大功率船用甲醇双燃料缸内直喷中速机的制作方法

本技术涉及一种大功率船用缸内直喷中速机，尤其是一种双燃料缸内直喷中速机。

背景技术：

1、国内外船用动力产业都将面临碳减排的技术转型。甲醇燃料含氧、辛烷值高、燃烧速度快，燃烧污染物排放低，是一种优良的替代燃料。甲醇发动机有较高的经济性、动力性和低排放优势。目前国内尚无船用大功率甲醇双燃料缸内直喷中速机产品推出，甲醇燃料在船用发动机上的应用还处于研发阶段。

技术实现思路

1、本实用新型的目的在于提供一种大功率甲醇双燃料缸内直喷中速机，在船用中速柴油机的基础上将柴油喷射系统更换为一套甲醇/柴油集成式喷射系统及其控制系统，实现单缸功率不低于500kw的甲醇燃料中速发动机，实现甲醇、柴油模式灵活切换，甲醇、柴油共用一套燃料喷射，主机结构更加紧凑。

2、为实现上述目的，本实用新型的技术方案是：一种大功率船用甲醇双燃料缸内直喷中速机，采用甲醇/柴油双燃料喷射系统代替原柴油喷射系统、甲醇控制系统，所述甲醇/柴油双燃料喷射系统包括：甲醇/柴油双燃料喷射阀、增压泵、燃料供给管系，增加废气旁通系统、安全阀，柴油引燃喷射系统，所述甲醇/柴油双燃料喷射阀安装在缸盖中心位置，用于将甲醇燃料、柴油直接喷入发动机气缸内部，甲醇控制系统连接甲醇/柴油双燃料喷射系统，用于控制发动机在柴油模式运行时甲醇/柴油双燃料喷射阀喷射柴油，甲醇模型运行时喷射甲醇，引燃油喷射器喷射引燃油引燃甲醇。

3、进一步，所述燃料供给管系，用于输送液态甲醇/柴油至各个高压油泵，经加压后输送到甲醇/柴油双燃料喷射阀进口端，直接喷入发动机气缸内部。

4、进一步，所述燃料供给管系将增压泵、甲醇/柴油双燃料喷射阀及气动吹扫阀连接起来，增压泵用于甲醇/柴油增压，通过甲醇/柴油双燃料喷射阀喷入发动机气缸内部。

5、进一步，所述柴油引燃喷射系统包括：引燃油喷油器、引燃油管系，所述引燃油管系连接引燃油喷油器，用于输送引燃油至引燃油喷油器进口端，等甲醇喷射后喷入发动机气缸内部。

6、进一步，所述安全阀共两个，分别安装在进气总管、排气总管上，用以确保进气总管、排气总管发生爆燃时的安全。

7、进一步，所述废气旁通系统包括废气旁通阀、废气管路，废气管路连接废气引至涡轮机，用于将排气总管内的废气引至涡轮机出口端，废气旁通阀连接甲醇控制系统中的甲醇ecu，由甲醇ecu控制废气旁通阀调整发动机进气压力。

8、进一步，所述甲醇控制系统包括甲醇ecu、控制线束、上位机、故障显示灯、喷醇指示灯、甲醇系统开关和固定式甲醇浓度检测仪；上位机连接甲醇ecu，甲醇ecu通过控制线束连接原机柴油调速器的转速传感器、燃料供给管系中甲醇温度传感器和压力传感器、进气温度传感器以及固定式甲醇浓度检测仪，用于通过can模式，直接读取原机柴油调速器的转速信号来判断发动机工作状况、同时读取燃料供给管系中甲醇温度和压力，以确定甲醇喷射；并读取进气温度传感器的温度信号；甲醇ecu通过控制线束连接废气旁通阀9，用于控制废气旁通阀门开度，进而通过控制废气引入量实现进气流量的调节；上位机作为甲醇喷射控制界面、故障显示灯、甲醇系统开关、喷醇指示灯和固定式甲醇浓度检测仪显示界面的集成，用于同时显示发动机转速、进气压力、油门开度，机旁和甲醇供给系统附近甲醇浓度、甲醇系统运行状况信号。

9、进一步，所述故障显示灯连接甲醇ecu，用于显示各个传感器的信号状态和简单故障指示；喷醇指示灯用于显示船舶是否处于双燃料工作模式。

10、进一步，所述甲醇系统开关连接甲醇ecu和上位机，用于手动调换柴油机工作状态处于柴油甲醇双燃料模式或是原机的纯柴油模式。

11、进一步，所述固定式甲醇浓度检测仪有四个，一个安装在发动机曲轴箱门盖板，检测曲轴箱内的甲醇浓度，三个安装在发动机机旁，其中一个检测低压甲醇管系双壁管环形空间的甲醇浓度，另两个检测空气氛围中的甲醇浓度，用以确保甲醇无泄漏。

12、本实用新型的有益效果是：

13、本实用新型的大功率船用甲醇双燃料缸内直喷中速机，甲醇双燃料缸内直喷中速机与原柴油机相比，滑油等系统未做修改。在船用中速柴油机的基础上将柴油喷射系统更换为一套甲醇/柴油集成式喷射系统及其控制系统，实现单缸功率不低于500kw的甲醇燃料中速发动机，实现甲醇、柴油模式灵活切换，甲醇、柴油共用一套燃料喷射，主机结构更加紧凑。

技术特征：

1.一种大功率船用甲醇双燃料缸内直喷中速机，其特征在于：采用甲醇/柴油双燃料喷射系统代替原柴油喷射系统、甲醇控制系统，所述甲醇/柴油双燃料喷射系统包括：甲醇/柴油双燃料喷射阀、增压泵、燃料供给管系，增加废气旁通系统、安全阀，柴油引燃喷射系统，所述甲醇/柴油双燃料喷射阀安装在缸盖中心位置，用于将甲醇燃料、柴油直接喷入发动机气缸内部，甲醇控制系统连接甲醇/柴油双燃料喷射系统，用于控制发动机在柴油模式运行时甲醇/柴油双燃料喷射阀喷射柴油，甲醇模型运行时喷射甲醇，引燃油喷射器喷射引燃油引燃甲醇。

2.根据权利要求1所述的大功率船用甲醇双燃料缸内直喷中速机，其特征在于：所述燃料供给管系，用于输送液态甲醇/柴油至各个高压油泵，经加压后输送到甲醇/柴油双燃料喷射阀进口端，直接喷入发动机气缸内部。

3.根据权利要求1所述的大功率船用甲醇双燃料缸内直喷中速机，其特征在于：所述燃料供给管系将增压泵、甲醇/柴油双燃料喷射阀及气动吹扫阀连接起来，增压泵用于甲醇/柴油增压，通过甲醇/柴油双燃料喷射阀喷入发动机气缸内部。

4.根据权利要求1所述的大功率船用甲醇双燃料缸内直喷中速机，其特征在于：所述柴油引燃喷射系统包括：引燃油喷油器、引燃油管系，所述引燃油管系连接引燃油喷油器，用于输送引燃油至引燃油喷油器进口端，等甲醇喷射后喷入发动机气缸内部。

5.根据权利要求1所述的大功率船用甲醇双燃料缸内直喷中速机，其特征在于：所述安全阀共两个，分别安装在进气总管、排气总管上，用以确保进气总管、排气总管发生爆燃时的安全。

6.根据权利要求1所述的大功率船用甲醇双燃料缸内直喷中速机，其特征在于：所述废气旁通系统包括废气旁通阀、废气管路，废气管路连接废气引至涡轮机，用于将排气总管内的废气引至涡轮机出口端，废气旁通阀连接甲醇控制系统中的甲醇ecu，由甲醇ecu控制废气旁通阀调整发动机进气压力。

7.根据权利要求1所述的大功率船用甲醇双燃料缸内直喷中速机，其特征在于：所述甲醇控制系统包括甲醇ecu、控制线束、上位机、故障显示灯、喷醇指示灯、甲醇系统开关和固定式甲醇浓度检测仪；上位机连接甲醇ecu，甲醇ecu通过控制线束连接原机柴油调速器的转速传感器、燃料供给管系中甲醇温度传感器和压力传感器、进气温度传感器以及固定式甲醇浓度检测仪，用于通过can模式，直接读取原机柴油调速器的转速信号来判断发动机工作状况、同时读取燃料供给管系中甲醇温度和压力，以确定甲醇喷射；并读取进气温度传感器的温度信号，甲醇ecu通过控制线束连接废气旁通阀，用于控制废气旁通阀门开度，进而通过控制废气引入量实现进气流量的调节；上位机作为甲醇喷射控制界面、故障显示灯、甲醇系统开关、喷醇指示灯和固定式甲醇浓度检测仪显示界面的集成，用于同时显示发动机转速、进气压力、油门开度，机旁和甲醇供给系统附近甲醇浓度、甲醇系统运行状况信号。

8.根据权利要求7所述的大功率船用甲醇双燃料缸内直喷中速机，其特征在于：所述故障显示灯连接甲醇ecu，用于显示各个传感器的信号状态和简单故障指示；喷醇指示灯用于显示船舶是否处于双燃料工作模式。

9.根据权利要求7所述的大功率船用甲醇双燃料缸内直喷中速机，其特征在于：所述甲醇系统开关连接甲醇ecu和上位机，用于手动调换柴油机工作状态处于柴油甲醇双燃料模式或是原机的纯柴油模式。

10.根据权利要求7所述的大功率船用甲醇双燃料缸内直喷中速机，其特征在于：所述固定式甲醇浓度检测仪有四个，一个安装在发动机曲轴箱门盖板，检测曲轴箱内的甲醇浓度，三个安装在发动机机旁，其中一个检测低压甲醇管系双壁管环形空间的甲醇浓度，另两个检测空气氛围中的甲醇浓度，用以确保甲醇无泄漏。

技术总结本技术涉及一种大功率船用甲醇双燃料缸内直喷中速机，采用甲醇/柴油双燃料喷射系统代替原柴油喷射系统、甲醇控制系统，甲醇/柴油双燃料喷射系统包括：甲醇/柴油双燃料喷射阀、增压泵、燃料供给管系，增加废气旁通系统、安全阀，柴油引燃喷射系统，甲醇/柴油双燃料喷射阀安装在缸盖中心位置，用于将甲醇燃料、柴油直接喷入发动机气缸内部，甲醇控制系统连接甲醇/柴油双燃料喷射系统，控制发动机在柴油模式运行时甲醇/柴油双燃料喷射阀喷射柴油，甲醇模型运行时喷射甲醇，引燃油喷射器喷射引燃油引燃甲醇。本技术实现了单缸功率不低于500KW的甲醇燃料中速发动机，实现甲醇、柴油模式灵活切换，甲醇、柴油共用一套燃料喷射。技术研发人员：邵澍晖,钱跃华,夏倩受保护的技术使用者：中船动力研究院有限公司技术研发日：20231103技术公布日：2024/6/30