中的可燃气体吹出，避免了发动机气缸和排气管内燃气过浓造成的发动机起动困难及燃气后燃、排气管放炮的情况。
13.2.本实用新型的天然气发动机，检测管路安装有单向阀，使得气体只能由检测管路的进气端流向出气端，避免了外部气体进入检测管路，保证了检测结果的准确性，同时由于设置了单向阀，使得发动机正常工作时排气管排出的高温气体不会倒流入检测管路，避
免了对检测管路上的燃气检测元件和负压风机造成损坏。
14.3.本实用新型的天然气发动机，检测管路安装有电控开关阀，能够在发动机正常工作时关闭检测管路，防止发动机正常工作时排出的高温尾气进入检测管路对燃气检测元件和负压风机造成损坏。
附图说明
15.构成本技术的一部分的说明书附图用来提供对本技术的进一步理解，本技术的示意性实施例及其说明用于解释本技术，并不构成对本技术的限定。
16.图1是本实用新型实施例1整体结构示意图；
17.其中，1.电子控制单元(ecu)，2.燃气喷射阀，3.进气管，4.增压器，5.气缸，6.增压前管段，7.电控蝶阀，8.燃气探测器，9.负压风机，10.单向阀，11.增压后管段。
具体实施方式
18.实施例1
19.本实施例提供了一种天然气发动机，用于汽车或船舶，在发动机启动前判断气缸和排气管内是否有可燃气体，如图1所示，天然气发动机包括至少一个气缸5，气缸5与进气管3连接，外部空气能够通过进气管3进入气缸5内部，所述气缸5还与排气管连接，气缸5内的活塞做功产生的废气能够通过排气管排出。
20.本实施例中，设置六个气缸，在其他一些实施例中，也可设置四个气缸或八个气缸等，可根据实际需要进行设置，气缸5内设置有活塞、曲轴等部件，采用现有结构即可，在此不进行详细叙述。
21.现有的天然气发动机中，如果气缸5中燃气过浓或者可燃混合气体未燃烧而进入发动机的气缸和排气管，会造成发动机起动困难的现象，因此需要对排气管和气缸中是否存在可燃气体进行检测。
22.因此，本实施例中，天然气发动机还包括检测管路，检测管路的进气端连接至排气管，排气管及气缸5内的气体能够进入检测管路。
23.检测管路安装有电控开关阀，电控开关阀能够控制检测管路的导通和关闭，电控开关阀与天然气发动机的电子控制单元(ecu)1连接，能够接收电子控制单元(ecu)1的指令进行工作。
24.电控开关阀采用电控蝶阀7或电控球阀或其他类型的能够控制管路导通和关闭的电控开关阀门，本领域技术人员可根据实际需要进行选择，本实施例中，选择电控蝶阀7作为电控开关阀。
25.检测管路的出气端与电控开关阀之间的管段安装有燃气检测元件和负压风机9。
26.所述燃气检测元件采用燃气探测器8，燃气探测器8与负压风机9均与电子控制单元(ecu)1连接，燃气探测器8能够将检测得到的燃气信息传输给电子控制单元(ecu)1，电子控制单元(ecu)1能够控制负压风机9的启动和关停。
27.本实施例中，燃气探测器8靠近电控开关阀设置，检测管路的出气端与负压风机9之间的管段安装有单向阀10，单向阀10允许气体只能够沿检测管路进气端至出气端的方向流动。
28.电子控制单元(ecu)1能够向负压风机9发送指令，控制负压风机9开启工作，负压风机9开始工作后，电子控制单元(ecu)1向电控蝶阀7发送指令，控制电控蝶阀7打开，负压风机9能够驱动气缸5和排气管内的气体进入检测管路，从而利用燃气探测器8对检测管路内的气体进行检测。
29.当发动机正常工作时，电子控制单元(ecu)1向电控蝶阀7发送指令，控制电控蝶阀7关闭，能够防止气缸5工作时产生的高温尾气通过排气管进入检测管路，造成燃气探测器8和负压风机9的高温损坏，同时单向阀10也可防止外部气体进入检测管路，避免对检测结构的准确性造成影响。
30.检测管路的出气端直接连接至外部环境或者连接至排气管，当检测管路的出气端直接连接外部环境时，需要设置额外的支架对检测管路进行支撑以保证其安装牢固度，因此，本实施例中，检测管路的出气端连接至排气管，使得检测管路的两端均连接至排气管，利用排气管进行支撑，无需额外的设置支架，在负压风机9的作用下，进入检测管路的气体能够通过单向阀10后再流回排气管，通过排气管将气体排出。
31.本实施例中，排气管安装有增压器4，增压器将排气管分为增压前管段6和增压后管段15，增压前管段6与气缸5的排气歧管连接，增压后管段15用于将尾气排至外部环境中。
32.由于检测管路设置了负压风机9，负压风机9对检测管路中的气体起到了一定的增压作用，检测管路中的气体无需再进行增压，因此检测管路的进气端连接至增压前管段6，检测管路的出气端连接至增压后管段15。
33.进气管3连接有燃气进管和空气进管，天然气通过燃气进管进入进气管，外部空气通过空气进管进入进气管，进入的天然器和空气在进气管内混合并进入气缸。
34.燃气进管安装有燃气喷射阀2，本实施例的燃气喷射阀2采用电控燃气喷射阀，电控燃气喷射阀与电子控制单元(ecu)1连接，能够接收电子控制单元(ecu)1的指令工作，电子控制单元(ecu)1能够控制电控燃气喷射阀向进气管内喷射天然气。
35.本实施例中，进气管3与空气进管之间设有增压器4，进入发动机气缸前的空气先经增压器压缩以提高空气的密度，使更多的空气充填到气缸5，从而增大发动机的功率。
36.天然气发动机还包括电火系统，电火系统采用天然气发动机现有的电火系统即可，在此不进行详细叙述。
37.本实施例的天然气发动机的工作方法为：
38.操作者触发启动信号，电子控制单元(ecu)1收到启动命令后，首先询问是否跳过可燃气体检测。
39.如果操作者选择跳过可燃气体检测，发动机启动马达运转，电子控制单元(ecu)1控制燃气喷射阀2开启，点火系统工作，电子控制单元(ecu)1接收发动机的转速信息，如果发动机转速达到设定运转转速，则启动成功，如果启动时间内无法达到设定运转转速，则发出报警信息，启动失败。
40.如果操作者选择进行可燃气体检测，电子控制单元(ecu)1首先检测发动机的停车时间，同时检测上次启动时是否触发启动失败报警。
41.当停车时间t1大于设定时间t1，或者检测到出现过起动失败报警，电子控制单元(ecu)1通过负压风机控制信号控制负压风机9运转，同时通过电控蝶阀控制信号将电控蝶阀7打开，负压风机9将排气管和气缸5中的气体抽出至检测管路，燃气探测器8检测抽出气
体中是否有可燃气体。
42.a.如果电子控制单元(ecu)1接收到燃气探测器8检测到燃气的信号，则控制起动马达运转，通过燃气喷射阀控制信号关闭燃气喷射阀2，关闭点火系统，使发动机运转，此时发动机空转，从进气管3吸气，活塞在气缸5内压缩空气后空气从排气管排出，进而将气缸内与排气管中的可燃混合气吹出。
43.b.电子控制单元(ecu)1未接收到燃气传感器信号，发动机起动马达运转，电子控制单元(ecu)1控制燃气喷射阀2开启，点火系统工作。电子控制单元(ecu)1检测发动机转速是否到设定达运转转速，达到设定运转转速，则启动成功，起动时间内无法达到运转转速，发出警报，起动失败。
44.当停车时间t1小于设定时间t1，同时电子控制单元(ecu)1未检测到起动失败报警时，发动机起动马达运转，电子控制单元(ecu)1控制燃气喷射阀2开启，点火系统工作。电子控制单元(ecu)1检测发动机转速是否到达设定运转转速，达到设定运转转速，则启动成功，起动时间内无法达到设定运转转速，发出报警信息，起动失败。
45.本实施例的天然气发动机，在现有天然气发动机的结构上进行改进，通过增加检测管路、电控蝶阀7、燃气探测器8及负压风机9等元件，能够有效将排气管及气缸内的气体抽出并检测其是否含有可燃气体，方便操作者及时采取措施进行处理，避免了启动困难和排气管放炮现象。
46.实施例2
47.本实施例提供了一种天然气发动机，与实施例1的区别仅在于负压风机靠近电控开关阀设置，检测管路的出气端与燃气探测器之间的管段安装有单向阀，其余结构及工作原理与实施例1相同，在此不进行重复叙述。
48.实施例3
49.本实施例提供了一种车辆，设置有实施例1或实施例2所述的天然气发动机，所述车辆为商用车或工程机械车辆或农用机械车辆等。
50.实施例4
51.本实施例提供了一种船舶，设置有实施例1或实施例2所述的天然气发动机。
52.上述虽然结合附图对本实用新型的具体实施方式进行了描述，但并非对本实用新型保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本实用新型的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本实用新型的保护范围以内。