專利名稱：叉車用多點噴射式天燃氣發(fā)動機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及發(fā)動機領(lǐng)域，具體涉及一種叉車用多點噴射式天燃氣發(fā)動機。
背景技術(shù)：
叉車在企業(yè)的物流系統(tǒng)中扮演著非常重要的角色，是物料搬運設(shè)備中的主力軍。廣泛應(yīng)用于車站、港口、機場、工廠、倉庫等國民經(jīng)濟中的各個部門，是機械化裝卸、堆垛和短距離運輸?shù)母咝гO(shè)備。現(xiàn)有叉車大多是使用普通石油常規(guī)燃料(如柴油、汽油)的。隨著全世界范圍內(nèi)的能源緊張和對環(huán)境保護日益嚴格的要求。使用通石油常規(guī)燃料的叉車的缺陷日益突出。首先，使用普通石油常規(guī)燃料的叉車需要消耗大量的石油燃料，據(jù)統(tǒng)計一臺3噸使用93號汽油的內(nèi)燃叉車每年需要使用的汽油量高達13噸其燃料成本將達到10萬元。其次，使用燃油而產(chǎn)生的二氧化碳、顆粒物以及含氮有害物質(zhì)會成為嚴重影響環(huán)境危害人體健康。隨著國家節(jié)能戰(zhàn)略和環(huán)境保護戰(zhàn)略的實施，改變叉車能源消耗的種類，使用低污染高效率的新興能源，成為了叉車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的一個重要方向。目前，在可知范圍內(nèi)，使用天燃氣作為代替石油、柴油作為新的叉車發(fā)動機燃料是一個非常好的選擇。其理由如下 :1、大大減少廢氣排放，使用天燃氣與汽油相比，其排放的CO要減少80%，顆粒物要減少75%，NOx也有明顯下降。2、有利于改善發(fā)動機的潤滑狀況。使用天燃氣作燃料，由于進入發(fā)動機的混合氣為干式混合氣，故不令出現(xiàn)使用汽油時那種汽油霧化不佳，(汽油在進入氣缸時由于汽油沖刷氣缸壁，破壞潤滑油膜，造成的氣缸和活塞的早期磨損并使?jié)櫥捅幌♂尯土踊?，致使發(fā)動機其他轉(zhuǎn)動部件磨損等不良現(xiàn)象)同時因燃燒時極少積硫潤滑狀態(tài)好可延長發(fā)動機的壽命一倍以上，同時也使機油的使用時間延長，降低發(fā)動動機的維修費用。3、有利于改善發(fā)動機的工作狀況。由于天燃氣的主要成份是丙坑，辛坑值達到120以上，不易發(fā)生爆震現(xiàn)象，能明顯降低由于燃燒充分并不結(jié)碳從而大大延長發(fā)動機的大修時間，節(jié)約約維修資金50-80%。4、有利于降低燃料成本、根據(jù)理論側(cè)算和實踐證明，一升汽油和一升天燃氣所跑的里程基本相同，每升天燃氣的價格比汽油便宜便宜近一半。綜上，選用天燃氣作為叉車的新型動力源將取得巨大的經(jīng)濟效益和社會效益。為此改進叉車的發(fā)動機結(jié)構(gòu)，設(shè)計出適合使用天燃氣的發(fā)動機是實現(xiàn)上述目的的關(guān)鍵所在。

實用新型內(nèi)容為解決上述技術(shù)問題，我們提出了一種叉車用多點噴射式天燃氣發(fā)動機，其目的是，改造現(xiàn)有的叉車發(fā)動機結(jié)構(gòu)，使之適應(yīng)使用天燃氣燃料。為了達到上述目的，本實用新型的技術(shù)方案如下:叉車用多點噴射式天燃氣發(fā)動機,它包括發(fā)動機氣缸蓋，向發(fā)動機氣缸活塞燃燒室供給天燃氣的燃料供給系統(tǒng)，控制燃料供給系統(tǒng)的電子控制系統(tǒng)，所述的燃料供給系統(tǒng)包括電磁閥、減壓器、四缸噴閥，一根進氣管依次將電磁閥、減壓器、四缸噴閥聯(lián)通，四缸噴閥上設(shè)置有四個出氣口，天燃氣通過進氣管由電磁閥一端進入經(jīng)過減壓器減壓進入四缸噴閥并由出氣口排出；所述的氣缸蓋為長方體，蓋體上設(shè)置有四個與四缸噴閥的四個出氣口對應(yīng)布置的進氣歧管，進氣歧管上端設(shè)置有噴氣接頭，所述的四個出氣口與四個噴氣接頭從左到右一一對應(yīng)并通過長度相等的氣管連接，氣缸蓋內(nèi)部設(shè)置有冷卻水道，對著氣缸活塞燃燒室中心方向的位置上安裝有貫穿冷卻水道的外徑26 27暈米，壁厚2.5 3.5暈米的圓筒形狀的銅套管，銅套管下部的外底面加工有2 3個圓環(huán)槽的平面，圓環(huán)槽截面呈V型，深度小于I毫米，銅套管中央通孔內(nèi)徑處的豎向總厚度為3毫米；所述的電子控制系統(tǒng)由中央控制器、四缸噴閥控制器、電子節(jié)氣門、電子油門踏板、氧傳感器、進氣壓力溫度傳感器、冷卻液溫度傳感器、燃氣壓力傳感器、曲軸位置傳感器組成，氧傳感器通過檢測發(fā)動機排氣管中燃燒廢氣中的氧含量來判斷液化氣的氣量是否合適，實時反饋給中央控制器控制進入氣缸活塞燃燒室的空氣量；進氣壓力溫度傳感器、冷卻液溫度傳感器、燃氣壓力傳感器、曲軸位置傳感器和電子油門踏板綜合發(fā)動機的工況，進入氣缸活塞燃燒室的燃料氣體的溫度、壓力，冷卻發(fā)動機汽缸蓋的冷卻水的溫度,氣缸活塞燃燒室內(nèi)燃燒氣體產(chǎn)生的壓力以及發(fā)動機氣缸負荷信息提供給中央控制器，中央控制器根據(jù)提供的信息控制點火線圈給火花塞點火，并根據(jù)燃氣壓力傳感器提供給四缸噴閥控制器的信號控制燃料供給系統(tǒng)中的四缸噴閥向各個進氣歧管噴射設(shè)定的氣量。為了使天燃氣由噴閥向進氣歧管進入時更加通暢，氣缸蓋上進氣歧管的噴氣接頭內(nèi)直徑大于2.5毫米，噴氣接頭中央軸線與進氣歧管所在前端面的距離為43 48毫米，噴氣接頭與進氣歧管上部所在平面有40度 50度的傾斜角，傾斜方向沿著進氣歧管的方向向前端面傾斜。為了使天燃氣在氣缸活塞中燃燒更加充分，氣缸活塞燃燒室中的活塞總高度是86毫米，包括高度為3毫米的 活塞頭部和高度為22毫米的槽部、并由槽部平滑過渡到高度為61毫米的裙部，燃燒室的深度為10毫米、直徑為58毫米。為了使天燃氣進入各個氣缸中時進氣量，氣壓均等，出氣口與噴氣接頭連接的氣管長度小于400暈米。優(yōu)選的，經(jīng)過燃料供給系統(tǒng)減壓器減壓后的天燃氣的壓力為150KPa。通過上述技術(shù)方案，本實用新型取得的有益效果在于，為了適應(yīng)高壓的天燃氣燃料，需要將液化燃料減壓后才能使用，天燃氣經(jīng)過燃料供給系統(tǒng)中的減壓器減壓后進入氣缸蓋并通過氣缸蓋上的進氣歧管進入氣缸燃燒室。為了保證燃料在氣缸中的燃燒室內(nèi)能夠得到充分燃燒，在發(fā)動機上設(shè)置有能夠控制燃料供給系統(tǒng)的電子控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括了中央控制器和多個傳感器，能夠?qū)崟r監(jiān)測進氣量溫度，進氣壓力和燃燒壓力，并實時反饋給中央控制器，中央控制器能夠根據(jù)收到的測量數(shù)據(jù)調(diào)整四缸噴閥的噴氣量進而控制發(fā)動機的工作效率。本實用新型，是根據(jù)天燃氣的物理性質(zhì)及提高發(fā)動機工作效率而設(shè)計研發(fā)。產(chǎn)品投入使用后，能夠節(jié)約大量的能源燃料，保護環(huán)境，取得巨大的經(jīng)濟和社會效益。

[0021]為了更清楚地說明本實用新型實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(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，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，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。圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實用新型電子控制系統(tǒng)的連接示意圖；圖3為本實用新型燃料供給系統(tǒng)示意圖；圖4為圖3中A— A方向剖視圖；圖5為圖3中氣缸蓋中銅套管的結(jié)構(gòu)示意圖；圖6為本實用新型中發(fā)動機的氣缸活塞的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
下面將結(jié)合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅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(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)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。下面結(jié)合實施例和具體實施方式
對本實用新型作進一步詳細的說明。本實施例如圖1、圖2和圖3所示，叉車用多點噴射式天燃氣發(fā)動機，它包括發(fā)動機氣缸蓋，向發(fā)動機氣缸活塞燃燒室供給天燃氣的燃料供給系統(tǒng)，控制燃料供給系統(tǒng)的電子控制系統(tǒng)，所述的燃料供給系統(tǒng)包括電磁閥1、減壓器2、四缸噴閥3，一根進氣管7依次將電磁閥1、減壓器2、四缸噴閥3聯(lián)通，四缸噴閥3上設(shè)置有四個出氣口 4，天燃氣通過進氣管7由電磁閥I一端進入經(jīng)過減壓器2減壓進入四缸噴閥3并由出氣口4排出；所述的氣缸蓋為長方體，蓋體上設(shè)置有四個與四缸噴閥3的四個出氣口 4對應(yīng)布置的進氣歧管6，進氣歧管6上端設(shè)置有噴氣接頭5，所述的四個出氣口 4與四個噴氣接頭5從左到右一一對應(yīng)并通過長度相等的氣管連接，氣缸蓋內(nèi)部設(shè)置有冷卻水道，對著氣缸活塞燃燒室中心方向的位置上安裝有貫穿冷卻水道的外徑26 27毫米，壁厚2.5 3.5毫米的圓筒形狀的銅套管8，銅套管8下部的外底面加工有2 3個圓環(huán)槽的平面，圓環(huán)槽截面呈V型，深度小于I毫米，銅套管8中央通孔內(nèi)徑處的豎向總厚度為3毫米；所述的電子控制系統(tǒng)由中央控制器9、四缸噴閥控制器10、電子節(jié)氣門11、電子油門踏板12、氧傳感器13、進氣壓力溫度傳感器14、冷卻液溫度傳感器15、燃氣壓力傳感器16、曲軸位置傳感器17組成，氧傳感器13通過檢測發(fā)動機排氣管中燃燒廢氣中的氧含量來判斷液化氣的氣量是否合適，實時反饋給中央控制器9控制進入氣缸活塞燃燒室的空氣量；進氣壓力溫度傳感器14、冷卻液溫度傳感器15、燃氣壓力傳感器16、曲軸位置傳感器17和電子油門踏板12綜合發(fā)動機的工況，進入氣缸活塞燃燒室的燃料氣體的溫度、壓力，冷卻發(fā)動機汽缸蓋的冷卻水的溫度，氣缸活 塞燃燒室內(nèi)燃燒氣體產(chǎn)生的壓力以及發(fā)動機氣缸負荷信息提供給中央控制器9，中央控制器9根據(jù)提供的信息控制點火線圈給火花塞點火，并根據(jù)燃氣壓力傳感器16提供給四缸噴閥控制器10的信號控制燃料供給系統(tǒng)中的四缸噴閥3向各個進氣歧管6噴射設(shè)定的氣量。[0034]如圖3、圖4和圖5所示，叉車用多點噴射式天燃氣發(fā)動機的氣缸蓋上進氣歧管6的噴氣接頭5內(nèi)直徑大于2.5毫米，噴氣接頭5中央軸線與進氣歧管6所在前端面的距離為43 48毫米，噴氣接頭5與進氣歧管6上部所在平面有40度 50度的傾斜角，傾斜方向沿著進氣歧管的方向向前端面傾斜。如圖6所示，叉車用多點噴射式天燃氣發(fā)動機，氣缸活塞燃燒室中的活塞總高度是86毫米，包括高度為3毫米的活塞頭部18和高度為22毫米的槽部19、并由槽部19平滑過渡到高度為61毫米的裙部20，燃燒室的深度為10毫米、直徑為58毫米。本實施例中，出氣口 4與噴氣接頭5連接的氣管長度小于400毫米。經(jīng)過燃料供給系統(tǒng)減壓器2減壓后的天燃氣的壓力為150KPa。本實施例中的燃料供給系統(tǒng)由電子控制系統(tǒng)控制。天燃氣的供給依靠受中央控制器9控制的電磁閥2和四缸噴閥3控制，保證發(fā)動機停止工作時斷開燃料，發(fā)動機工作時四缸噴閥3噴氣控制，使用安全、可靠。由于本實用新型采用了減壓器2，使得燃氣輸出壓力為150KPa，四缸噴閥3出氣口 4內(nèi)孔呈喇叭口，喇叭口內(nèi)最小直徑是2.0 2.1mm,四缸噴閥3與噴氣接頭5之間連接的氣管長度相同且小于400mm，在保證供給發(fā)動機液化氣氣量足夠的同時，使中央控制器9通過控制四缸噴閥3的打開時間從而精確控制供給進氣歧管6的液化氣氣量。由于四缸噴閥3與噴氣接頭5之間連接的氣管長度相同且小于400mm，更進一步保證了發(fā)動機每個氣缸工作的靈敏性和準確性。本實用新型中的電子控制系統(tǒng)中，含有多個測量發(fā)動機中氣體壓力、溫度的感應(yīng)器，包括氧傳感器13、進氣壓力溫度傳感器14、冷卻液溫度傳感器15、燃氣壓力傳感器16、曲軸位置傳感器17。氧傳感器13能夠檢測發(fā)動機排氣管中燃燒廢氣中的氧含量來判斷天燃氣的近氣量是否合適并實時反饋給中央控制器9。進氣壓力溫度傳感器14、冷卻液溫度傳感器15、燃氣壓力傳感器16能夠分別測量出進入發(fā)動機氣缸的進氣壓力溫度數(shù)據(jù)，冷卻氣缸蓋的冷卻水的溫度數(shù)據(jù)和氣缸中燃燒產(chǎn)生氣體壓力的數(shù)據(jù),并將測量出的數(shù)據(jù)反饋給中央控制器9。曲軸位置傳感器17能夠檢測發(fā)動機轉(zhuǎn)速，檢測活塞上止點位置，檢測用于控制點火的各缸上止點信號和 用于控制順序噴油的第一缸上止點信號，并將測得的數(shù)據(jù)反饋給中央控制器9。所述的中央控制器9根據(jù)提供的信息控制點火線圈給火花塞點火，并控制燃料供給系統(tǒng)中的四缸噴閥3向各個進氣歧管6噴射設(shè)定的氣量。并隨時監(jiān)控發(fā)動機的的工況及進入發(fā)動機的液化氣的燃燒狀況，實時調(diào)節(jié)，保證精確保證液化氣供給的氣量，達到最優(yōu)的燃料經(jīng)濟性。氣缸蓋主要是用來封閉氣缸上部構(gòu)成燃燒室。由于在使用天燃氣作為燃料后，與以往的液態(tài)燃料相比物理性質(zhì)具有明顯的不同，因此需要對氣缸蓋的結(jié)構(gòu)進行設(shè)計改進。在本實施例中，氣缸蓋上銅套管8為外徑26 27毫米，壁厚2.5 3.5毫米的圓筒，圓筒下部的外底面是加工有2 3個圓環(huán)槽的平面，圓環(huán)槽截面呈V型，深度小于I毫米。中央通孔內(nèi)徑處的豎向總厚度為3毫米。所述氣缸蓋上進氣歧管6中央上部安裝噴氣接頭5，噴氣接頭5內(nèi)直徑大于2.5毫米，在供給燃氣壓力一定的情況下，可以保證發(fā)動機在各個工況下有足夠的燃氣供給量。噴氣接頭5中央軸線與進氣歧管6所在前端面的距離是43 48毫米。噴氣接頭5與進氣歧管6上部有40度 50度的傾斜角，傾斜方向沿著進氣歧管6的方向向前端面傾斜。這樣設(shè)計不但方便與四缸噴閥3聯(lián)接，而且使石油液化氣的進入角度與進氣歧管6中空氣的流向一致，使石油液化氣供給順暢，反應(yīng)迅速且易與空氣均勻混合。[0040]以上所述的僅是本實用新型的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當指出，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實用新型創(chuàng)造構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬于本實用新型的 保護范圍。
權(quán)利要求1.一種叉車用多點噴射式天燃氣發(fā)動機，它包括發(fā)動機氣缸蓋，向發(fā)動機氣缸活塞燃燒室供給天燃氣的燃料供給系統(tǒng)，控制燃料供給系統(tǒng)的電子控制系統(tǒng)，其特征在于: 所述的燃料供給系統(tǒng)包括電磁閥(I)、減壓器(2)、四缸噴閥(3)，一根進氣管(7)依次將電磁閥(I)、減壓器(2)、四缸噴閥(3)聯(lián)通，四缸噴閥(3)上設(shè)置有四個出氣口(4)，天燃氣通過進氣管(7)由電磁閥(I) 一端進入經(jīng)過減壓器(2)減壓進入四缸噴閥(3)并由出氣口(4)排出； 所述的氣缸蓋為長方體，蓋體上設(shè)置有四個與四缸噴閥(3)的四個出氣口(4)對應(yīng)布置的進氣歧管(6)，進氣歧管(6)上端設(shè)置有噴氣接頭(5)，所述的四個出氣口(4)與四個噴氣接頭(5)從左到右一一對應(yīng)并通過長度相等的氣管連接，氣缸蓋內(nèi)部設(shè)置有冷卻水道，對著氣缸活塞燃燒室中心方向的位置上安裝有貫穿冷卻水道的外徑26 27毫米，壁厚2.5 3.5毫米的圓筒形狀的銅套管(8)，銅套管(8)下部的外底面加工有2 3個圓環(huán)槽的平面，圓環(huán)槽截面呈V型，深度小于I毫米，銅套管(8)中央通孔內(nèi)徑處的豎向總厚度為3毫米； 所述的電子控制系統(tǒng)由中央控制器(9)、四缸噴閥控制器(10)、電子節(jié)氣門(11)、電子油門踏板(12)、氧傳感器(13)、進氣壓力溫度傳感器(14)、冷卻液溫度傳感器(15)、燃氣壓力傳感器(16)、曲軸位置傳感器(17)組成，氧傳感器(13)通過檢測發(fā)動機排氣管中燃燒廢氣中的氧含量來判斷液化氣的氣量是否合適，實時反饋給中央控制器(9)控制進入氣缸活塞燃燒室的空氣量；進氣壓力溫度傳感器(14)、冷卻液溫度傳感器(15)、燃氣壓力傳感器(16)、曲軸位置傳感器(17)和電子油門踏板(12)綜合發(fā)動機的工況，進入氣缸活塞燃燒室的燃料氣體的溫度、壓力，冷卻發(fā)動機汽缸蓋的冷卻水的溫度，氣缸活塞燃燒室內(nèi)燃燒氣體產(chǎn)生的壓力以及發(fā)動機氣缸負荷信息提供給中央控制器(9)，中央控制器(9)根據(jù)提供的信息控制點火線圈給火花塞點火，并根據(jù)燃氣壓力傳感器(16)提供給四缸噴閥控制器(10)的信號控制燃料供給系統(tǒng)中的四缸噴閥(3)向各個進氣歧管(6)噴射設(shè)定的氣量。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所·述的一種叉車用多點噴射式天燃氣發(fā)動機，其特征在于，氣缸蓋上進氣歧管(6)的噴氣接頭(5)內(nèi)直徑大于2.5毫米，噴氣接頭(5)中央軸線與進氣歧管(6)所在前端面的距離為43 48毫米，噴氣接頭(5)與進氣歧管(6)上部所在平面有40度 50度的傾斜角，傾斜方向沿著進氣歧管的方向向前端面傾斜。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種叉車用多點噴射式天燃氣發(fā)動機，其特征在于，氣缸活塞燃燒室中的活塞總高度是86毫米，包括高度為3毫米的活塞頭部(18)和高度為22毫米的槽部(19)、并由槽部(19)平滑過渡到高度為61毫米的裙部(20)，燃燒室的深度為10毫米、直徑為58毫米。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種叉車用多點噴射式天燃氣發(fā)動機，其特征在于，出氣口(4)與噴氣接頭(5)連接的氣管長度小于400毫米。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種叉車用多點噴射式天燃氣發(fā)動機，其特征在于，經(jīng)過燃料供給系統(tǒng)減壓器(2)減壓后的天燃氣的壓力為150KPa。
專利摘要叉車用多點噴射式天燃氣發(fā)動機,本實用新型涉及叉車發(fā)動機領(lǐng)域，具體涉及一種多點噴射式天燃氣發(fā)動機。本實用新型包括供給天燃氣的燃料供給系統(tǒng)和控制燃料供給系統(tǒng)的電子控制系統(tǒng)。電子控制系統(tǒng)包括中央控制器和多個傳感器，中央控制器其能夠根據(jù)傳感器獲得的數(shù)據(jù)控制燃料供給系統(tǒng)中的四缸噴閥向氣缸中噴射定量的石油液化氣燃料。本實用新型是根據(jù)天燃氣的物理性質(zhì)及提高發(fā)動機工作效率而設(shè)計研發(fā)。產(chǎn)品投入使用后，能夠節(jié)約大量的能源燃料，保護環(huán)境，取得巨大的經(jīng)濟和社會效益。
文檔編號F02M21/02GK203114414SQ20132003178
公開日2013年8月7日 申請日期2013年1月22日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月22日
發(fā)明者譚光輝, 徐飛 申請人:蘇州聚成燃氣動力科技有限公司