船用发动机双燃料供给装置的制作方法

1.本发明涉及一种船用发动机的燃料供给装置，尤其是一种可实现柴油和甲醇双燃料模式切换的燃料供给装置，属于船用发动机技术领域。


背景技术：

2.在船用双燃料技术中，常选用甲醇作为柴油外的第二种燃料，甲醇作为一种清洁燃料，在具备较好经济性的同时，相比于柴油燃料可大大减少sox、nox和颗粒物的排放。双燃料发动机技术中，目前普遍应用的为双喷射系统和歧管喷射系统，上述两种喷射系统不仅结构庞大，适用性差，后期维护难度大，而且甲醇进入气缸后雾化效果差，燃烧效率低，大大影响了发动机的正常运行。


技术实现要素：

3.本发明的目的是提供一种结构简单、成本低、可实现甲醇-柴油双模式切换、且能满足甲醇-柴油双燃料喷射要求的船用发动机双燃料供给装置。
4.本发明通过以下技术方案予以实现：
5.一种船用发动机双燃料供给装置，包括燃料喷射机构、模式切换机构和喷油正时调节机构；所述燃料喷射机构包括凸轮轴、承盘、柱塞泵和弹簧，所述承盘固定在柱塞泵柱塞的下端端头，并移动支撑在凸轮轴上凸轮的外周面上，所述弹簧套装在柱塞的下端，弹簧上下端分别通过柱塞泵和承盘定位，柱塞泵泵体上端分别固设有柴油输送管和甲醇输送管，柱塞泵泵体包括内筒、中筒和外筒，内筒和中筒分别转动套装在外筒内，二者底部通过压紧垫片定位；所述模式切换机构设置在燃料喷射机构一侧，模式切换机构包括液压缸、连接块、支撑块、水平设置的驱动连杆、滑块和驱动块，连接块固定在液压缸的活塞杆端头上，凸轮轴的一端通过数个轴承支承在连接块内，并通过压盖定位，支撑块垂直固定在活塞杆上侧，驱动连杆一端与支撑块上端铰接，驱动连杆另一端与滑块铰接，所述滑块设置在驱动块的滑槽内，驱动块固定在所述中筒一侧上；所述喷油正时调节机构设置在燃料喷射机构的另一侧，喷油正时调节机构包括执行器、相互啮合的齿条和齿轮，执行器固定在齿条外端上，齿轮固定在所述内筒上与驱动块相对一侧上。
6.本发明的目的还可以通过以下技术措施来进一步实现。
7.前述的船用发动机双燃料供给装置，其中所述的凸轮轴上的凸轮为一端大另一端小的变行程凸轮，变行程凸轮小头的行程为大头行程的0.3～0.5倍。
8.前述的船用发动机双燃料供给装置，其中所述的外筒下端一侧设有驱动块槽，外筒和中筒的下端与驱动块槽的相对侧均设有齿轮槽。
9.前述的船用发动机双燃料供给装置，其中所述的外筒的上端相对两侧分别设有柴油进口、甲醇进口、柴油出口和甲醇出口；所述中筒的上端相对两侧分别设有第一燃料进口、竖直的第一润滑油道和第一燃料出口；所述内筒的上端相对两侧分别设有第二燃料进口、水平的第二润滑油道和第二燃料出口。
10.前述的船用发动机双燃料供给装置，其中所述的第二燃料进口和第二润滑油道均为水平腰形通孔，第二燃料出口为水平腰型槽，所述水平腰型槽的中部设有通孔。
11.本发明将甲醇-柴油双燃料模式合二为一，结构简单紧凑，成本低，后期维护方便。通过模式切换机构可实现甲醇-柴油双燃料喷射模式的自动切换，并通过燃料喷射机构喷射，这样不仅能保证柴油在气缸内充分燃烧，而且大大提升了甲醇在气缸内的雾化效果和流量供给能力，甲醇燃烧效率高，从而可有效保证发动机的正常运行，降低了发动机的运营成本，同时还可降低污染物的排放。此外喷油正时调节机构可根据需要调节柴油或甲醇的喷射量，使用灵活方便。
12.本发明的优点和特点，将通过下面优选实施例的非限制性说明进行图示和解释，这些实施例，是参照附图仅作为例子给出的。
附图说明
13.图1是本发明的结构示意图；
14.图2是本发明变凸轮的立体结构示意图；
15.图3是本发明柱塞泵的立体结构示意图；
16.图4是本发明柴油模式下柴油供给通道示意图；
17.图5是本发明甲醇模式下甲醇供给通道示意图；
18.图6是本发明甲醇模式下润滑油供给通道示意图。
具体实施方式
19.下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
20.如图1所示，本发明包括燃料喷射机构1、模式切换机构2和喷油正时调节机构3。燃料喷射机构1包括凸轮轴11、承盘12、柱塞泵13和弹簧14，承盘12通过销轴固定在柱塞泵13的柱塞下端端头，并移动支撑在凸轮轴11上凸轮15的外周面上，承盘12可沿凸轮15的外周面轴向位移。如图2所示，由于甲醇的热值约为柴油的一半，一个行程中需要更多的甲醇喷射量，因此凸轮轴11上的凸轮15设计为左端大右端小的变行程凸轮，以满足甲醇喷射量要求，变行程凸轮最右端的行程为最左端行程的0.3～0.5倍，本实施例中，变行程凸轮最右端的行程为最左端行程的0.5倍。弹簧14套装在柱塞的下端，弹簧14的上下端分别通过柱塞泵13和承盘13定位，柱塞泵13泵体上端分别固设有柴油输送管16和甲醇输送管17。
21.如图3所示，柱塞泵13的泵体包括内筒131、中筒132和外筒133，内筒131和中筒132分别转动套装在外筒133内，二者底部通过压紧垫片134定位。其中，外筒133下端一侧设有驱动块槽135，外筒133和中筒132的下端与驱动块槽135的相对侧均设有齿轮槽136。外筒133的上端相对两侧分别设有柴油进口10、甲醇进口20、柴油出口30和甲醇出口40，中筒132的上端相对两侧分别设有第一燃料进口50、竖直的第一润滑油道60和第一燃料出口70，内筒131的上端相对两侧分别设有第二燃料进口80、水平的第二润滑油道90和第二燃料出口100，第二燃料进口80和第二润滑油道90均为水平腰形通孔，第二燃料出口80为水平腰型槽，其中部设有通孔。
22.如图1所示，模式切换机构2设置在燃料喷射机构1的右侧，模式切换机构2包括液压缸21、连接块22、支撑块23、水平设置的驱动连杆24、滑块25和驱动块26，连接块22为上下
两个半圆体，上下两个半圆体合围包住压盖27后通过螺栓固定在液压缸21的活塞杆端头上，凸轮轴11的右端通过两个平面推力轴承支承在连接块22内，并通过压盖27定位，支撑块23垂直焊接固定在活塞杆上侧，驱动连杆24的右端与支撑块23的上端铰接，其左端与滑块25铰接，滑块25设置在驱动块26的滑槽内，驱动块26焊接固定在中筒132的一侧上。
23.喷油正时调节机构3设置在燃料喷射机构1的另一侧，喷油正时调节机构3包括执行器31、相互啮合的齿条32和齿轮33，执行器31固定在齿条32的外端上，齿轮33焊接固定在内筒131上与驱动块26相对一侧上。
24.如图1和图4所示，柴油模式下，柱塞泵13位于凸轮15的最右端，驱动块26位于驱动块槽135的最左侧，此时柴油依次沿柴油进口10、第一燃料进口50和第二燃料进口80进入柱塞泵13泵体内的燃料腔，随着凸轮轴11转动，柱塞137上行，当柱塞137的顶部高于各进口时，进油停止，柱塞137继续上行，进入压油过程，当柱塞泵13泵体燃料腔内的压力达到喷油阀的预设压力时，喷油阀开始喷油，此时柱塞137到达上止点，凸轮轴11继续转动，柱塞137下行，当柱塞137上的回油型线138与第二燃料出口100连通时，开始回油泄压，柴油依次沿第二燃料出口100、第一燃料出口70和柴油出口30进入燃料出口管道，此时一个行程结束。
25.当需要切换成甲醇模式时，如图1所述，调整液压缸21内的压力差，活塞杆向右收缩，活塞杆通过支撑块23带动驱动连杆24右移，驱动块26随之沿驱动块槽135逆时针转动，驱动块26带动中筒132逆时针转动，与此同时，活塞杆带动凸轮轴11右移，凸轮轴11边移动边转动，当驱动块26转动至驱动槽135最右侧时，如图5所示，此时甲醇进口20、第一燃料进口50和第二燃料进口80连通，甲醇出口40、第一燃料出口70和第二燃料出口100连通，柱塞泵13位于凸轮15的最左端，模式切换完成。
26.甲醇喷射过程与柴油喷射过程相同，二者的不同之处在于，在柴油模式下，柱塞泵13依靠柴油实现自润滑，而在甲醇模式下，由于甲醇运动粘度远小于柴油，故设置柴油润滑油道。如图6所示，甲醇模式下，柴油进口10、第一润滑油道60和第二润滑油道90连通，柴油从柴油进口10经第一润滑油道60向下流动，进入第二润滑油道90后直接流进柱塞137上端的储油槽内，并注满储油槽，以供一个行程的柱塞润滑。第二润滑油道90设置在柱塞137顶部下侧，可防止甲醇和柴油两种燃料同时进入柱塞泵13的泵体燃料腔。
27.喷油正时调节时，喷油提前角可在凸轮轴11左端加装vit调节，喷油量由内筒131转动调节。执行器31根据发动机实时状态及燃料需求量发出指令，驱动齿条32移动，与齿条32啮合的齿轮33带动内筒131转动，第二燃料出口100随之转动，此时第二燃料出口100和柱塞回油型线138的相对位置发生改变，回油时机也就发生改变，从而实现喷油量的调节。
28.除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式，凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围内。

技术特征：
1.一种船用发动机双燃料供给装置，其特征在于：包括燃料喷射机构、模式切换机构和喷油正时调节机构；所述燃料喷射机构包括凸轮轴、承盘、柱塞泵和弹簧，所述承盘固定在柱塞泵柱塞的下端端头，并移动支撑在凸轮轴上凸轮的外周面上，所述弹簧套装在柱塞的下端，弹簧上下端分别通过柱塞泵和承盘定位，柱塞泵泵体上端分别固设有柴油输送管和甲醇输送管，柱塞泵泵体包括内筒、中筒和外筒，内筒和中筒分别转动套装在外筒内，二者底部通过压紧垫片定位；所述模式切换机构设置在燃料喷射机构一侧，模式切换机构包括液压缸、连接块、支撑块、水平设置的驱动连杆、滑块和驱动块，连接块固定在液压缸的活塞杆端头上，凸轮轴的一端通过数个轴承支承在连接块内，并通过压盖定位，支撑块垂直固定在活塞杆上侧，驱动连杆一端与支撑块上端铰接，驱动连杆另一端与滑块铰接，所述滑块设置在驱动块的滑槽内，驱动块固定在所述中筒一侧上；所述喷油正时调节机构设置在燃料喷射机构的另一侧，喷油正时调节机构包括执行器、相互啮合的齿条和齿轮，执行器固定在齿条外端上，齿轮固定在所述内筒上与驱动块相对一侧上。2.如权利要求1所述的船用发动机双燃料供给装置，其特征在于：所述凸轮轴上的凸轮为一端大另一端小的变行程凸轮，变行程凸轮小头的行程为大头行程的0.3～0.5倍。3.如权利要求1所述的船用发动机双燃料供给装置，其特征在于：所述外筒下端一侧设有驱动块槽，外筒和中筒的下端与驱动块槽的相对侧均设有齿轮槽。4.如权利要求1所述的船用发动机双燃料供给装置，其特征在于：所述外筒的上端相对两侧分别设有柴油进口、甲醇进口、柴油出口和甲醇出口；所述中筒的上端相对两侧分别设有第一燃料进口、竖直的第一润滑油道和第一燃料出口；所述内筒的上端相对两侧分别设有第二燃料进口、水平的第二润滑油道和第二燃料出口。5.如权利要求4所述的船用发动机双燃料供给装置，其特征在于：所述第二燃料进口和第二润滑油道均为水平腰形通孔，第二燃料出口为水平腰型槽，所述水平腰型槽的中部设有通孔。

技术总结
本发明公开了一种船用发动机双燃料供给装置，包括燃料喷射机构、模式切换机构和喷油正时调节机构；燃料喷射机构包括凸轮轴、承盘、柱塞泵和弹簧，承盘固定在柱塞泵柱塞的下端，支撑在凸轮的外周面上，弹簧套装在柱塞的下端；模式切换机构包括液压缸、连接块、支撑块、驱动连杆、滑块和驱动块，凸轮轴的一端支承在活塞杆端头的连接块内，支撑块固定在活塞杆上侧，驱动连杆一端与支撑块上端铰接，另一端与滑块铰接，滑块设置在驱动块的滑槽内；喷油正时调节机构包括执行器、齿条和齿轮，齿轮固定在内筒上与驱动块相对一侧上。本发明不仅能保证柴油在气缸内充分燃烧，而且大大提升了甲醇在气缸内的雾化效果和流量供给能力，甲醇燃烧效率高。效率高。效率高。


技术研发人员：郭信鹏 靖海国 张占虎 高益多
受保护的技术使用者：中船动力镇江有限公司
技术研发日：2023.03.24
技术公布日：2023/6/28