CN201125801Y - 燃气摩托发动机 - Google Patents

Abstract

一种燃气摩托发动机，喷轨的进口通过气管与减压阀的出气口连接，减压阀的进气口接在压力表传感器上；所述喷轨的出口通过管路与喷嘴的进气口连接，该喷嘴安装在发动机进气管上，且喷嘴的出气口伸入发动机进气管的管内；所述喷轨还通过导线与电喷控制单元ECU的喷射控制信号输出接口连接，电喷控制单元ECU的转换信号输入接口通过导线与转换开关相接，而电喷控制单元ECU的气压输入接口与压力表传感器连接。本实用新型既能够使用汽油作为燃料，又能够使用压缩天然气作为燃料，大大降低了使用成本，减少了环境污染；本实用新型具有实施容易、控制简单、使用方便、调试简单、起动性能好、怠速和高速稳定等特点。

Description

燃气摩托发动机

技术领域

本实用新型涉及一种摩托车发动机，尤其涉及既能使用汽油作为燃料，又能使用压缩天然气作为燃料的摩托车发动机。

背景技术

目前，国内生产的摩托车发动机主要是以汽油机提供动力，它是利用油箱中的汽油和空滤器中的空气进入化油器中混合后，被吸入发动机气缸中燃烧做功而产生动力，其污染大，油耗高，随着石油价格的上涨和环保要求的提高，单燃料汽油摩托车发动机已经越来越不适应社会发展的要求。

由于压缩天然气(CNG)与汽油相比，价格低，排气污染小，用在发动机上其工作区域不会产生积碳，不稀释机油，发动机磨损小，可节约50％的机油费和车辆维修费，储量丰富，是目前比较理想的汽油替代品。

而市场上出现的摩托车燃气发动机，但都是采用20Mpa的压缩天然气经三级减压后，负压吸入混合器内和空气混合，然后进入发动机内燃烧的简易方式。该方式存在调试困难、起动性差、怠速不稳、高速发吐等致命缺点，不改进结构无法得到根本解决。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于提供一种既能使用汽油作为燃料，又能使用压缩天然气作为燃料，并且起动性能好、怠速稳定的摩托车发动机。

本实用新型的技术方案如下：一种燃气摩托发动机，在机体组件前部气缸体的上方安装化油器，该化油器的出口通过发动机进气管与气缸体的燃烧室相通，在化油器的节气门控制拉索上安装节气门位置传感器，该节气门位置传感器通过导线与电喷控制单元ECU的节气门位置输入接口相接，电喷控制单元ECU的曲轴输入接口与机体组件内的触发器连接，机体组件前部的火花塞通过高压线与点火线圈的输出端相接，点火线圈的输入端连接在点火器上，其关键在于设有一喷轨，该喷轨的进口通过气管与减压阀的出气口连接，减压阀的进气口接在压力表传感器上；所述喷轨的出口通过管路与喷嘴的进气口连接，该喷嘴安装在发动机进气管上，且喷嘴的出气口伸入发动机进气管的管内；所述喷轨还通过导线与电喷控制单元ECU的喷射控制信号输出接口连接，电喷控制单元ECU的转换信号输入接口通过导线与转换开关相接，而电喷控制单元ECU的气压输入接口与压力表传感器连接。

本实用新型中，化油器的进油口通过油管与油箱连接，化油器的进气口通过气管与空滤器连接，而压力表传感器通过气管与天然气气瓶连接，这样发动机具有两套燃料供给系统，其中油箱、空滤器、化油器和发动机进气管组成汽油供给系统；天然气气瓶、压力表传感器、减压阀、喷轨、喷嘴、发动机进气管组成天然气供给系统。汽油供给系统的导通由连接在油箱与化油器之间的油路开关控制，天然气供给系统的导通由喷轨控制，而采用汽油或天然气作为燃料的转换通过转换开关来实现。喷轨是一个高频电磁阀，喷轨的通断以及天然气的喷射量由电喷控制单元ECU控制，电喷控制单元ECU从触发器(曲轴位置传感器)采集磁电机的脉冲信号，加上从节气门位置传感器处采集的操作员操纵信号和压力表传感器输入的天然气压力信号，根据其芯片中存储的事先设定好的数学模型进行实时运算，并使用修正数据进行修正后作出判断，输出信号控制从喷轨喷射的天然气量；同时，通过点火器控制点火次数和点火时间，满足发动机不同工况和不同燃料的使用要求。

发动机使用天燃气作为燃料时，空气经空滤器过滤，从化油器喉口进入发动机进气管，与从气瓶、压力表传感器、减压阀、喷轨、喷嘴进入发动机进气管内的天然气形成可燃混合气，在发动机的吸气冲程中，进气门打开时可燃混合气即被吸入气缸内。当活塞接近压缩行程上止点时，火花塞在高压电流作用下产生火花，点燃气缸内的混合气，使气体剧烈膨胀推动活塞向下做功。发动机使用汽油作为燃料时，进入发动机进气管的空气，与从油箱、化油器进入发动机进气管内的雾化汽油形成可燃混合气，进入气缸内燃烧做功。

本实用新型可根据需要选用天然气作为主要动力源，既降低了成本又解决了污染问题；同时，由于天然气采用电喷控制，天然气的供应量及供应时间根据需要可精确控制。此外还通过加大缸体燃烧室容积来提高发动机的压缩比，并增加点火提前角，增加点火能量以适应天然气的燃烧特性，这样不仅调试方便，消除了高速发吐等弊病，而且发动机的起动性好，怠速稳定，使用燃气时输出功率的下降量可控制在15％以内。当发动机需要输出更大功率的情况下，还可改用汽油作为动力源，相应地解决了动力性问题。

为了缩短管路并便于安装，上述喷轨位于机体组件顶面中部起动机构的旁边，并通过螺钉固定在机体组件上。

上述减压阀为二级式减压阀，安装在气缸体的左侧，这样利用空冷型发动机散发的热气对减压阀的进气口加温，能有效防止进气口冰堵。

有益效果：本实用新型既能够使用汽油作为燃料，又能够使用压缩天然气作为燃料，大大降低了使用成本，减少了环境污染；本实用新型具有实施容易、控制简单、使用方便、调试简单、起动性能好、怠速和高速稳定等特点，适宜于大规模推广应用。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图

图2为图1的俯视图

图3为本实用新型的管路及线路连接示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明：

如图1、图2所示，本实用新型中机体组件1内的曲柄连杆机构17、齿轮传动机构18、润滑系统以及装在机体组件1上的起动机构16和配气机构19设置方式与现有技术相同，在此不做赘述。气缸体2安装在机体组件1的前部，气缸盖20位于气缸体2的前侧。在气缸体2的上方安装化油器3，该化油器3的进气口通过气管与空滤器连接，化油器3的进油口通过油管与油箱连接，化油器3与油箱之间设置油路开关21；化油器3的出口通过发动机进气管4与气缸体2的燃烧室相通，油箱、空滤器、化油器3和发动机进气管4组成发动机的汽油供给系统，汽油供给系统的导通由油路开关21控制。

从图1、图2可知，喷轨11位于机体组件1顶面中部起动机构16的旁边，并通过螺钉固定在机体组件1上。喷轨11是一个高频电磁阀，该喷轨11的进口通过气管与减压阀12的出气口连接，减压阀12为二级式减压阀，安装在气缸体2的左侧，减压阀12的进气口通过气管接压力表传感器13的出口，而压力表传感器13的进口可通过气管与天然气气瓶连接；所述喷轨11的出口通过管路与喷嘴14的进气口连接，该喷嘴14安装在发动机进气管4上，且喷嘴14的出气口伸入发动机进气管4的管内。天然气气瓶、压力表传感器13、减压阀12、喷轨11、喷嘴14和发动机进气管4组成发动机的天然气供给系统，天然气供给系统的导通由喷轨11控制。

从图1、图2和图3中进一步可知，电控系统由化油器3节气门控制拉索5上安装的节气门位置传感器6，机体组件1气缸盖20上安装的电喷控制单元ECU7、点火线圈10，安装在机体组件1内飞轮旁的触发器8，安装在机体组件1气缸体2侧面的火花塞9和转换开关15等部件构成。其中转换开关15与电喷控制单元ECU 7之间通过导线相连，可以根据操作人员的意愿安装在任何地方，电喷控制单元ECU 7内集成点火器(图中未画出)，在电喷控制单元ECU 7上设有一个与点火器相对应的点火控制信号输出接口。所述电喷控制单元ECU 7、压力表传感器13、节气门位置传感器6及喷轨11均由电瓶22供电，以避免采用磁电机供电时不可避免的电压不稳的情况。电喷控制单元ECU 7的节气门位置输入接口通过导线与节气门位置传感器6相接，电喷控制单元ECU 7的曲轴输入接口通过导线与触发器8连接，触发器8为磁电式转速传感器，此传感器输入曲轴转速信号，安装在发动机飞轮上方，当发动机转动时带动飞轮转动，触发器8感应出脉冲信号传给电喷控制单元ECU 7。电喷控制单元ECU 7的点火控制信号输出接口通过导线与点火线圈10的输入端连接，点火线圈10为电容放电式，通过适当减少点火线圈低压绕组的匝数和低压电路电阻，增大初级电流的断开值，从而提高点火电压，增加点火能量。点火线圈10的输出端通过高压线与火花塞9相接，电喷控制单元ECU 7的喷射控制信号输出接口通过导线与喷轨11连接。所述电喷控制单元ECU 7的气压输入接口通过导线与压力表传感器13连接。

从图3中进一步可知，电喷控制单元ECU 7的转换信号输入接口通过导线与转换开关15相接。转换开关15控制供油与供气之间的转换，设三个档位：

“油”位置档，开通汽油燃料油路，关闭喷轨11，点火提前角设定为3000转以下15°，从3000转至5000转时线性提升到30°，5000转以上保持30°不变；

中间位置“空档”，油路及气路都不通，点火器关闭，是“油”转“气”的过渡档位；

“气”位置档，当曲柄连杆机构17运转时，电喷控制单元ECU 7从触发器8采集磁电机的点火脉冲信号，同时，驾驶员的操纵动作通过节气门控制拉索5带动节气门位置传感器6内的滑块在滑轨上移动，滑块切割磁力线，改变输出的电压信号，将驾驶员操纵信号传递给电喷控制单元ECU 7，电喷控制单元ECU 7从而判断出发动机运行工况，并使用事先设定好的数学模型进行实时运算，计算出最佳的点火时刻，并可按不同工况进行修正，输出信号控制喷轨11和点火线圈10，控制天然气喷射(时间)和调整天然气喷射(包括启动、怠速和运行中)时的点火次数和点火时间，满足不同工况的使用要求。因此，可使发动机在任何工况下均能提供最佳点火时刻并保证初级线圈的导通时间，以实现高能点火。如果曲柄连杆机构17不运转，没有磁电机的点火信号传递给电喷控制单元ECU 7，电喷控制单元ECU 7就不会输出喷射和点火信号，这样即使发动机熄火后，自动关闭天然气高压系统，既安全又节约燃料。

本实用新型是这样实现供气的：当天然气作燃料时，油路开关21关闭，油/气转换开关15扳到“气”的位置，燃气管路内的20Mpa高压天然气进入减压阀12逐级减压至0.1MPa，再通过低压管路，输送到喷轨11处，喷轨11接收到电喷控制单元ECU 7的控制信号后，通过喷嘴14对发动机进气管4进行天然气喷射，在发动机进气管4内与空气混合，进入机体组件1的气缸中燃烧。由于喷嘴14在进行天然气喷射时，压力高于发动机进气管4内的空气压力，所以能保证可燃混合气充分混合，明显优于采用混合器负压进气，利用进气道紊流混合可燃混合气的方式。

本实用新型是这样实现供油的：当使用汽油作燃料时，油路开关21打开，油/气转换开关15扳到“油”的位置，此时电喷控制单元ECU 7将喷轨11关闭，油路中的汽油通过油路开关21进入化油器3，与从空滤器进入的空气混合后被吸入机体组件1的气缸中燃烧。

与现有技术相比，本实用新型系统工作时，电喷控制单元ECU 7主要采集发动机转速、节气门位置等信号，并对采集的信号进行处理和运算后，向喷轨、点火系统等执行机构输出控制信号，使发动机始终处于理想的工作状态。同时，通过加大缸体燃烧室容积提高发动机的压缩比，增加点火提前角，增加点火能量以适应天然气的燃烧特性，提高发动机使用燃气时的输出功率。又因为有电喷控制单元ECU的控制，本实用新型尾气排放指标可满足欧洲II号排放标准的要求。如果采取进一步的尾气处理装置，可达到欧洲III号排放指标的要求。

Claims (3)

1. 一种燃气摩托发动机，在机体组件(1)前部气缸体(2)的上方安装化油器(3)，该化油器(3)的出口通过发动机进气管(4)与气缸体(2)的燃烧室相通，在化油器(3)的节气门控制拉索(5)上安装节气门位置传感器(6)，该节气门位置传感器(6)通过导线与电喷控制单元ECU(7)的节气门位置输入接口相接，电喷控制单元ECU(7)的曲轴输入接口与机体组件(1)内的触发器(8)连接，机体组件(1)前部的火花塞(9)通过高压线与点火线圈(10)的输出端相接，点火线圈(10)的输入端连接在点火器上，其特征在于设有一喷轨(11)，该喷轨(11)的进口通过气管与减压阀(12)的出气口连接，减压阀(12)的进气口接在压力表传感器(13)上；所述喷轨(11)的出口通过管路与喷嘴(14)的进气口连接，该喷嘴(14)安装在发动机进气管(4)上，且喷嘴(14)的出气口伸入发动机进气管(4)的管内；所述喷轨(11)还通过导线与电喷控制单元ECU(7)的喷射控制信号输出接口连接，电喷控制单元ECU(7)的转换信号输入接口通过导线与转换开关(15)相接，而电喷控制单元ECU(7)的气压输入接口与压力表传感器(13)连接。

2. 根据权利要求1所述的燃气摩托发动机，其特征在于：所述喷轨(11)位于机体组件(1)顶面中部起动机构(16)的旁边，并通过螺钉固定在机体组件(1)上。

3. 根据权利要求1所述的燃气摩托发动机，其特征在于：所述减压阀(12)为二级式减压阀，安装在气缸体(2)的左侧。

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