柴油-lng雙燃料發(fā)動機(jī)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及發(fā)動機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種雙燃料發(fā)動機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002]很長一段時(shí)間以來，中國能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)中煤炭一直占據(jù)主導(dǎo)地位，簡而言之，中國的一次能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)中，燃燒煤炭比例就占了 70%左右，而石油則占20%左右，水電、風(fēng)能和核能等占7%，而清潔能源天然氣卻僅占到3.0%。而當(dāng)今社會的環(huán)保意識漸漸增強(qiáng)，在未來不遠(yuǎn)一段時(shí)間里，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和改善能源結(jié)構(gòu)政策的實(shí)施，我國對天然氣的需求將一改如今的尷尬局面，當(dāng)是需求一日比一日大，地位也是一日比一日高。
[0003]我國天然氣資源儲量占全球比重約為1.7%，產(chǎn)量約占3.2%，且主要分布在人口稀少的西部地區(qū)，受到迅速增長的市場需求使得我國對海外LNG的需求量變得更大。預(yù)計(jì)2020年，中國的原油消費(fèi)量有可能超過6.5億噸，屆時(shí)石油供應(yīng)對外依存度將接近68.0%。能取代石油成為能源消費(fèi)的主要是天然氣，包括便于運(yùn)輸?shù)腖NG(液化天然氣)。
[0004]柴油LNG雙燃料發(fā)動機(jī)其經(jīng)濟(jì)性不如LNG單燃料發(fā)動機(jī)，但由于LNG做燃料時(shí)爆發(fā)力稍弱，在某些復(fù)雜的工況下，LNG單燃料發(fā)動機(jī)略顯吃力，這個時(shí)候柴油LNG雙燃料發(fā)動機(jī)就派上了用場。
[0005]船舶“油改氣”改變了柴油機(jī)使用單一柴油燃料的模式，使柴油機(jī)可以摻燒LNG (液化天然氣)，柴油-天然氣雙燃料發(fā)動機(jī)以原柴油機(jī)為基礎(chǔ)，外掛一套天然氣燃料控制系統(tǒng)，使其既可以以單一柴油模式工作，也可以柴油和天然氣雙燃料摻燒模式工作。柴油-LNG雙燃料發(fā)動機(jī)具有以下的優(yōu)點(diǎn):
[0006]1.大比例使用天然氣替代柴油，以油氣價(jià)差降低燃料費(fèi)用，最高可節(jié)省燃料費(fèi)用30% ；
[0007]2.尾氣排放更清潔，具有顯著的減排效果，且大大減輕柴油對水源污染；
[0008]3.改裝方便，不需要對機(jī)體進(jìn)行大的改動，只需在機(jī)體外添加天然氣噴射系統(tǒng)；
[0009]4.在天然氣短缺時(shí)仍可以以柴油為燃料正常運(yùn)行；
[0010]5.天然氣雙燃料改裝不會影響發(fā)動機(jī)的動力性；
[0011]6.LNG屬低溫液體，在發(fā)生泄漏后會迅速氣化并自動向上溢開，具有良好的安全性，也不會對水體產(chǎn)生污染。
[0012]目前的柴油-LNG雙燃料發(fā)動機(jī)一般采用單點(diǎn)電控噴氣噴油系統(tǒng)，僅靠一個噴油器控制多個氣缸的噴射，燃油霧化不完全，存在燃?xì)饬魇У膯栴}，燃油替代率不高；另外，燃?xì)庠诰嚯x氣缸較遠(yuǎn)的位置已經(jīng)與空氣混合，容易發(fā)生回火和爆震的問題。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0013]本實(shí)用新型的目的在于提供一種柴油-LNG雙燃料發(fā)動機(jī)，以解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的發(fā)動機(jī)回火爆震、霧化不完全以及燃油替代率低的技術(shù)問題。
[0014]本實(shí)用新型提供的柴油-LNG雙燃料發(fā)動機(jī)，包括:
[0015]與進(jìn)氣總管連接的進(jìn)氣歧管，所述進(jìn)氣歧管包括多個進(jìn)氣流道和調(diào)壓箱，所述多個進(jìn)氣流道的下游端與所述發(fā)動機(jī)主體內(nèi)的各氣缸的進(jìn)氣端口連通，所述多個進(jìn)氣流道的上游端以一定的間隔連接到調(diào)壓箱；
[0016]多個液體燃料注入單元，分別與發(fā)動機(jī)主體內(nèi)的各氣缸對應(yīng)并連通；
[0017]多個氣體燃料管道，分別設(shè)置在各進(jìn)氣流道內(nèi)，并延伸至各氣缸的氣門前。
[0018]液體燃料注入單元負(fù)責(zé)向發(fā)動機(jī)主體內(nèi)噴射燃油，靠多個液體燃料注入單元分別控制各氣缸噴氣噴油，霧化完全。
[0019]氣體燃料管道套設(shè)在各進(jìn)氣流道內(nèi)，即采用大管套小管，小管供天然氣、大管通空氣的方式；采用“準(zhǔn)缸內(nèi)直噴”的燃?xì)饣旌戏绞?，氣體燃料管道延伸至各氣缸的節(jié)氣門前，使燃?xì)庠诠?jié)氣門前進(jìn)行噴射并與空氣混合，燃?xì)饣旧鲜侵苯舆M(jìn)入氣缸，能夠有效地防止發(fā)動機(jī)的回火、爆震等問題；還具有噴射定時(shí)優(yōu)化，燃油替代率更高，控制精準(zhǔn)等優(yōu)點(diǎn)，并可徹底杜絕掃氣過程中的燃?xì)饬魇?，最大限度的降低未燃甲烷的從氣缸?nèi)的逃逸。
[0020]進(jìn)一步的，所述的柴油-LNG雙燃料發(fā)動機(jī)還包括:設(shè)置在各液體燃料注入單元上的多個液體燃料注入閥。
[0021]進(jìn)一步的，所述的柴油-LNG雙燃料發(fā)動機(jī)還包括:設(shè)置在各氣體燃料管道上的多個氣體燃料注入閥，以及與各氣體燃料管道相連接的氣體燃料輸送管道。
[0022]進(jìn)一步的，所述的柴油-LNG雙燃料發(fā)動機(jī)還包括:惰性氣體吹掃系統(tǒng)；所述惰性氣體吹掃系統(tǒng)通過多個吹掃管道與各氣缸連通，且在各吹掃管道上設(shè)置吹掃閥門。
[0023]采用惰性氣體或氮?dú)鈱飧走M(jìn)行吹掃，改變了現(xiàn)有的用進(jìn)氣對氣缸進(jìn)行吹掃的方式，一方面節(jié)省了天然氣燃料，另一方面可以有效的控制排氣歧管中的天然氣含量，防止排氣歧管內(nèi)發(fā)生爆震，提高了安全性。
[0024]進(jìn)一步的，所述的柴油-LNG雙燃料發(fā)動機(jī)還包括:換熱器；所述換熱器由兩部分組成:第一部分為發(fā)動機(jī)內(nèi)循環(huán)水的冷卻器，以循環(huán)介質(zhì)作為制冷劑；第二部分為氣體燃料預(yù)熱器，采用冷箱內(nèi)水浴式汽化器，以經(jīng)過所述冷卻器換熱后循環(huán)介質(zhì)作為熱介質(zhì)，將液態(tài)燃?xì)鈿饣?，并通入所述各氣體燃料管道。
[0025]換熱器能夠有效的利用發(fā)動機(jī)產(chǎn)生的廢熱將液態(tài)天然氣氣化，并對其進(jìn)行預(yù)熱，提高燃燒效率。
[0026]進(jìn)一步的，所述的柴油-LNG雙燃料發(fā)動機(jī)還包括:設(shè)置在進(jìn)氣總管上的燃?xì)鈮毫鞲衅骱驮鰤嚎諝鈮毫鞲衅鳌⒃O(shè)置在各氣缸排氣管上的溫度傳感器，以及與各傳感器連接的控制單元；所述控制單元還分別于所述各液體燃料注入閥、各氣體燃料注入閥連接。
[0027]采用多點(diǎn)順序噴射控制和空燃比調(diào)節(jié)技術(shù)，通過監(jiān)控各缸排溫來檢測各個氣缸工況，以調(diào)節(jié)各個氣缸的燃?xì)膺M(jìn)氣量，使各個氣缸能夠均勻燃燒。通過分布在儲罐、供氣管路、發(fā)動機(jī)等各部位的傳感器，來實(shí)現(xiàn)監(jiān)控整個雙燃料系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，并根據(jù)相應(yīng)的狀態(tài)調(diào)節(jié)各個閥門的工作狀態(tài)。
[0028]進(jìn)一步的，所述循環(huán)介質(zhì)為乙二醇水溶液。
[0029]進(jìn)一步的，所述的柴油-LNG雙燃料發(fā)動機(jī)還包括:排氣歧管；所述排氣歧管依次與增壓器、熱量回收裝置以及氧化催化凈化器連接。
[0030]氧化催化凈化器可以采用SCR型氧化型催化裝置，利用鉑，鈀等貴金屬為催化劑降低微粒排放中的SOF的含量從而降低PM的排放，同時(shí)既能提高LNG熱能利用率又能大幅度減少以甲烷為主的碳?xì)湮锏呐欧?；利用尿素水與氮氧化物中和反應(yīng)，從而達(dá)到氮氧化物凈化減排的目的發(fā)動機(jī)^^^限值在任何轉(zhuǎn)速下都達(dá)到國際海事組織(HTO)TIER II標(biāo)準(zhǔn)。
[0031]進(jìn)一步的，所述氣體燃料管道采用304不銹鋼管制備，各段304不銹鋼管之間采用對接焊全焊透的方式連接，并進(jìn)行100%射線檢測。管路安裝完畢后進(jìn)行氣密性試驗(yàn)，保證管路安全可靠。
[0032]進(jìn)一步的，所述各氣體燃料管道的末端管壁上設(shè)置多個朝向進(jìn)氣流道的噴射孔。
[0033]本實(shí)用新型的有益效果為:
[0034]本實(shí)用新型可調(diào)節(jié)各氣缸的燃料當(dāng)量，避免發(fā)動機(jī)熄火、超負(fù)荷、超速、空燃比過小等問題；采用準(zhǔn)缸內(nèi)直噴技術(shù)，縮短進(jìn)氣通道，利于安全防護(hù)和提高排放指標(biāo)；
[0035]經(jīng)過測試，本實(shí)用新型在75%的工況條件下燃油實(shí)際替代率為69.42%，高于65%的基礎(chǔ)值，能有效的起到節(jié)能環(huán)保，綠色減排的目的。
【附圖說明】
[0036]為了更清楚地說明本實(shí)用新型【具體實(shí)施方式】或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對【具體實(shí)施方式】或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本實(shí)用新型的一些實(shí)施方式，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0037]圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的柴油-LNG雙燃料發(fā)動機(jī)的主視圖；
[0038]圖2為圖1所示的柴油-LNG雙燃料發(fā)動機(jī)的后視圖；
[0039]圖3為本實(shí)用新型提供的柴油-LNG雙燃料發(fā)動機(jī)的工作流程示意圖。
[0040]附圖標(biāo)記:
[0041]1-發(fā)動機(jī)主體；2-燃?xì)鈬娚湎到y(tǒng)；
[0042]3-燃油管路；4-噴油栗；
[0043]5-噴油器；6-進(jìn)氣總管；
[0044]7-增壓器；8-排氣歧管；
[0045]9-LNG儲存罐；10-空氣濾清器；
[0046]11-氧化催化凈化器；12-換熱器第一部分；
[0047]13-換熱器第二部分；14-循環(huán)介質(zhì)管路；
[0048]15-發(fā)動機(jī)循環(huán)水管路。
【具體實(shí)施方式】
[0049]下面將結(jié)合附圖對本實(shí)用新型的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒緦?shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。
[0050]在本實(shí)用新型的描述中，需要說明的是，術(shù)語“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本實(shí)用新型和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對本實(shí)用新型的限制。此