一种发动机燃气进气系统、发动机及机械设备

技术领域

本发明涉及发动机领域，尤其是一种发动机燃气进气系统、发动机及机械设备。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本发明相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。

气体发动机具有低碳环保、节能减排的优点，是内燃机行业的发展趋势，但国内气体发动机功率小，效率低，自动化程度低，与国外气体发动机有较大差距。气体发动机的显著缺点是燃烧速度慢、排温高，易出现爆震，限制了发动机功率和热效率的提升，发明人发现，现有技术目前对气体发动机的问题还没有较好的解决手段。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种发动机燃气进气系统，预燃室多点电喷解决了气体发动机燃烧速度慢，易出现爆震现象的问题；主燃室多点电喷可以有效节约燃料，提高各缸的做功均匀性，保证发动机功率和热效率。

为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：

一种发动机燃气进气系统，包括预燃管，预燃管与预燃室连接，预燃室与主燃室相通，预燃管靠近预燃室的一侧设置预燃室电磁阀以控制预燃室燃气进气量和进气时间。

上述的燃气进气系统，通过在连接预燃室的预燃管设置预燃室电磁阀，可提供给预燃室可控的燃气用于点火，再引燃主燃室，解决了气体发动机燃烧速度慢，易出现爆震现象的问题；而且通过预燃室电磁阀的设置，可准确控制燃气喷射时间，可在设定时间开始喷射燃气，这样可有效节约燃料。

如上所述的一种发动机燃气进气系统，所述预燃管与燃气总管连接，燃气总管与进气道连通，燃气总管向与燃烧室连接的进气道供入燃气。

如上所述的一种发动机燃气进气系统，所述燃气总管设置多根燃气进气支管，各燃气进气支管连接主燃室电磁阀，主燃室电磁阀连接燃气喷嘴，燃气喷嘴伸入各所述进气道以形成主燃室多点电喷，主燃室电磁阀用于控制主燃室燃气进气量和进气时间。

如上所述的一种发动机燃气进气系统，所述燃气总管入口端设置燃气调压装置，用于调节进入燃气总管的进气压力，并实现燃气过滤、计量等功能。

如上所述的一种发动机燃气进气系统，所述预燃管设置预燃室调压阀，用于调整预燃管的燃气压力。

如上所述的一种发动机燃气进气系统，所述预燃管在所述预燃室内设置预燃室单向阀，可起到当主燃室燃烧时防止预燃室内高压气体外泄的作用。

如上所述的一种发动机燃气进气系统，为了与发动机气缸的数量一致，所述预燃管设置有多根，每一预燃管均设置所述的预燃室电磁阀，每一根预燃管各自连接到各个气缸，以形成预燃室多点电喷。

第二方面，本发明还提供了一种发动机燃气进气系统的使用方法，包括如下内容：

在发动机进气门打开后和/或排气门关闭后，通过调节主燃室电磁阀的开启及保持时间，调节主燃室燃气进气时间及进气量，调节进气时间可以改变燃气与空气的混合程度，调节发动机功率；而且在排气门关闭后开始喷射燃气，就不会有气体被扫气扫掉，比较节约燃料，且可以有效降低后燃的风险；

在发动机进气门打开后，主燃室电磁阀开启之前，通过调节预燃室电磁阀的开启及保持时间，可调节预燃室燃气进气时间及进气量，改变预燃室内燃气和空气的混合比例，且预燃室不直接与进气道相通，即使在进气门打开，排气门还未关闭的重叠角时开启，也不会有气体被扫气扫掉，使预燃室内混合气的浓度可控范围更加广泛和灵活，从而优化预燃室点火质量。

如上所述的一种发动机燃气进气系统的使用方法，当主燃室电磁阀和预燃室电磁阀同时使用时，若主燃室和预燃室燃气压力不同，可通过预燃室内设置的预燃室单向阀防止预燃室内气体外泄。

第三方面，本发明还提供了一种气体发动机，包括所述的一种发动机燃气进气系统。

第四方面，本发明还提供了一种机械设备，包括所述的一种气体发动机。

上述本发明的有益效果如下：

1)本发明在主燃室之前设置预燃室，形成预燃室多点电喷，可提供给预燃室可控的燃气用于点火，再引燃主燃室，解决了气体发动机燃烧速度慢，易出现爆震现象的问题。

2)本发明通过在进气道设置主燃室电磁阀，形成主燃烧室多点电喷，这样可单缸精确控制燃气的喷射开启时刻和喷射持续期，可以在进气门打开并且排气门关闭后开始喷射燃气，这样不会有气体被扫气扫掉，发动机排温比较低，并且比较节约燃料，同时因为进气总管内没有燃气，所以也不会有回火的危险。

3)本发明通过预燃室电磁阀和主燃室电磁阀的设置，使得燃气喷射时刻可调，可以修正发动机的动态响应特性，燃气进气量可调，则可对各缸的排温进行调节，提高各缸的做功均匀性，相应能够提高缸内燃烧质量，保证发动机功率和热效率。

4)本发明通过预燃室单向阀的设置，即使主燃室和预燃室燃气压力不同，也可同时使用预燃室多点电喷和主燃室多点电喷，通过预燃室单向阀可有效防止预燃室内高压气体外泄。

附图说明

构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。

图1是本发明根据一个或多个实施方式的一种发动机燃气进气系统的主视图。

图2是本发明根据一个或多个实施方式的一种发动机燃气进气系统的俯视图。

图中：为显示各部位位置而夸大了互相间间距或尺寸，示意图仅作示意。

其中：1、燃气调压装置，2、燃气总管，3、燃气进气支管，4、主燃室电磁阀，5、燃气喷嘴，6、进气道，7、主燃室，8、预燃室，9、预燃室单向阀，10、预燃室电磁阀，11、预燃室调压阀，12、预燃管。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本发明使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非本发明另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合；

为了方便叙述，本发明中如果出现“上”、“下”、“左”“右”字样，仅表示与附图本身的上、下、左、右方向一致，并不对结构起限定作用,仅仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备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发明的限制。

术语解释部分：本发明中的术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或为一体；可以是机械连接，也可以是电连接，可以是直接连接，也可以是通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部连接，或者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，可以根据具体情况理解上述术语在本发明的具体含义。

正如背景技术所介绍的，现有技术中的问题，为了解决如上的技术问题，本发明提出了一种发动机燃气进气系统、发动机及机械设备。

实施例一

本发明的一种典型的实施方式中，参考图2所示，一种发动机燃气进气系统，包括燃气总管2、燃气进气支管3和预燃管12，燃气总管2连接燃气进气支管3，燃气总管的一端与预燃管连接，预燃管连接到预燃室8，燃气进气支管连接进气道6，进气道与预燃室共同连接到燃烧室7。

燃气进气支管设有多根，分别连接到相应的进气道，形成主燃室多点电喷；燃气进气支管3连接主燃室电磁阀4，主燃室电磁阀4连接燃气喷嘴5，燃气喷嘴5伸入进气道6，主燃室电磁阀4用于控制主燃室7燃气进气量和进气时间，当主燃室电磁阀4打开时，高压燃气与空气在进气道6混合，形成混合气，再随着主燃室7的吸气过程进入主燃室7。

燃气总管2连接多根预燃管12，每一根预燃管连接到相应的气缸，形成预燃室多点电喷；进一步，预燃管12上设有预燃室调压阀11和预燃室电磁阀10，预燃室调压阀11用于调整预燃管12内的燃气压力；预燃管在所述预燃室内设置预燃室单向阀，预燃室单向阀9固定于预燃室8内；预燃室电磁阀10用来控制预燃室8燃气进气量和进气时间，预燃室单向阀9的作用是当主燃室7燃烧时防止预燃室8内高压气体外泄。

此外，燃气总管入口端用于同燃气箱连接，在燃气总管入口端设置燃气调压装置1，其包括阀门、调压器、过滤器、测量仪表等，用于调节燃气进气压力，这样可实现燃气过滤、计量、超压切断保护、燃气切断等作用。

此外，可以理解的是，预燃室设于气缸盖内。

通过调节主燃室电磁阀的开启及保持时间，调节主燃室燃气进气时间及进气量，调节进气时间可以改变燃气与空气的混合程度，进一步提高缸内燃烧质量，调节进气量，从而调节发动机功率。

通过调节预燃室电磁阀的开启及保持时间，可调节预燃室燃气进气时间及进气量，从而优化预燃室点火质量；通过主燃室电磁阀和预燃室电磁阀的控制，可实现主燃室和预燃室的燃烧控制，通过预燃室和进气道内进入燃气，有效保证主燃室内的燃料空气混合比，相应提高燃烧速度，降低爆震发生频率，从而实现稀薄燃烧，提高动态响应性，同时有较好的经济性。

此外，具有多点电喷的燃气进气系统的发动机，不仅可以采用燃气切断阀制动发动机，还可以通过切断主燃室电磁阀和预燃室电磁阀，瞬时切断单缸的燃气进气，迅速阻断单缸的点火和做功能力，从而实现发动机的紧急制动。

一种发动机燃气进气系统的使用方法，包括如下内容：

参考图1所示，预燃室多点电喷和主燃室多点电喷可同时用于一台发动机，也可单独只选用一种使用，若只使用主燃室多点电喷则采用图1流程示意图中的上半支路系统即可，若只使用预燃室多点电喷则采用图1流程示意图中的下半支路系统。

当预燃室多点电喷和主燃室多点电喷同时使用时，通过调节预燃室电磁阀的开启及保持时间，可调节预燃室燃气进气时间及进气量，从而优化预燃室点火质量；

在发动机进气门打开后和/或排气门关闭后，通过调节主燃室电磁阀的开启及保持时间，调节主燃室燃气进气时间及进气量，调节进气时间可以改变燃气与空气的混合程度，调节发动机功率；

在发动机进气门打开后，主燃室电磁阀开启之前，通过调节预燃室电磁阀的开启及保持时间，可调节预燃室燃气进气时间及进气量，改变预燃室内燃气和空气的混合比例；且预燃室不直接与进气道相通，即使在进气门打开，排气门还未关闭的重叠角时开启，也不会有气体被扫气扫掉，相对节约燃料，而且可使预燃室内混合气的浓度可控范围更加广泛和灵活，从而优化预燃室点火质量；

另外，进一步地，当预燃室多点电喷和主燃室多点电喷同时使用时，若主燃室和预燃室所需燃气压力不同，则必须使用此装置，预燃室电磁阀用来精准控制预燃室燃气进气量和进气时间，预燃室单向阀是当主燃室燃烧时防止预燃室内高压气体外泄。

实施例二

一种气体发动机，采用实施例一所述的一种发动机燃气进气系统。

实施例三

一种机械设备，采用实施例二所述的一种气体发动机。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。