柴油-lng雙燃料發動機的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及發動機技術領域，尤其是涉及一種雙燃料發動機。
【背景技術】
[0002]很長一段時間以來，中國能源消費結構中煤炭一直占據主導地位，簡而言之，中國的一次能源消費結構中，燃燒煤炭比例就占了 70%左右，而石油則占20%左右，水電、風能和核能等占7%，而清潔能源天然氣卻僅占到3.0%。而當今社會的環保意識漸漸增強，在未來不遠一段時間里，隨著經濟的發展和改善能源結構政策的實施，我國對天然氣的需求將一改如今的尷尬局面，當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%，產量約占3.2%，且主要分布在人口稀少的西部地區，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。預計2020年，中國的原油消費量有可能超過6.5億噸，屆時石油供應對外依存度將接近68.0%。能取代石油成為能源消費的主要是天然氣，包括便于運輸的LNG(液化天然氣)。
[0004]柴油LNG雙燃料發動機其經濟性不如LNG單燃料發動機，但由于LNG做燃料時爆發力稍弱，在某些復雜的工況下，LNG單燃料發動機略顯吃力，這個時候柴油LNG雙燃料發動機就派上了用場。
[0005]船舶“油改氣”改變了柴油機使用單一柴油燃料的模式，使柴油機可以摻燒LNG (液化天然氣)，柴油-天然氣雙燃料發動機以原柴油機為基礎，外掛一套天然氣燃料控制系統，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雙燃料發動機具有以下的優點:
[0006]1.大比例使用天然氣替代柴油，以油氣價差降低燃料費用，最高可節省燃料費用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，不需要對機體進行大的改動，只需在機體外添加天然氣噴射系統；
[0009]4.在天然氣短缺時仍可以以柴油為燃料正常運行；
[0010]5.天然氣雙燃料改裝不會影響發動機的動力性；
[0011]6.LNG屬低溫液體，在發生泄漏后會迅速氣化并自動向上溢開，具有良好的安全性，也不會對水體產生污染。
[0012]目前的柴油-LNG雙燃料發動機一般采用單點電控噴氣噴油系統，僅靠一個噴油器控制多個氣缸的噴射，燃油霧化不完全，存在燃氣流失的問題，燃油替代率不高；另外，燃氣在距離氣缸較遠的位置已經與空氣混合，容易發生回火和爆震的問題。
【實用新型內容】
[0013]本實用新型的目的在于提供一種柴油-LNG雙燃料發動機，以解決現有技術中存在的發動機回火爆震、霧化不完全以及燃油替代率低的技術問題。
[0014]本實用新型提供的柴油-LNG雙燃料發動機，包括:
[0015]與進氣總管連接的進氣歧管，所述進氣歧管包括多個進氣流道和調壓箱，所述多個進氣流道的下游端與所述發動機主體內的各氣缸的進氣端口連通，所述多個進氣流道的上游端以一定的間隔連接到調壓箱；
[0016]多個液體燃料注入單元，分別與發動機主體內的各氣缸對應并連通；
[0017]多個氣體燃料管道，分別設置在各進氣流道內，并延伸至各氣缸的氣門前。
[0018]液體燃料注入單元負責向發動機主體內噴射燃油，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]氣體燃料管道套設在各進氣流道內，即采用大管套小管，小管供天然氣、大管通空氣的方式；采用“準缸內直噴”的燃氣混合方式，氣體燃料管道延伸至各氣缸的節氣門前，使燃氣在節氣門前進行噴射并與空氣混合，燃氣基本上是直接進入氣缸，能夠有效地防止發動機的回火、爆震等問題；還具有噴射定時優化，燃油替代率更高，控制精準等優點，并可徹底杜絕掃氣過程中的燃氣流失，最大限度的降低未燃甲烷的從氣缸內的逃逸。
[0020]進一步的，所述的柴油-LNG雙燃料發動機還包括:設置在各液體燃料注入單元上的多個液體燃料注入閥。
[0021]進一步的，所述的柴油-LNG雙燃料發動機還包括:設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]進一步的，所述的柴油-LNG雙燃料發動機還包括:惰性氣體吹掃系統；所述惰性氣體吹掃系統通過多個吹掃管道與各氣缸連通，且在各吹掃管道上設置吹掃閥門。
[0023]采用惰性氣體或氮氣對氣缸進行吹掃，改變了現有的用進氣對氣缸進行吹掃的方式，一方面節省了天然氣燃料，另一方面可以有效的控制排氣歧管中的天然氣含量，防止排氣歧管內發生爆震，提高了安全性。
[0024]進一步的，所述的柴油-LNG雙燃料發動機還包括:換熱器；所述換熱器由兩部分組成:第一部分為發動機內循環水的冷卻器，以循環介質作為制冷劑；第二部分為氣體燃料預熱器，采用冷箱內水浴式汽化器，以經過所述冷卻器換熱后循環介質作為熱介質，將液態燃氣氣化，并通入所述各氣體燃料管道。
[0025]換熱器能夠有效的利用發動機產生的廢熱將液態天然氣氣化，并對其進行預熱，提高燃燒效率。
[0026]進一步的，所述的柴油-LNG雙燃料發動機還包括:設置在進氣總管上的燃氣壓力傳感器和增壓空氣壓力傳感器、設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]采用多點順序噴射控制和空燃比調節技術，通過監控各缸排溫來檢測各個氣缸工況，以調節各個氣缸的燃氣進氣量，使各個氣缸能夠均勻燃燒。通過分布在儲罐、供氣管路、發動機等各部位的傳感器，來實現監控整個雙燃料系統的運行狀態，并根據相應的狀態調節各個閥門的工作狀態。
[0028]進一步的，所述循環介質為乙二醇水溶液。
[0029]進一步的，所述的柴油-LNG雙燃料發動機還包括: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，同時既能提高LNG熱能利用率又能大幅度減少以甲烷為主的碳氫物的排放；利用尿素水與氮氧化物中和反應，從而達到氮氧化物凈化減排的目的發動機^^^限值在任何轉速下都達到國際海事組織(HTO)TIER II標準。
[0031]進一步的，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，并進行100%射線檢測。管路安裝完畢后進行氣密性試驗，保證管路安全可靠。
[0032]進一步的，所述各氣體燃料管道的末端管壁上設置多個朝向進氣流道的噴射孔。
[0033]本實用新型的有益效果為:
[0034]本實用新型可調節各氣缸的燃料當量，避免發動機熄火、超負荷、超速、空燃比過小等問題；采用準缸內直噴技術，縮短進氣通道，利于安全防護和提高排放指標；
[0035]經過測試，本實用新型在75%的工況條件下燃油實際替代率為69.42%，高于65%的基礎值，能有效的起到節能環保，綠色減排的目的。
【附圖說明】
[0036]為了更清楚地說明本實用新型【具體實施方式】或現有技術中的技術方案，下面將對【具體實施方式】或現有技術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用新型的一些實施方式，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
[0037]圖1為本實用新型實施例提供的柴油-LNG雙燃料發動機的主視圖；
[0038]圖2為圖1所示的柴油-LNG雙燃料發動機的后視圖；
[0039]圖3為本實用新型提供的柴油-LNG雙燃料發動機的工作流程示意圖。
[0040]附圖標記:
[0041]1-發動機主體；2-燃氣噴射系統；
[0042]3-燃油管路；4-噴油栗；
[0043]5-噴油器；6-進氣總管；
[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-循環介質管路；
[0048]15-發動機循環水管路。
【具體實施方式】
[0049]下面將結合附圖對本實用新型的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本實用新型中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。
[0050]在本實用新型的描述中，需要說明的是，術語“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“內”、“外”等指示的方位或位置關系為基于附圖所示的方位或位置關系，僅是為了便于描述本實用新型和簡化描述，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、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本實用新型的限制。此