一種天然氣與焦爐氣混燃發(fā)動機供氣系統(tǒng)及其供氣方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于汽車供氣系統(tǒng)技術領域，涉及一種天然氣與焦爐氣混燃發(fā)動機供氣系統(tǒng)及供氣方法。
【背景技術】
[0002]隨著我國經(jīng)濟和交通事業(yè)的快速發(fā)展，汽車保有量也隨之逐年增加。汽車在方便人們出行的同時也給我們帶來了能源危機和環(huán)境污染兩大問題。據(jù)有關部門統(tǒng)計，自2010年以來我國每年對外進口的石油總量占我國每年石油消耗總量的50%以上，并逐年快速增長，使我國能源安全面臨著嚴重的威脅。并且近幾年，我國的一線城市、長江三角洲的一些城市頻繁出現(xiàn)環(huán)境污染的問題，嚴重威脅人們的健康。
[0003]因此，尋找清潔的車用替代原料已經(jīng)成為了世界各國的首要任務。結(jié)合我國的實際情況，我國是一個產(chǎn)煤大國，每年都會生產(chǎn)很多的煤產(chǎn)品，在煉焦的過程中會產(chǎn)生一種附帶的可燃性體一一焦爐煤(稱焦爐氣)。并且這些焦爐氣是直接的燃燒后排放到大氣中，不僅浪費掉寶貴的資源，而且嚴重地污染了環(huán)境。焦爐氣是一種富含H2起和CH4的氣體，同時具備出的和CH4的優(yōu)點，理論上天然氣與焦爐氣混合后將是一種理想的車用清潔燃料。在技術上，如果能過研究一套適合焦爐氣與天然氣混燃發(fā)動機的供氣系統(tǒng)，對發(fā)展焦爐氣與天然氣混燃發(fā)動機，具有重要意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是:針對更好地開展焦爐氣與天然氣混燃發(fā)動機的應用，提供了一種天然氣與焦爐氣混燃發(fā)動機供氣裝置。能夠更好地將焦爐氣與天然氣混合，并且能夠提供各種工況下所需的混合濃度。實現(xiàn)了良好的經(jīng)濟性。
[0005]本發(fā)明的技術方案
一種天然氣與焦爐氣混燃發(fā)動機供氣系統(tǒng)，1#儲氣瓶經(jīng)過1#燃料濾清器、1#流量控制閥、1#截止閥后連接到1#螺旋氣道和混合器，2#儲氣瓶經(jīng)過2#燃料濾清器、2#流量控制閥、2#截止閥電磁閥后連接到1#螺旋氣道和混合器，最后經(jīng)過混合器混合后的混合器通過減壓裝置減壓后進過1#壓力檢測傳感器送入穩(wěn)壓瓶，儲存在穩(wěn)壓瓶中的恒壓混合氣分別經(jīng)過上出氣口 A及下出氣口 B通過2#螺旋氣道經(jīng)過濃度檢測傳感器及2#壓力檢測傳感器供給噴氣嘴噴入氣缸中，ECU分別與流量控制閥、截止電磁閥、壓力檢測傳感器和濃度檢測傳感器連接。
[0006]1#儲氣瓶和2#儲氣瓶分別設置1#壓力表和2#壓力表，壓力表的顯示屏為液晶顯示屏，安裝在儀表盤內(nèi)。
[0007]1#儲氣瓶和2#儲氣瓶，1#儲氣瓶在2#儲氣瓶上面。
[0008]1#儲氣瓶和2#儲氣瓶分別存儲天然氣和焦爐氣。
[0009]1#螺旋氣道和2#螺旋氣道的氣道為螺線型。
[0010]穩(wěn)壓瓶設有上出氣口 A和下出氣口 B。
[0011]1#截止閥電磁閥和2#截止閥電磁閥，當ECU檢測到供氣系統(tǒng)存在泄露、安全故障時，會自動啟動截止電磁閥，保證供氣系統(tǒng)安全。
[0012]1#壓力檢測傳感器和2#壓力檢測傳感器，其作用，當E⑶檢測到1#壓力檢測傳感器和2#壓力檢測傳感器的壓力值丹、內(nèi)后，立刻計算出兩壓力值的差值APqJMPq= P1-P2;然后與ECU中預先設置的Δ P進行比較，當Δ P〉Δ Po，此時ECU會使減壓裝置出口的壓力值增大，直至Δ P= Δ Pq為止；當Δ Ρ〈 Δ Pq，此時ECU會使減壓裝置出口的壓力值減小，直至Δ P= ΔPo為止；當Δ P= Δ Po，此時ECU會使減壓裝置出口的壓力值保持不變，保證供氣系統(tǒng)，始終是通過噴氣時間來控制噴氣量。
[0013]濃度檢測傳感器，當ECU接收到濃度檢測傳感器檢測到的CH4的濃度值Ci后，立刻與E⑶中預先設置的當前工況下的CH4濃度值Co進行比較，當Ci> Co，此時E⑶會調(diào)小1#流量控制閥的流量和調(diào)大2#流量控制閥的流量，直至Ci=Co;當Ci〈 Co，此時ECU會調(diào)大1#流量控制閥的流量和調(diào)小2#流量控制閥的流量，直至Ci=Co ；當Ci=Co，此時ECU保持1#流量控制閥和2#流量控制閥的流量不變。
[0014]—種天然氣與焦爐氣混燃發(fā)動機供氣系統(tǒng)的供氣方法，包括以下步驟:
(1)1#儲氣瓶與2#儲氣瓶同時向供氣系統(tǒng)供氣，兩種氣體的供氣量由ECU根據(jù)當前汽車工況所需的兩種氣體的量，分命令流量控制閥和控制兩種氣體的流量，然后經(jīng)過燃料濾清器和過濾后的氣體，通過1#螺旋氣道及混合氣進行混合后，再通過減壓裝置減壓后存儲在穩(wěn)壓瓶中，由穩(wěn)壓瓶的上出氣口及下出氣口向外供氣，最后由2#螺旋氣道再一次將兩種氣體混合后供給噴氣嘴；
(2)在供氣過程中濃度檢測傳感器時刻檢測混合氣中CH4的濃度，當ECU接收到濃度檢測傳感器檢測到的CH4的濃度值匕后，立刻與ECU中預先設置的當前工況下所需的CH4濃度值Co進行比較，當Ci> Co，此時ECU會調(diào)小1#流量控制閥的流量和調(diào)大2#流量控制閥的流量，直至Ci=Co ；當Ci〈 Co，此時E⑶會調(diào)大1#流量控制閥的流量和調(diào)小2#流量控制閥的流量，直至Ci=Co ；當Ci=Co，此時ECU保持1#流量控制閥和2#流量控制閥的流量不變；
(3)同時1#壓力檢測傳感器和2#壓力檢測傳感器也在時刻檢測供氣過程中，混合氣的壓力，當ECU檢測到1#壓力檢測傳感器和2#壓力檢測傳感器的壓力值丹、內(nèi)后，立刻計算出兩壓力值的差值Δ Po，即Δ P0= P1-P2;然后與E⑶中預先設置的Δ P進行比較，當Δ P〉Δ Po，此時E⑶會使減壓裝置出口的壓力值增大，直至Δ P= Δ Pq為止；當Δ Ρ〈 Δ Pq，此時ECU會使減壓裝置出口的壓力值減小，直至Δ P= Δ Po為止;當Δ P= Δ Po，此時E⑶會使減壓裝置出口的壓力值保持不變，保證供氣系統(tǒng)，始終是通過噴氣時間來控制噴氣量；
(4)當ECU檢測到供氣系統(tǒng)存在泄露、安全等故障時，會自動啟動I#截止閥電磁閥和2#截止閥電磁閥保證供氣系統(tǒng)的安全。
[0015]本發(fā)明的有益效果:
本供氣系統(tǒng)將密度小的焦爐氣存儲在下儲氣瓶，將密度大的天然氣儲存在上儲氣瓶，充分利用了焦爐氣和天然氣兩種氣體密度的差異，來促進兩種氣體的混合。同時利用螺旋進氣道的優(yōu)勢，兩種氣體在混合的過程中產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)渦流使兩種氣體充分混合。另外穩(wěn)壓瓶的上出氣口和下出氣口同時給供氣系統(tǒng)供氣，解決了穩(wěn)壓瓶中的混合氣因密度差異出現(xiàn)分層現(xiàn)象，導致混合氣混合不均勻的問題。可以有效的提高氣體發(fā)動機的動力性、經(jīng)濟性及排放性。
【附圖說明】
[0016]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)及工作原理示意圖。
具體實施方案
[0017]如圖1所示，一種天然氣與焦爐氣混燃發(fā)動機供氣系統(tǒng)，1#儲氣瓶2經(jīng)過1#燃料濾清器3、1#流量控制閥4、1#截止閥5后連接到1#螺旋氣道6和混合器7，2#儲氣瓶16經(jīng)過2#燃料濾清器17、2#流量控制閥18、2#截止閥電磁閥19后連接到1#螺旋氣道6和混合器7，最后經(jīng)過混合器7混合后的混合器通過減壓裝置8減壓后進過1#壓力檢測傳感器9送入穩(wěn)壓瓶10，儲存在穩(wěn)壓瓶10中的恒壓混合氣分別經(jīng)過上出氣口 A及下出氣口 B通過2#螺旋氣道11經(jīng)過濃度檢測傳感器12及2#壓力檢測傳感器13供給噴氣嘴14噴入氣缸中，ECU 20分別與流量控制閥、截止電磁閥、壓力檢測傳感器和濃度檢測傳感器連接。
[0018]1#儲氣瓶2和2#儲氣瓶16分別設置1#壓力表I和2#壓力表15，壓力表的顯示屏為液晶顯示屏，安裝在儀表盤內(nèi)。
[0019]1#儲氣瓶2和2#儲氣瓶16，1#儲氣瓶2在2#儲氣瓶16上面。
[0020]1#儲氣瓶2和2#儲氣瓶16分別存儲天然氣和焦爐氣。
[0021 ] 1#螺旋氣道6和2#螺旋氣道11的氣道為螺線型。
[0022]穩(wěn)壓瓶10設有上出氣口 A和下出氣口 B。
[0023]I#截止閥電磁閥5和2#截止閥電磁閥19，當ECU 20檢測到供氣系統(tǒng)存在泄露、安全故障時，會自動啟動截止電磁閥，保證供氣系統(tǒng)安全。
[0024]1#壓力檢測傳感器9和2#壓力檢測傳感器13，其作用，當ECU 20檢測到1#壓力檢測傳感器9和2#壓力檢測傳感器13的壓力值，立刻計算出兩壓力值的差值Δ Po，即Δ P0=Pi,;然后與ECU 20中預先設置的Δ P進行比較，當Δ P〉Δ P。Jl^ECU 20會使減壓裝置8出口的壓力值增大，直至Δ P= Δ Po為止;當Δ Ρ〈 Δ Po，此時E⑶20會使減壓裝置8出口的壓力值減小，直至Δ P= Δ Pq為止；當Δ P= Δ Pq，此時ECU 20會使減壓裝置8出口的壓力值保持不變，保證供氣系統(tǒng)，始終是通過噴氣時間來控制噴氣量。
[0025]濃度檢測傳感器12，當ECU20接收到濃度檢測傳感器12檢測到的CH4的濃度值Ci后，立刻與ECU 20中預先設置的當前工況下的CH4濃度值Co進行比較，當Ci> Co，此時ECU
(20)會調(diào)小1#流量控制閥4的流量和調(diào)大2#流量控制閥18的流量，直至Ci=Co；當Ci〈 Co，此時E⑶20會調(diào)大