專利名稱：燃氣摩托發(fā)動機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種摩托車發(fā)動機，尤其涉及既能使用汽油作為燃料，又 能使用壓縮天然氣作為燃料的摩托車發(fā)動機。
技術(shù)背景目前，國內(nèi)生產(chǎn)的摩托車發(fā)動機主要是以汽油機提供動力，它是利用油箱 中的汽油和空濾器中的空氣進入化油器中混合后，被吸入發(fā)動機氣缸屮燃燒做 功而產(chǎn)生動力，其污染大，油耗高，隨著石油價格的上漲和環(huán)保要求的提高， 單燃料汽油摩托車發(fā)動機已經(jīng)越來越不適應(yīng)社會發(fā)展的要求。由于壓縮天然氣(CNG)與汽油相比，價格低，排氣污染小，用在發(fā)動機 上其工作區(qū)域不會產(chǎn)生積碳，不稀釋機油，發(fā)動機磨損小，可節(jié)約50%的機油 費和車輛維修費，儲量豐富，是目前比較理想的汽油替代品。而市場上出現(xiàn)的摩托車燃氣發(fā)動機，但都是采用20Mpa的壓縮天然氣經(jīng)三 級減壓后，負壓吸入混合器內(nèi)和空氣混合，然后進入發(fā)動機內(nèi)燃燒的簡易方式。 該方式存在調(diào)試困難、起動性差、怠速不穩(wěn)、高速發(fā)吐等致命缺點，不改進結(jié) 構(gòu)無法得到根本解決。 實用新型內(nèi)容本實用新型所要解決的技術(shù)問題在于提供一種既能使用汽油作為燃料，又 能使用壓縮天然氣作為燃料，并且起動性能好、怠速穩(wěn)定的摩托車發(fā)動機。本實用新型的技術(shù)方案如下 一種燃氣摩托發(fā)動機，在機體組件前部氣缸 體的上方安裝化油器，該化油器的出口通過發(fā)動機進氣管與氣缸體的燃燒室相 通，在化油器的節(jié)氣門控制拉索上安裝節(jié)氣門位置傳感器，該節(jié)氣門位置傳感器通過導(dǎo)線與電噴控制單元ECU的節(jié)氣門位置輸入接口相接，電噴控制單元ECU 的曲軸輸入接口與機體組件內(nèi)的觸發(fā)器連接，機體組件前部的火花塞通過高壓 線與點火線圈的輸出端相接，點火線圈的輸入端連接在點火器上，其關(guān)鍵在于 設(shè)有一噴軌，該噴軌的進口通過氣管與減壓闊的出氣口連接，減壓閥的進氣口接在壓力表傳感器上；所述噴軌的出口通過管路與噴嘴的進氣口連接，該噴嘴 安裝在發(fā)動機進氣管上，且噴嘴的出氣口伸入發(fā)動機進氣管的管內(nèi)；所述噴軌 還通過導(dǎo)線與電噴控制單元ECU的噴射控制信號輸出接口連接，電噴控制單元ECU的轉(zhuǎn)換信號輸入接口通過導(dǎo)線與轉(zhuǎn)換開關(guān)相接，而電噴控制單元ECU的氣壓 輸入接口與壓力表傳感器連接。本實用新型中，化油器的進油口通過油管與油箱連接，化油器的進氣口通 過氣管與空濾器連接，而壓力表傳感器通過氣管與天然氣氣瓶連接，這樣發(fā)動 機具有兩套燃料供給系統(tǒng)，其中油箱、空濾器、化油器和發(fā)動機進氣管組成汽 油供給系統(tǒng)；天然氣氣瓶、壓力表傳感器、減壓閥、噴軌、噴嘴、發(fā)動機進氣 管組成天然氣供給系統(tǒng)。汽油供給系統(tǒng)的導(dǎo)通由連接在油箱與化油器之間的油 路開關(guān)控制，天然氣供給系統(tǒng)的導(dǎo)通由噴軌控制，而采用汽油或天然氣作為燃 料的轉(zhuǎn)換通過轉(zhuǎn)換開關(guān)來實現(xiàn)。噴軌是一個高頻電磁閥，噴軌的通斷以及天然 氣的噴射量由電噴控制單元ECU控制，電噴控制單元ECU從觸發(fā)器(曲軸位置 傳感器)采集磁電機的脈沖信號，加上從節(jié)氣門位置傳感器處采集的操作員操 縱信號和壓力表傳感器輸入的天然氣壓力信號，根據(jù)其芯片中存儲的事先設(shè)定好的數(shù)學(xué)模型進行實時運算，并使用修正數(shù)據(jù)進行修正后作出判斷，輸出信號控制從噴軌噴射的天然氣量；同時，通過點火器控制點火次數(shù)和點火時間，滿足發(fā)動機不同工況和不同燃料的使用要求。發(fā)動機使用天燃氣作為燃料時，空氣經(jīng)空濾器過濾，從化油器喉口進入發(fā) 動機進氣管，與從氣瓶、壓力表傳感器、減壓閥、噴軌、噴嘴進入發(fā)動機進氣 管內(nèi)的天然氣形成可燃混合氣，在發(fā)動機的吸氣沖程中，進氣門打開時可燃混 合氣即被吸入氣缸內(nèi)。當活塞接近壓縮行程上止點時，火花塞在高壓電流作用 下產(chǎn)生火花，點燃氣缸內(nèi)的混合氣，使氣體劇烈膨脹推動活塞向下做功。發(fā)動 機使用汽油作為燃料時，進入發(fā)動機進氣管的空氣，與從油箱、化油器進入發(fā) 動機進氣管內(nèi)的霧化汽油形成可燃混合氣，進入氣缸內(nèi)燃燒做功。本實用新型可根據(jù)需要選用天然氣作為主要動力源，既降低了成本又解決了污染問題；同時，由于天然氣采用電噴控制，天然氣的供應(yīng)量及供應(yīng)時間根 據(jù)需要可精確控制。此外還通過加大缸體燃燒室容積來提高發(fā)動機的壓縮比， 并增加點火提前角，增加點火能量以適應(yīng)天然氣的燃燒特性，這樣不僅調(diào)試方 便，消除了高速發(fā)吐等弊病，而且發(fā)動機的起動性好，怠速穩(wěn)定，使用燃氣時 輸出功率的下降量可控制在15%以內(nèi)。當發(fā)動機需要輸出更大功率的情況下，還 可改用汽油作為動力源，相應(yīng)地解決了動力性問題。為了縮短管路并便于安裝，上述噴軌位于機體組件頂面中部起動機構(gòu)的旁 邊，并通過螺釘固定在機體組件上。上述減壓閥為二級式減壓閥，安裝在氣缸體的左側(cè)，這樣利甩空冷型發(fā)動 機散發(fā)的熱氣對減壓閥的進氣口加溫，能有效防止進氣口冰堵。有益效果本實用新型既能夠使用汽油作為燃料，又能夠使用壓縮天然氣作為燃料，大大降低了使用成本，減少了環(huán)境污染；本實用新型具有實施容易、 控制簡單、使用方便、調(diào)試簡單、起動性能好、怠速和高速穩(wěn)定等特點，適宜 于大規(guī)模推廣應(yīng)用。

圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖圖2為圖1的俯視圖圖3為本實用新型的管路及線路連接示意圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型作進一步說明如圖1、圖2所示，本實用新型中機體組件1內(nèi)的曲柄連桿機構(gòu)17、齒輪 傳動機構(gòu)18、潤滑系統(tǒng)以及裝在機體組件1上的起動機構(gòu)16和配氣機構(gòu)19設(shè) 置方式與現(xiàn)有技術(shù)相同，在此不做贅述。氣缸體2安裝在機體組件1的前部， 氣缸蓋20位于氣缸體2的前側(cè)。在氣缸體2的上方安裝化油器3，該化油器3 的進氣口通過氣管與空濾器連接，化油器3的進油口通過油管與油箱連接，化 油器3與油箱之間設(shè)置油路開關(guān)21;化油器3的出口通過發(fā)動機進氣管4與氣 缸體2的燃燒室相通，油箱、空濾器、化油器3和發(fā)動機進氣管4組成發(fā)動機 的汽油供給系統(tǒng)，汽油供給系統(tǒng)的導(dǎo)通由油路開關(guān)21控制。從圖l、圖2可知，噴軌11位于機體組件1頂面中部起動機構(gòu)16的旁邊， 并通過螺釘固定在機體組件1上。噴軌11是一個高頻電磁閥，該噴軌11的進 口通過氣管與減壓閥12的出氣口連接，減壓閥12為二級式減壓閥，安裝在氣 缸體2的左側(cè)，減壓閥12的進氣口通過氣管接壓力表傳感器13的出口，而壓 力表傳感器13的進口可通過氣管與天然氣氣瓶連接；所述噴軌11的出口通過管路與噴嘴14的進氣口連接，該噴嘴14安裝在發(fā)動機進氣管4上，且噴嘴14 的出氣口伸入發(fā)動機進氣管4的管內(nèi)。天然氣氣瓶、壓力表傳感器13、減壓閥 12、噴軌11、噴嘴14和發(fā)動機進氣管4組成發(fā)動機的天然氣供給系統(tǒng)，天然氣供給系統(tǒng)的導(dǎo)通由噴軌ll控制。從圖l、圖2和圖3中進一步可知，電控系統(tǒng)由化油器3節(jié)氣門控制拉索5 上安裝的節(jié)氣門位置傳感器6，機體組件1氣缸蓋20上安裝的電噴控制單元ECU 7、點火線圈10，安裝在機體組件1內(nèi)飛輪旁的觸發(fā)器8 ，安裝在機體組件1氣 缸體2側(cè)面的火花塞9和轉(zhuǎn)換開關(guān)15等部件構(gòu)成。其中轉(zhuǎn)換開關(guān)15與電噴控 制單元ECU 7之間通過導(dǎo)線相連，可以根據(jù)操作人員的意愿安裝在任何地方， 電噴控制單元ECU 7內(nèi)集成點火器(圖中未畫出)，在電噴控制單元ECU 7上 設(shè)有一個與點火器相對應(yīng)的點火控制信號輸出接口 。所述電噴控制單元ECU 7、 壓力表傳感器13、節(jié)氣門位置傳感器6及噴軌1 1均由電瓶2 2供電，以避免 采用磁電機供電時不可避免的電壓不穩(wěn)的情況。電噴控制單元ECU 7的節(jié)氣門 位置輸入接口通過導(dǎo)線與節(jié)氣門位置傳感器6相接，電噴控制單元ECU 7的曲 軸輸入接口通過導(dǎo)線與觸發(fā)器8連接，觸發(fā)器8為磁電式轉(zhuǎn)速傳感器，此傳感器輸入曲軸轉(zhuǎn)速信號，安裝在發(fā)動機飛輪上方，當發(fā)動機轉(zhuǎn)動時帶動飛輪轉(zhuǎn)動， 觸發(fā)器8感應(yīng)出脈沖信號傳給電噴控制單元ECU 7。電噴控制單元ECU 7的點 火控制信號輸出接口通過導(dǎo)線與點火線圈10的輸入端連接，點火線圈10為電 容放電式，通過適當減少點火線圈低壓繞組的匝數(shù)和低壓電路電阻，增大初級 電流的斷開值，從而提高點火電壓，增加點火能量。點火線圈10的輸出端通過 高壓線與火花塞9相接，電噴控制單元ECU 7的噴射控制信號輸出接口通過導(dǎo) 線與噴軌1 1連接。所述電噴控制單元ECU 7的氣壓輸入接口通過導(dǎo)線與壓力表傳感器13連接。從圖3中進一步可知，電噴控制單元ECU 7的轉(zhuǎn)換信號輸入接口通過導(dǎo)線 與轉(zhuǎn)換開關(guān)15相接。轉(zhuǎn)換開關(guān)15控制供油與供氣之間的轉(zhuǎn)換，設(shè)三個檔位-"油"位置檔，開通汽油燃料油路，關(guān)閉噴軌ll，點火提前角設(shè)定為3000 轉(zhuǎn)以下15° ，從3000轉(zhuǎn)至5000轉(zhuǎn)時線性提升到30° ， 5000轉(zhuǎn)以上保持30。 不變；中間位置"空檔"，油路及氣路都不通，點火器關(guān)閉，是"油"轉(zhuǎn)"氣"的 過渡檔位；"氣"位置檔，當曲柄連桿機構(gòu)17運轉(zhuǎn)時，電噴控制單元ECU 7從觸發(fā) 器8采集磁電機的點火脈沖信號，同時，駕駛員的操縱動作通過節(jié)氣門控制拉 索5帶動節(jié)氣門位置傳感器6內(nèi)的滑塊在滑軌上移動，滑塊切割磁力線，改變 輸出的電壓信號，將駕駛員操縱信號傳遞給電噴控制單元ECU 7，電噴控制單 元ECU 7從而判斷出發(fā)動機運行工況，并使用事先設(shè)定好的數(shù)學(xué)模型進行實時 運算，計算出最佳的點火時刻，并可按不同工況進行修正，輸出信號控制噴軌l l和點火線圈l 0，控制天然氣噴射(時間)和調(diào)整天然氣噴射(包括啟動、 怠速和運行中)時的點火次數(shù)和點火時間，滿足不同工況的使用要求。因此， 可使發(fā)動機在任何工況下均能提供最佳點火時刻并保證初級線圈的導(dǎo)通時間， 以實現(xiàn)高能點火。如果曲柄連桿機構(gòu)17不運轉(zhuǎn)，沒有磁電機的點火信號傳遞給 電噴控制單元ECU 7，電噴控制單元ECU 7就不會輸出噴射和點火信號，這樣 即使發(fā)動機熄火后，自動關(guān)閉天然氣高壓系統(tǒng)，既安全又節(jié)約燃料。本實用新型是這樣實現(xiàn)供氣的當天然氣作燃料時，油路開關(guān)21關(guān)閉，油 /氣轉(zhuǎn)換開關(guān)15扳到"氣"的位置，燃氣管路內(nèi)的2簡pa高壓天然氣進入減壓閥1 2逐級減壓至0. lMPa，再通過低壓管路，輸送到噴軌.l 1處，噴軌1 1接收 到電噴控制單元ECU 7的控制信號后，通過噴嘴1 4對發(fā)動機進氣管4進行天 然氣噴射，在發(fā)動機進氣管4內(nèi)與空氣混合，進入機體組件1的氣缸中燃燒。 由于噴嘴l 4在進行天然氣噴射時，壓力高于發(fā)動機進氣管4內(nèi)的空氣壓力， 所以能保證可燃混合氣充分混合，明顯優(yōu)于采用混合器負壓進氣，利用進氣道 紊流混合可燃混合氣的方式。本實用新型是這樣實現(xiàn)供油的當使用汽油作燃料時，油路開關(guān)21打開， 油/氣轉(zhuǎn)換開關(guān)15扳到"油"的位置，此時電噴控制單元ECU 7將噴軌1 1關(guān) 閉，油路中的汽油通過油路開關(guān)21進入化油器3，與從空濾器進入的空氣混合 后被吸入機體組件1的氣缸中燃燒。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型系統(tǒng)工作時，電噴控制單元ECU 7主要采集 發(fā)動機轉(zhuǎn)速、節(jié)氣門位置等信號，并對采集的信號進行處理和運算后，向噴軌、 點火系統(tǒng)等執(zhí)行機構(gòu)輸出控制信號，使發(fā)動機始終處于理想的工作狀態(tài)。同時， 通過加大缸體燃燒室容積提高發(fā)動機的壓縮比，增加點火提前角，增加點火能 量以適應(yīng)天然氣的燃燒特性，提高發(fā)動機使用燃氣時的輸出功率。又因為有電 噴控制單元ECU的控制，本實用新型尾氣排放指標可滿足歐洲II號排放標準的要求。如果采取進一步的尾氣處理裝置，可達到歐洲m號排放指標的要求。
權(quán)利要求1. 一種燃氣摩托發(fā)動機，在機體組件(1)前部氣缸體(2)的上方安裝化油器(3)，該化油器(3)的出口通過發(fā)動機進氣管(4)與氣缸體(2)的燃燒室相通，在化油器(3)的節(jié)氣門控制拉索(5)上安裝節(jié)氣門位置傳感器(6)，該節(jié)氣門位置傳感器(6)通過導(dǎo)線與電噴控制單元ECU(7)的節(jié)氣門位置輸入接口相接，電噴控制單元ECU(7)的曲軸輸入接口與機體組件(1)內(nèi)的觸發(fā)器(8)連接，機體組件(1)前部的火花塞(9)通過高壓線與點火線圈(10)的輸出端相接，點火線圈(10)的輸入端連接在點火器上，其特征在于設(shè)有一噴軌(11)，該噴軌(11)的進口通過氣管與減壓閥(12)的出氣口連接，減壓閥(12)的進氣口接在壓力表傳感器(13)上；所述噴軌(11)的出口通過管路與噴嘴(14)的進氣口連接，該噴嘴(14)安裝在發(fā)動機進氣管(4)上，且噴嘴(14)的出氣口伸入發(fā)動機進氣管(4)的管內(nèi)；所述噴軌(11)還通過導(dǎo)線與電噴控制單元ECU(7)的噴射控制信號輸出接口連接，電噴控制單元ECU(7)的轉(zhuǎn)換信號輸入接口通過導(dǎo)線與轉(zhuǎn)換開關(guān)(15)相接，而電噴控制單元ECU(7)的氣壓輸入接口與壓力表傳感器(13)連接。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃氣摩托發(fā)動機，其特征在于所述噴軌(11) 位于機體組件(1)頂面中部起動機構(gòu)(16)的旁邊，并通過螺釘固定在機體組 件(1)上。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃氣摩托發(fā)動機，其特征在于所述減壓閥(12) 為二級式減壓閥，安裝在氣缸體(2)的左側(cè)。
專利摘要一種燃氣摩托發(fā)動機，噴軌的進口通過氣管與減壓閥的出氣口連接，減壓閥的進氣口接在壓力表傳感器上；所述噴軌的出口通過管路與噴嘴的進氣口連接，該噴嘴安裝在發(fā)動機進氣管上，且噴嘴的出氣口伸入發(fā)動機進氣管的管內(nèi)；所述噴軌還通過導(dǎo)線與電噴控制單元ECU的噴射控制信號輸出接口連接，電噴控制單元ECU的轉(zhuǎn)換信號輸入接口通過導(dǎo)線與轉(zhuǎn)換開關(guān)相接，而電噴控制單元ECU的氣壓輸入接口與壓力表傳感器連接。本實用新型既能夠使用汽油作為燃料，又能夠使用壓縮天然氣作為燃料，大大降低了使用成本，減少了環(huán)境污染；本實用新型具有實施容易、控制簡單、使用方便、調(diào)試簡單、起動性能好、怠速和高速穩(wěn)定等特點。
文檔編號F02M21/02GK201125801SQ20072018847
公開日2008年10月1日 申請日期2007年12月11日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月11日
發(fā)明者丁治雨, 野 田, 平 鄧 申請人:重慶重客工貿(mào)發(fā)展有限公司