一种进气系统及发动机的制作方法

1.本实用新型涉及发动机技术领域，尤其涉及一种进气系统及发动机。


背景技术：

2.现有技术中燃气发电机组所用的混合器一般直接应用高热值气混合器，该类型混合器只控制燃气流量，从而将天然气和空气形成一定空燃比的混合气经过增压中冷后进入气缸燃烧。
3.低热值气与空气形成可燃烧的混合气的条件是：需要喷入较多的燃气和较少的空气来达到可燃的空燃比。而低热值燃气用的电控混合器却很少，一般直接应用天然气用的高热值气的混合器，这就导致大多数低热值发动机混合器只控制了燃气流量，没有控制空气流量，造成混合气浓度偏低，限制了发动机的动力性。
4.因此，亟需一种进气系统，以解决上述技术问题。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的在于提出一种进气系统及发动机，能够控制燃气和空气的流量，快速增大混合气体的浓度，提高发动机的动力性能，保证发动机稳定高效运行。
6.为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：
7.提供一种进气系统，包括：
8.气体混合器，所述气体混合器包括本体、第一阀板、第二阀板和阀杆，所述第一阀板和所述第二阀板均设置于所述本体内，所述第一阀板用以调节空气流量，所述第二阀板用以调节燃气流量，所述阀杆分别与所述第一阀板和所述第二阀板连接，以使所述第一阀板和所述第二阀板能够同步转动；
9.驱动机构，所述驱动机构与所述阀杆连接以带动所述阀杆转动；
10.涡轮增压器，所述涡轮增压器与所述气体混合器连接。
11.作为上述进气系统的一种优选技术方案，所述第一阀板和所述第二阀板同轴且相互垂直设置。
12.作为上述进气系统的一种优选技术方案，所述本体包括气体引入管道和混合气体管道，所述混合气体管道与所述气体引入管道连通，所述第一阀板和所述第二阀板分别设置于所述气体引入管道内，所述阀杆穿设于所述气体引入管道内。
13.作为上述进气系统的一种优选技术方案，所述气体引入管道包括燃气进气管道和空气进气管道，所述第一阀板设置于所述空气进气管道内，所述第二阀板设置于所述燃气进气管道内，所述阀杆穿设于所述燃气进气管道和所述空气进气管道，所述混合气体管道分别与所述燃气进气管道的第一端以及所述空气进气管道的第一端连通。
14.作为上述进气系统的一种优选技术方案，所述空气进气管道的第二端连接有空气滤清器。
15.作为上述进气系统的一种优选技术方案，所述燃气进气管道的第二端设置有燃气
切断阀。
16.作为上述进气系统的一种优选技术方案，所述涡轮增压器包括涡端和压端，所述压端与所述混合气体管道连通，所述涡端与发动机缸体的排气口连通，所述涡端还连接有排气管道。
17.作为上述进气系统的一种优选技术方案，所述燃气进气管道连通有燃气管，所述燃气管内设置有甲烷浓度传感器和燃气切断阀，所述排气管道内设置有氧传感器。
18.作为上述进气系统的一种优选技术方案，所述本体为u型管路结构。
19.本实用新型还提供了一种发动机，包括如上所述的进气系统。
20.本实用新型有益效果：
21.本实用新型中提供的进气系统，通过第一阀板调节空气流量，第二阀板调节燃气流量，可快速增大混合气体的浓度，提高发动机的动力性能。同时，该进气系统还能够根据需要调节混合气体的浓度，以保证发动机稳定高效运行。第一阀板和第二阀板共同使用一个驱动机构进行驱动，降低了生产成本。
附图说明
22.图1是本实用新型实施例提供的进气系统内部的结构示意图；
23.图2是本实用新型实施例提供的气体混合器的结构示意图；
24.图3是本实用新型实施例提供的气体混合器的侧视图。
25.图中：
26.11、本体；111、气体引入管道；1111、燃气进气管道；1112、空气进气管道；112、混合气体管道；12、第一阀板；13、第二阀板；14、阀杆；15、驱动机构；
27.2、空气滤清器；3、燃气切断阀；4、涡端；5、压端；6、燃气管；7、甲烷浓度传感器；8、氧传感器；9、排气管道。
具体实施方式
28.下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部结构。
29.在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
30.在本实用新型中，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。
31.在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“右”、等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，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实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。
32.本实施例中提供了一种发动机，该发动机包括缸体和进气系统，缸体进入口与该进气系统的出气口通过管路连通，进气系统在工作时，能够同时限制空气流量和燃气流量，可快速增大混合气体的浓度，提高发动机的动力性能。
33.如图1所示，其中，该进气系统包括气体混合器、驱动机构15和涡轮增压器，其中，如图2和图3所示，气体混合器包括本体11、第一阀板12、第二阀板13和阀杆14，第一阀板12和第二阀板13均设置于本体11内，第一阀板12用以调节空气流量，第二阀板13用以调节燃气流量，阀杆14分别与第一阀板12和第二阀板13连接，转动阀杆14，第一阀板12和第二阀板13能够随阀杆14一起同步转动相同的角度；驱动机构15与阀杆14连接以带动阀杆14转动，从而实现阀杆14自动转动；涡轮增压器分别与气体混合器以及缸体连接。
34.本实施例中提供的进气系统，通过第一阀板12调节空气流量，第二阀板13调节燃气流量，可快速增大混合气体的浓度，提高发动机的动力性能。同时，该进气系统还能够根据需要调节混合气体的浓度，以保证发动机稳定高效运行。第一阀板12和第二阀板13共同使用一个驱动机构15进行驱动，降低了生产成本。
35.优选地，本实施例中第一阀板12和第二阀板13同轴且相互垂直设置，该种设置方式便于阀杆14与第一阀板12和第二阀板13的连接，同时能够保证空气和燃气二者的最佳进气量，当对气体混合器进行装配时，需要先将第一阀板12和第二阀板13之间的相位根据需要进行调节，而后再将阀杆14穿入第一阀板12中心轴和第二阀板13的中心轴。其中相位可调节为垂直，也可以存在一定的夹角，实际上相位根据实际需要在安装时设定，通常情况下，第一阀板12开启角度增大，而第二阀板13开启角度会减小。而本实施中，第二阀板13全开时，第一阀板12可全关或接近全关的状态，因此该气体混合器对低热值气的浓度适用性会更广。
36.可选地，本实施中本体11设置有空气进气口、燃气进气口和混合气体出气口，第一阀板12设置于空气进气口处，第二阀板13设置于燃气进气口处，混合气体出气口与气缸连接。将第一阀板12设置于空气进气口处，可及时控制空气进入气体混合器中的量，同样地，第二阀板13设置于燃气进气口处，也是为了及时控制燃气进入气体混合器中的量，从而将空气和燃气的混合比例调整为最优。
37.燃气通过燃气进气口进入本体11内，空气通过空气进气口进入本体11，燃气和空气在本体11内充分混合后通过混合气体出气口排出。本体11为u型管路结构。u型管路结构能够便于布置第一阀板12和第二阀板13的位置，从而保证二者同时转动发生位置改变。
38.为了便于对空气和燃气的混合，在本实施例中，本体11包括气体引入管道111和混合气体管道112，混合气体管道112与气体引入管道111连通，第一阀板12和第二阀板13分别设置于气体引入管道111内，阀杆14穿设于气体引入管道111内。气体引入管道111的两端分别通入空气和燃气，而后空气和燃气在混合气体管道112内混合后进入缸体内，为缸体提供燃烧气体，混合气体管道112为空气和燃气充分混合提供了有利条件，从而保证二者混合均匀。
39.优选地，如图2和图3所示，气体引入管道111包括燃气进气管道1111和空气进气管道1112，第一阀板12设置于空气进气管道1112内，第二阀板13设置于燃气进气管道1111内，阀杆14穿设于燃气进气管道1111和空气进气管道1112，混合气体管道112分别与燃气进气管道1111的第一端以及空气进气管道1112的第一端连通。混合气体管道112用于实现对空气和燃气的混合。优选地，本体11为一体式结构。一体式结构节省了组装的工艺流程，可提高装配效率。当然，在其他实施例中本体11可为分体式结构，分体式结构便于第一阀板12和第二阀板13安装以及第一阀板12、第二阀板13和阀杆14的连接。
40.优选地，继续参考图1，在本实施例中，空气进气管道1112的第二端连接有空气滤清器2，以用于对空气进行过滤。燃气进气管道1111的第二端设置有燃气切断阀3，以防止燃气在发动机停机时进入缸体内造成能源的浪费。
41.在本实施例中，继续参考图1，涡轮增压器包括涡端4和压端5，压端5与混合气体管道112连通用以对气体压力进行改变，涡端4与缸体的排气口连通，涡端4还连接有排气管道9用于将缸体产生的废气排出。
42.燃气进气管道1111连通有燃气管6，燃气管6内设置有甲烷浓度传感器7和燃气切断阀3，排气管道9内设置有氧传感器8。驱动机构15为步进电机，其中步进电机、甲烷浓度传感器7和有氧传感器8均与ecu通讯连接，ecu根据甲烷浓度传感器7和有氧传感器8检测的浓度值控制阀杆14转动，从而控制第一阀板12和第二阀板13的开度。
43.燃气经过燃气切断阀3进入燃气进气管道1111，空气经过空气滤清器2进入空气进气管道1112；经过气体混合器混合形成混合气后进入涡轮增压器的压端5进行增压；在增压器涡端4后安装有氧传感器8用来检测排气中的氧气含量进而换算成实际空燃比信号；步进电机(内置计算芯片)根据安装在燃气进气管道1111上的甲烷浓度传感器7的实时监测数据来修正第二阀板13的开度，同时通过氧传感器8反馈的空燃比得出的第二阀板13开度相互校验，更加精确控制第二阀板13开度和混合器浓度。
44.当需要加浓混合气浓度时，ecu会向步进电机发出目标空燃比信号指令，步进电机同时也会接收到氧传感器8发来的实际空燃比信号，经过步进电机的内部芯片自行计算来控制阀杆14转动，使得第二阀板13打开角度变大，燃气进气量增多，同时因为第一阀板12和第二阀板13共轴，且第一阀板12和第二阀板13呈垂直设置，则第二阀板13开启增大的同时，第一阀板12开启的角度会一同变小，空气进气量即随之减小。这样随着第二阀板13开度增大，第一阀板12开度减小，燃气进气量增大的同时空气进气量减小，会在本体11内更加迅速的实现混合气的加浓响应。同时，步进电机(内置计算芯片)也会根据安装在燃气进气管上的甲烷浓度传感器7的实时监测数据来修正第二阀板13开度，同时和通过氧传感器8反馈的空燃比得出的第二阀板13开度相互校验。
45.相反，当需要减稀混合气浓度时，步进电机控制阀杆14转动，使得第二阀板13打开角度变小，燃气进气量随之减小，同时因为第一阀板12和第二阀板13共轴，且第一阀板12和第二阀板13呈垂直设置，则第二阀板13开度减小的同时，第一阀板12开启的开度会同步变大，空气进气量即随之增加。这样随着第二阀板13开度减小第一阀板12开度增大，燃气进气量减少的同时空气进气量增大，会在本体11内更加迅速的实现混合气的减稀响应。
46.因为第二阀板13可以全开，第一阀板12同时可以全关，这样此装置混合气浓度最大为低热值气浓度，因此气体混合器对低热值气的浓度适用性会更广。并且甲烷浓度传感
器7和氧传感器8相互校验，可以更加精确控制燃料阀开度和混合器浓度。
47.此外，上述仅为本实用新型的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本实用新型不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本实用新型进行了较为详细的说明，但是本实用新型不仅仅限于以上实施例，在不脱离本实用新型构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本实用新型的范围由所附的权利要求范围决定。