本實用新型涉及一種適用于多點噴射系統(tǒng)的天然氣發(fā)動機氣缸蓋總成，屬于天然氣發(fā)動機技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

隨著世界范圍內(nèi)汽車保有量的激增，石油供需矛盾不斷加劇，同時汽車的有害排放物給人類及其生存環(huán)境造成嚴重的危害，促使世界各國在制定各種嚴格的車輛排放法規(guī)來規(guī)范汽車的生產(chǎn)和使用的同時，開始大力發(fā)展代用燃料汽車。天然氣因其具有清潔、儲量大、熱值高、排污低、使用經(jīng)濟性好等方面的優(yōu)勢，天然氣汽車迅速發(fā)展起來，且汽車改裝、天然氣儲運及加氣站建設(shè)的全套技術(shù)也日趨成熟。

我國是一個石油資源短缺的國家，卻是亞太地區(qū)最大的石油消費國，原油對外依存度逐年提高，影響到我國的能源安全。據(jù)國家環(huán)?？偩止嫉臄?shù)據(jù)，2012年我國機動車尾氣排放在城市大氣污染中的分擔率將達到60％左右。因此，發(fā)展新能源汽車，對解決我國石油資源相對貧乏、環(huán)境污染嚴重等難題是十分必要的。

近年來，我國加大了新能源汽車的研發(fā)力度，天然氣汽車的研究和開發(fā)在我國迅速興起。用天然氣作為汽車燃料，不僅可以節(jié)約寶貴的石油資源，降低燃料費用，而且作為一種“清潔燃料”，可以大大降低環(huán)境污染。

天然氣汽車的核心是車用天然氣發(fā)動機，車用天然氣發(fā)動機技術(shù)的發(fā)展過程大致經(jīng)歷了三個階段：

第一階段是20世紀60年代以前。這個階段天然氣汽車在前蘇聯(lián)、意大利等少數(shù)國家和地區(qū)有所發(fā)展，主要目的是以氣代油，節(jié)約能源。這一時期的技術(shù)研究主要是參照液體燃料發(fā)動機技術(shù)解決車輛的駕駛性能，如啟動性、運行可靠性等，盡量縮小與液體燃料發(fā)動機的各種性能差距，特別是動力性差距。此時開發(fā)的是用于化油器汽車的混合器式天然氣發(fā)動機裝置。

第二階段是20世紀60年代以后到90年代初。這個階段的主要目的是解決汽車尾氣排放污染問題。由于天然氣汽車比汽、柴油車的排放污染少，許多國家都大力推廣天然氣汽車。技術(shù)上主要是進一步降低有害排放物，先后開發(fā)了用于開環(huán)控制供氣的化油器式汽車及開環(huán)控制的電噴供氣裝置，開發(fā)出了較為環(huán)保的比第一代先進的天然氣汽車。

第三階段是20世紀90年代以后。由于汽油機進行了技術(shù)改進，排放污染也大大減少，天然氣汽車優(yōu)勢不明顯，從而促進了天然氣汽車產(chǎn)業(yè)對發(fā)動機進行改造，開發(fā)出更先進的閉環(huán)電子控制、電子數(shù)字控制、單點與多點電噴、高壓直噴的燃氣供給系統(tǒng)。特別是1995年以后，在車用天然氣發(fā)動機上采用了理論空燃比反饋控制、稀薄燃燒等新技術(shù)，使車用天然氣發(fā)動機效率、經(jīng)濟性，排放性和動力性都有極大的提高，車用天然氣發(fā)動機技術(shù)發(fā)生了質(zhì)的飛躍。

車用天然氣發(fā)動機與常規(guī)發(fā)動機的差異主要在燃料供給方式上，其技術(shù)途徑有以下三種：

(1)兩用燃料發(fā)動機

兩用燃料技術(shù)主要在點燃式發(fā)動機上應用。在汽油機的基礎(chǔ)上，保留原有的燃油供給系統(tǒng)，另外加裝一套氣體燃料供給系統(tǒng)。這樣既可以用原有的燃油供給系統(tǒng)，也可以用現(xiàn)有的氣體燃料供給系統(tǒng)，但發(fā)動機工作時只能用一種燃料。目前兩用燃料發(fā)動機氣體燃料供給形式有兩大類，即缸外供氣和缸內(nèi)供氣。缸外供氣形式主要包括進氣道混合器預混合供氣和缸外進氣門處噴射供氣；缸內(nèi)供氣形式主要有缸內(nèi)高壓噴射供氣和低壓噴射供氣。

(2)雙燃料發(fā)動機

雙燃料技術(shù)主要在壓燃式發(fā)動機上應用。氣體燃料通過少量噴入的柴油壓燃后引燃，也就是說發(fā)動機工作時要用兩種燃料。雙燃料發(fā)動機氣體燃料供氣方式主要有兩種，即缸內(nèi)直接噴射和缸外供氣。缸外供氣存在兩種形式：進氣管混合器供氣和進氣支管噴射。根據(jù)引燃油量的多少，雙燃料發(fā)動機還可分為常規(guī)雙燃料發(fā)動機和微引燃天然氣發(fā)動機。

(3)單燃料發(fā)動機

單燃料發(fā)動機是指僅使用天然氣作為發(fā)動機燃料而不再用其他燃料的發(fā)動機。根據(jù)車用天然氣的物化特性進行設(shè)計和優(yōu)化單燃料車用天然氣發(fā)動機的結(jié)構(gòu)，通過增強缸內(nèi)紊流、提高壓縮比、調(diào)整點火參數(shù)等措施，充分滿足天然氣的燃燒要求，從而獲得更好的動力性、經(jīng)濟性及排放性。天然氣發(fā)動機的燃料供給與控制系統(tǒng)也經(jīng)歷了混合器機械控制式、混合器機電控制式、電控單點噴射式、電控多點噴射式等階段。燃料供給與控制系統(tǒng)不同，發(fā)動機的性能也有所不同，特別是排放性能差別明顯。

以前電控天然氣發(fā)動機主要采用天然氣電控單點噴射式供氣，天然氣集中供到混合器，空氣和天然氣在混合器內(nèi)混合后沿進氣歧管流入氣缸。該種形式的發(fā)動機的動態(tài)響應較差，不能對各缸進氣量進行精確控制?，F(xiàn)在的電控天然氣發(fā)動機主要采用天然氣電控多點噴射式供氣，供氣部件能夠?qū)Ω鞲走M氣量進 行精確控制，該種形式的發(fā)動機動態(tài)響應靈敏。但是，現(xiàn)有技術(shù)的電控多點噴射式發(fā)動機的供氣裝置結(jié)構(gòu)復雜，維修困難，密封環(huán)節(jié)多，經(jīng)常出現(xiàn)天然氣泄漏。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對上述問題，本實用新型的目的是提供一種適用于多點噴射系統(tǒng)的天然氣發(fā)動機氣缸蓋總成，將供氣裝置與氣缸蓋總成一體化設(shè)計，簡化結(jié)構(gòu)、減少密封環(huán)節(jié)，減少天然氣泄漏。

本實用新型的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的：一種適用于多點噴射系統(tǒng)的天然氣發(fā)動機氣缸蓋總成，包括與進氣歧管集成一體的氣缸蓋本體，其特征在于：還包括燃氣噴射導管、燃氣噴射導管過渡接頭、氣軌、燃氣噴嘴、燃氣噴嘴壓板和氣軌固定螺栓，在所述的與進氣歧管集成一體的氣缸蓋本體上設(shè)計加工出與氣缸數(shù)目相同的安裝法蘭，在安裝法蘭的頂部設(shè)計加工出螺紋孔，使氣軌固定螺栓同時穿過燃氣噴嘴壓板的光孔、氣軌的光孔和燃氣噴射導管過渡接頭的光孔來實現(xiàn)三者的安裝固定；同時在安裝法蘭的頂部設(shè)計加工出燃氣噴射導管過渡接頭的第一安裝孔，用于為燃氣噴射導管過渡接頭提供安裝孔及密封面；所述的燃氣噴嘴安裝到氣軌的第二安裝孔上并通過燃氣噴嘴壓板固定。

優(yōu)選地，所述的燃氣噴射導管過渡接頭3的與第一安裝孔101b接觸的部位至少設(shè)計加工出一個第二密封圈槽32；與氣軌4接觸的上端面至少設(shè)計加工出一個第一密封圈槽31。

優(yōu)選地，所述的燃氣噴嘴5與氣軌4的第二安裝孔41接觸的部位至少設(shè)計加工出一個第三密封圈槽52。

優(yōu)選地，所述的氣軌4的每一個第二安裝孔41與公共進氣孔40都通過分進氣孔43連通。

本實用新型具有如下優(yōu)點：(1)將供氣裝置與氣缸蓋總成一體化設(shè)計，簡化結(jié)構(gòu)、減少密封環(huán)節(jié)，減少天然氣泄漏。(2)每缸布置一個獨立的燃氣噴射導管把天然氣直接噴射到螺旋進氣道進氣口，這種混合方式防止天然氣與空氣過早混合，保證了各缸燃氣分配的均勻性，有效控制空燃比，降低循環(huán)變動。(3)安裝于此種結(jié)構(gòu)氣缸蓋上的天然氣供氣裝置拆裝便捷，維修方便。

附圖說明

圖1為本實用新型的與進氣歧管集成一體的氣缸蓋本體外形圖。

圖2為本實用新型的氣缸蓋總成的外形結(jié)構(gòu)圖。

圖3為本實用新型的氣缸蓋總成的剖視圖。

圖4為本實用新型的供氣裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖5為本實用新型的氣軌的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖6為本實用新型的氣軌的主視圖。

圖7為本實用新型的氣軌的A-A部位的剖視圖。

圖8為本實用新型的燃氣噴射導管的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖9為本實用新型的燃氣噴射導管過渡接頭的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖10為本實用新型的燃氣噴嘴的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖11為本實用新型的燃氣噴嘴壓板的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖12為本實用新型的燃氣噴射導管與燃氣噴射導管過渡接頭的裝配結(jié)構(gòu)示意圖。

圖13為本實用新型的燃氣噴射導管、燃氣噴射導管過渡接頭和密封圈的裝配結(jié)構(gòu)的圖片。

圖14為本實用新型的燃氣噴嘴與密封圈的裝配結(jié)構(gòu)的圖片。

圖15為本實用新型的供氣裝置的裝配結(jié)構(gòu)示意圖。

圖16為本實用新型的供氣裝置在電控多點噴射系統(tǒng)中的工作原理圖(不帶發(fā)動機)。

其中附圖標記匯總表示為：1-氣缸蓋本體；101-安裝法蘭；101a-螺紋孔；101b-第一安裝孔；2-燃氣噴射導管；3-燃氣噴射導管過渡接頭；31-第一密封圈槽；32-第二密封圈槽；33-光孔；3a、3b-密封圈；4-氣軌；40-公共進氣孔；41-(燃氣噴嘴)第二安裝孔；42-光孔；43-分進氣孔；5-燃氣噴嘴；51-固定凹槽；52-第三密封圈槽；53-第四密封圈槽；54-進氣孔；5a-燃氣噴嘴壓板壓緊位置；5b-密封圈；6-燃氣噴嘴壓板；61-光孔；62-壓緊端；7-氣軌固定螺栓。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖詳細說明本實用新型的具體實施方式。

實施例：

如圖1～圖4所示，一種適用于多點噴射系統(tǒng)的天然氣發(fā)動機氣缸蓋總成，包括與進氣歧管集成一體的氣缸蓋本體1，其特征在于：還包括燃氣噴射導管2、燃氣噴射導管過渡接頭3、氣軌4、燃氣噴嘴5、燃氣噴嘴壓板6和氣軌固定螺栓7，在所述的與進氣歧管集成一體的氣缸蓋本體1上設(shè)計加工出與氣缸數(shù)目相同的安裝法蘭101，在安裝法蘭101的頂部設(shè)計加工出螺紋孔101a，使氣軌固定螺栓7同時穿過燃氣噴嘴壓板6的光孔61、氣軌4的光孔42和燃氣噴射導管過渡接頭3的光孔33來實現(xiàn)三者的安裝固定；同時在安裝法蘭101的頂部設(shè)計加工出燃氣噴射導管過渡接頭3的第一安裝孔101b，用于為燃氣噴射導管過 渡接頭3提供安裝孔及密封面；所述的燃氣噴嘴5安裝到氣軌4的第二安裝孔41上并通過燃氣噴嘴壓板6固定。

參見圖5，為本實用新型的氣軌的結(jié)構(gòu)示意圖，第二安裝孔41的數(shù)目與發(fā)動機的氣缸數(shù)目相同。參見圖6為本實用新型的氣軌的主視圖。參見圖7為本實用新型的氣軌的A-A部位的剖視圖，每一個第二安裝孔41與公共進氣孔40都通過分進氣孔43連通。參見圖8、圖9和圖12，燃氣噴射導管2的一端與燃氣噴射導管過渡接頭3相應的孔配合安裝，可以采用過盈配合也可以采用焊接的方式保證連接的強度并確保密封性。參見圖9，在第二密封圈槽32中安裝密封圈后與氣缸蓋本體1的第一安裝孔101b配合，在第一密封圈槽31中安裝密封圈后再安裝氣軌4；參見圖10，在第三密封圈槽52、第四密封圈槽53中裝配上密封圈后，將燃氣噴嘴5裝配到氣軌4上的(燃氣噴嘴)第二安裝孔41上，后使用燃氣噴嘴壓板6固定(需要注意燃氣噴嘴5的方向，保證燃氣能夠從氣軌4的公共進氣孔40進入燃氣噴射導管2)，每個燃氣噴嘴5的兩邊各使用一個氣軌固定螺栓7(參見圖4)，使氣軌固定螺栓7同時穿過燃氣噴嘴壓板6的光孔61、氣軌4的光孔42和燃氣噴射導管過渡接頭3的光孔33來實現(xiàn)三者的安裝固定。參見圖13，是該分總成安裝上密封圈后的圖片，顏色更深的3a、3b指示的部位為密封圈。參見圖14，為燃氣噴嘴5分總成安裝上密封圈后的圖片，5b指示的部位為密封圈，5a指示的部位為燃氣噴嘴壓板6的壓緊位置。

氣軌4的公共進氣孔40兩端，一端連接燃氣進氣接頭，另一端連接壓力傳感器接頭。

如圖15所示，為本實用新型的供氣裝置的裝配結(jié)構(gòu)示意圖。燃氣由氣軌4的公共進氣孔40進入，通過氣軌4的分進氣孔43進入燃氣噴嘴5的內(nèi)部，在統(tǒng)一信號的控制下，按照時序要求通過燃氣噴射導管2將天然氣直接噴射到螺旋進氣道進氣口。

如圖16所示，為本實用新型的供氣裝置(天然氣發(fā)動機氣缸蓋總成的一部分)在電控多點噴射系統(tǒng)中的工作原理圖(不帶發(fā)動機)。整車啟動后，ECU驅(qū)動電控截止閥打開，燃氣從氣瓶經(jīng)過高壓濾清器進入減壓器，減壓到設(shè)定壓力后進入氣軌4的公共進氣孔40；燃氣噴嘴5由ECU直接驅(qū)動，采用順序噴射方式，將燃氣經(jīng)過鑲嵌在氣缸蓋本體1上的燃氣噴射導管2引入進氣氣門前端，形成可燃混合氣，進入氣缸燃燒。

本實用新型采用一體化設(shè)計，簡化結(jié)構(gòu)、減少密封環(huán)節(jié)，減少天然氣泄漏。每缸布置一個獨立的燃氣噴射導管2把天然氣直接噴射到螺旋進氣道進氣口，這種混合方式防止天然氣與空氣過早混合，保證了各缸燃氣分配的均勻性，有 效控制空燃比，降低循環(huán)變動。安裝于此種結(jié)構(gòu)氣缸蓋上的天然氣供氣裝置拆裝便捷，維修方便。