专利名称：车用发动机燃气－柴油双燃料供给装置的制作方法
技术领域：
本实用新型是用少量柴油作为引燃油，以天然气、液化石油气等气体燃料作为主燃料的汽车发动机燃气-柴油双燃料供给装置。可用于以柴油作为燃料的运输工具，如柴油发动机公共汽车、货运卡车、铲车等。
气体代用燃料汽车是一种清洁环保型汽车，它不仅可以大幅度地改善汽油、柴油发动机汽车的尾气排放指标，减少汽车尾气对人类及大气的污染程度，而且可以改善汽车燃料的能源结构，减少汽车的运行成本及维护费用。现在汽车代用燃料包括有天然气、液化石油气、氢气、甲烷等气体燃料及电力驱动，但是气体代用燃料应用于汽车柴油发动机在国内外均未达到实用的技术要求。对于稳定工况的固定设备用柴油发动机改装成柴油-天然气双燃料发动机在国内外均有应用，如柴油-天然气双燃料发电机组。但该装置对于道路上行驶的汽车发动机是不能工作的，因为汽车发动机曲轴转速多变，工况不定。
美国IMPCO公司及SPI公司在柴油-天然气双燃料汽车发动机方面已有装置问世，但适用对象均为电喷柴油发动机，由于改装采用微处理器控制，改装成本高，目前，面对中国柴油发动机多为高压油泵直喷式的现状，还未有适合的改装装置。
本实用新型基于以上燃气-柴油双燃料发动机燃料供应系统存在的不足，采用机械-电子结合控制，结构简单、成本低，能满足高压油泵直喷式柴油汽车发动机双燃料工况。在各种运行条件下都能可靠工作的车用发动机燃气-柴油双燃料供给装置。
本实用新型通过如下技术方案实现车用发动机燃气-柴油双燃料供给装置包括脚踏板1、发动机2、燃气拉杆3、柴油拉杆4、柴油油量限制机构5、燃气流量控制阀6、高压减压阀7、加热器8、手动截止阀9、高压气瓶10、燃气充气阀11、燃气气源压力传感器12、燃气压力表13、过滤电磁阀14、低压减压阀15、混合器16、转速传感器17、电子控制盒18、限速电磁阀19、转换开关20、进气口21等部件，脚踏板1与柴油拉杆4相连，在柴油拉杆4中间安装铰接头32，铰接头32与燃气拉杆3相连，燃气拉杆3则与燃气流量控制阀6相连，柴油拉杆4上装有弹簧34，弹簧预紧力通过调节头36进行调节。调节头36与高压油泵调速器油门手柄30相连，燃气拉杆3一端与柴油拉杆上的燃气拉杆铰接头32相接，另一端通过调节头40与燃气控制阀6的阀轴相接，中间安装燃气供应缓冲机构39，使拉杆3中间有一段空行程，空行程的长度可以通过调节头40进行调节。
本实用新型还通过如下技术方案实现柴油油量限制机构5安装在高压油泵调速器油门手柄30与超速限制螺钉29之间，支架22固定在调速器壳体上，转臂24以销轴25为转动支点，它的一端与电磁铁26相连，另一端安装有柴油限制挡块28及调节螺母27，还有一端控制连锁开关23的开与关，连锁开关23通过电路与电子控制盒18相连，控制过滤电磁阀14的开与关，电磁铁26通过电子控制盒与转换开关20相连。
高压气瓶组10一端连接充气阀11，另一端通手动截止阀9，燃气经过加热器8预热，进入高压减压阀7降至1Mpa，再通过电磁过滤阀14过滤后进入低压减压阀15，电磁过滤阀14通过电子控制盒18与转换开关20相连。低压减压阀15有一根真空信号控制管与混合器16的中心相连，另一根真空信号控制管与混合器16的入口相连。
低压减压阀15的出口与燃气流量控制阀6相接，流量控制阀6通过燃气控制拉杆3与脚踏板1相连，流量控制阀6的阀片同时与超速控制机构46的真空膜片相连，真空膜片的一端接大气，另一端通过电磁阀19与混合器16的中心真空信号控制管相连，电磁阀19由电子控制盒控制。
电子控制盒18可在原汽车电气装置基础上，安装在驾驶室内，面板上有转换开关20、燃气供应系统的不正常43显示、纯柴油-双燃料互锁保护、双燃料工况超速保护45、燃气气瓶气量显示器42、燃气供应正常显示器44，电子控制盒18与转速传感器17、柴油油量限制机构5、限速电磁阀19、过滤电磁阀14、燃气气源压力传感器12相互连接，通过转速传感器17的信号反馈，由电子控制装置18控制限速电磁阀19。
本实用新型专利的基本优点是满足高压油泵直喷式柴油汽车发动机双燃料工况。在各种运行条件下都能可靠工作，对原汽车发动机改动小，结构简单可靠，改装成本低，双燃料汽车可降低燃油费用，改善尾气排放指标，减少发动机磨损，延长发动机的使用寿命。
附
图1是本实用新型双燃料供给装置的示意图；附图2是本实用新型柴油油量限制机构示意图；附图3是本实用新型柴油油量限制机构局部放大示意图；附图4是本实用新型柴油拉杆弹簧机构及燃气拉杆机构示意图；附图5是本实用新型电子控制保护装置控制盒示意图。
以下结合附图详述本实用新型。
车用发动机燃气-柴油双燃料供给装置是以中国汽车柴油发动机的现有状况为基本点，将在用的汽车柴油发动机改装成天然气与柴油同时使用的双燃料发动机，并且可以恢复成原来的纯柴油状态。
车用发动机柴油双燃料供给装置的工作原理如下启动及怠速工况时，发动机以“纯柴油”方式工作，其工作原理同普通柴油发动机一样，发动机曲轴转动时，带动柴油高压油泵向发动机汽缸顺序供油，柴油点火后汽缸内压力上升后膨胀迫使活塞移动并且带动发动机曲轴旋转。
当发动机预热后，转换开关20就可以设置成“燃气”双燃料状态，电子控制盒18将柴油油量限制机构5的电磁铁26接通，转臂24在电磁铁26的作用下旋转，它挡在高压油泵调速器油门手柄30与超速调整螺钉29之间，使得柴油油量不能增加，高压油泵只是以少量的柴油喷入发动机汽缸，作为点燃燃气用的引燃油；同时转臂24的另一端将联锁开关23接通；此时燃气过滤电磁阀14的电磁铁开启，燃气从高压气瓶组1 0经过手动截止阀9进入加热器8进行预热，然后经过高压减压阀7减压、过滤电磁阀14进入低压减压阀15，燃气在低压减压阀15中进行压力调节以适应发动机不同的工况，然后经过燃气流量控制阀6进入混合器16与空气滤清器21过来的空气混合，混合气进入发动机汽缸。脚踏板1通过油门拉杆控制着燃气流量控制阀6开度的大小，使得发动机能够稳定运行于不同的工况。由于燃气低压减压阀15的压力控制分别引入了混合器16中心的真空度控制信号及混合器16进口处的真空度控制信号，使得低压减压阀15输出压力不会受到汽车空气滤清器21堵塞程度的影响。
当发动机转速超过发动机额定转速时，电子控制保护装置会检测出转速传感器17发出的信号，并且将自动开启超速控制机构46的电磁阀19，将燃气混合器16中心的真空度信号引入超速控制机构46的真空膜片，该膜片则关闭燃气流量控制阀6的开度，直到发动机转速降低至额定范围之内。
双燃料供给装置包括脚踏板1、发动机2、燃气拉杆3、柴油拉杆4、柴油油量限制机构5、燃气流量控制阀6、高压减压阀7、加热器8、手动截止阀9、高压气瓶10、燃气充气阀11、燃气气源压力传感器12、燃气压力表13、过滤电磁阀14、低压减压阀15、混合器16、转速传感器17、电子控制盒18、限速电磁阀19、转换开关20、进气口21等部件，其脚踏板1与柴油拉杆4相连，在柴油拉杆4中间安装铰接头32，铰接头32与燃气拉杆3相连，燃气拉杆3则与燃气流量控制阀6相连，柴油拉杆4上装有弹簧34，弹簧预紧力通过调节头36进行调节。调节头36与高压油泵调速器油门手柄30相连，燃气拉杆3一端与柴油拉杆上的燃气拉杆铰接头32相接，另一端通过调节头40与燃气控制阀6的阀轴相接，中间安装燃气供应缓冲机构39，使拉杆3中间有一段空行程，空行程的长度可以通过调节头40进行调节。
在高压油泵调速器油门手柄30与超速限制螺钉29之间安装柴油油量限制机构5，支架22固定在调速器壳体上，转臂24以销轴25为转动支点，它的一端与电磁铁26相连，另一端安装有柴油限制挡块28及调节螺母27，还有一端控制连锁开关2 3的开与关。连锁开关23通过电路与电子控制盒18相连，可以控制燃气过滤电磁阀14的开与关。电磁铁26通过电子控制保护装置与燃气-柴油转换开关20相连。
双燃料供给装置的燃气减压由燃气燃气储气瓶组10提供高压燃气，它通过充气阀11进行燃气的补充，并且利用手动截止阀9可以控制燃气供应。为了防止高压燃气减压时过度降温而造成燃气管线结冰堵塞，燃气先经过加热器8预热，进入高压减压阀7燃气压力降至1Mpa，再通过电磁过滤阀14进行过滤后进入低压减压阀15，电磁过滤阀14通过电子控制保护装置与燃气-柴油转换开关20相连。低压减压阀有一根真空信号控制管与混合器16的中心相连，另一根真空信号控制管与混合器16的入口相连。
低压减压阀15的出口与燃气流量控制阀6相接，流量控制阀6通过燃气控制拉杆3与脚踏板1相连，流量控制阀6的阀片同时与超速控制机构46的真空膜片相连，真空膜片的一端接大气，另一端通过电磁阀19与混合器16的中心真空信号控制管相连，电磁阀19由电子控制保护装置控制。
燃气拉杆机构3一端与柴油拉杆上的燃气拉杆铰接头32相接，另一端与燃气控制阀6的阀轴相接，中间安装燃气供应缓冲机构39，燃气供应缓冲机构的拉杆38与拉杆41有一段空行程，空行程的长度可以通过调节头40进行调节。
电子控制盒18的功能包括燃气供应系统的不正常保护43、纯柴油-双燃料互锁保护、双燃料工况超速保护45及燃气气瓶(气瓶组)气量显示42、燃气供应正常显示44等。实际上是电气和电子容为一体的电控装置。它可在原汽车电气装置基础上，在驾驶室内接此电控装置，即可以实现纯柴油和双燃料的转换，控制机构的动作，同时又能保证整个系统各部分的安全。特别是燃气供给量过大，造成转速超过原发动机额定的转速值时，通过转速传感器17的信号反馈，由电子控制装置18控制限速电磁阀19，即刻切断燃气供给，从而实现超速保护作用。
权利要求1．一种车用发动机柴油双燃料供给装置，包括脚踏板(1)、发动机(2)、燃气拉杆(3)、柴油拉杆(4)、柴油油量限制机构(5)、燃气流量控制阀(6)、高压减压阀(7)、加热器(8)、手动截止阀(9)、高压气瓶(10)、燃气充气阀(11)、燃气气源压力传感器(12)、燃气压力表(13)、过滤电磁阀(14)、低压减压阀(15)、混合器(16)、转速传感器(17)、电子控制盒(18)、限速电磁阀(19)、转换开关(20)、进气口(21)，其特征在于脚踏板(1)与柴油拉杆(4)相连，在柴油拉杆(4)中间安装铰接头(32)，铰接头(32)与燃气拉杆(3)相连，燃气拉杆(3)则与燃气流量控制阀(6)相连，柴油拉杆(4)上装有弹簧(34)，弹簧预紧力通过调节头(36)进行调节。调节头(36)与高压油泵调速器油门手柄(30)相连，燃气拉杆(3)一端与柴油拉杆上(4)的燃气拉杆铰接头(32)相接，另一端通过调节头(40)与燃气控制阀(6)的阀轴相接，中间安装燃气供应缓冲机构(39)使燃气拉杆(3)有一段空行程，空行程的长度可以通过调节头(40)进行调节。
2．根据权利要求1所述的车用发动机柴油双燃料供给装置，其特征在于柴油油量限制机构(5)安装在高压油泵调速器油门手柄(30)与超速限制螺钉(29)之间，支架(22)固定在调速器壳体上，转臂(24)以销轴(25)为转动支点，它的一端与电磁铁(26)相连，另一端安装有柴油限制挡块(28)及调节螺母(27)，还有一端控制连锁开关(2 3)的开与关，连锁开关(23)通过电路与电子控制盒(18)相连，控制过滤电磁阀(14)的开与关，电磁铁(26)通过电子控制盒与转换开关(20)相连。
3．根据权利要求1所述的车用发动机柴油双燃料供给装置，其特征在于高压气瓶组(10)一端连接充气阀(11)，另一端通手动截止阀(9)，燃气经过加热器(8)预热，进入高压减压阀(7)降至1Mpa，再通过电磁过滤阀(14)过滤后进入低压减压阀(15)，电磁过滤阀(14)通过电子控制盒(18)与转换开关(20)相连。低压减压阀(15)有一根真空信号控制管与混合器(16)的中心相连，另一根真空信号控制管与混合器(16)的入口相连。
4．根据权利要求1、3所述的车用发动机柴油双燃料供给装置，其特征在于低压减压阀(15)的出口与燃气流量控制阀(6)相接，流量控制阀(6)通过燃气控制拉杆(3)与脚踏板(1)相连，流量控制阀(6)的阀片同时与超速控制机构(46)的真空膜片相连，真空膜片的一端接大气，另一端通过电磁阀(19)与混合器(16)的中心真空信号控制管相连。
5．根据权利要求1、2、3所述的车用发动机柴油双燃料供给装置，其特征在于电子控制盒(18)可在原汽车电气装置基础上，安装在驾驶室内，面板上有转换开关(20)、燃气供应系统的不正常(43)显示、纯柴油-双燃料互锁保护、双燃料工况超速保护(45)、燃气气瓶气量显示器(42)、燃气供应正常显示器(44)，电子控制盒(18)与转速传感器(17)、柴油油量限制机构(5)、限速电磁阀(19)、过滤电磁阀(14)、燃气气源压力传感器(12)相互连接，通过转速传感器(17)的信号反馈，由电子控制装置(18)控制限速电磁阀(19)。
专利摘要车用发动机燃气－柴油双燃料供给装置是一端与燃气气源相连,另一端与空气、燃气混合器相接,而混合器安装在发动机进气管上,双燃料供给装置还包含高压油泵油门限位机构,燃气供应管线与混合器之间安装一个燃气流量控制蝶阀、燃气与燃油控制拉杆机构以及电子控制保护装置,解决了同时向发动机缸内供应引燃柴油和燃气使发动机能够平稳地在不同工况下以双燃料工作,并且能够恢复发动机原来的纯柴油工作方式,适用于以柴油作为燃料的运输工具。
文档编号F02B43/10GK2334881SQ98202760
公开日1999年8月25日 申请日期1998年4月1日 优先权日1998年4月1日
发明者庄爱民, 李益良, 吉宗吾, 李林, 赵源泰 申请人:石油勘探开发科学研究院机械研究所