燃气空调中燃气发动机的空燃比控制装置

摘要

一种燃气空调中燃气发动机的空燃比控制装置，它包括混合气管、排气管，主要技术特征是它还包括比例式燃气空气混合器、燃气比例阀、带步进电机的调整器、控制器，比例式燃气空气混合器上设有进空气口、混合气口、进燃气口，燃气比例阀上设有进气口和出气口，混合气口与混合气管的一端连接，进燃气口与出气口连接，带步进电机的调整器与比例式燃气空气混合器连接，所述的排气管上设有取样口，控制器分别与燃气发动机中点火器、带步进电机的调整器、燃气比例阀电联接。具有能有效地提高燃气发动机的热效率，减少有害气体的排放，有利于环境保护等特点。

说明书

技术领域：本发明涉及到一种燃气空调中燃气发动机的空燃比控制装置。

背景技术：在现有技术中，燃气空调中发动机有定空燃比和变空燃比两类控制方式。定空燃比控制方式的燃气发动机入口空气和入口燃气的节流口径是固定的，从而进入发动机的混合空气空燃比也是固定的，较易产生燃气在燃气发动机内燃烧不充分，排放大量有害气体的现象；应用稀薄燃烧理论的变空燃比控制方式是根据发动机实际需要来调整燃气供应量，以满足不同的燃烧需求，根据发动机负荷的变化来调整空燃比，其负荷的变化和变空燃比的相关性不强，致使其存在热效率低，污染环境等缺陷。为克服这些缺陷，对燃气空调中燃气发动机的空燃比控制装置进行了研制。

发明内容：本发明所要解决的技术问题是要提供一种燃气空调中燃气发动机的空燃比控制装置，它能有效地提高燃气发动机的热效率，减少有害气体的排放，有利于环境保护。

本发明解决其技术问题采用的技术方案是：它包括混合气管、排气管，它还包括比例式燃气空气混合器、燃气比例阀、带步进电机的调整器、控制器，比例式燃气空气混合器上设有进空气口、混合气口、进燃气口，燃气比例阀上设有进气口和出气口，混合气口与混合气管的一端连接，进燃气口与出气口连接，带步进电机的调整器与比例式燃气空气混合器连接，所述的排气管上设有取样口，控制器分别与燃气发动机中点火器、带步进电机的调整器、燃气比例阀电联接。

所述的带步进电机的调整器通过步进电机轴与比例式燃气空气混合器中旋转轴连接，使固定在旋转轴上的燃气碟阀和空气碟阀同开度转动。

所述的带步进电机的调整器包括步进电机和电机支架，带步进电机的调整器通过电机支架与比例式燃气空气混合器连接。

还包括减压阀和电磁截止阀，减压阀和电磁截止阀连接后与进气口连接。

本发明同背景技术相比所产生的有益效果：

1、由于本发明采用比例式燃气空气混合器、燃气比例阀、带步进电机的调整器、控制器，比例式燃气空气混合器上设有进空气口、混合气口、进燃气口，燃气比例阀上设有进气口和出气口，混合气口与混合气管的一端连接，进燃气口与出气口连接，带步进电机的调整器与比例式燃气空气混合器连接，所述的排气管上设有取样口，控制器分别与燃气发动机中点火器、带步进电机的调整器、燃气比例阀电联接的结构，故它能有效地提高燃气发动机的热效率，减少有害气体的排放，有利于环境保护。

附图说明：图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明应用于燃气空调的结构示意图。

具体实施方式：参看附图1、图2所示，本实施例包括制冷压缩机1、燃气发动机2、混合气管3、比例式燃气空气混合器4、燃气比例阀6、减压阀7、电磁截止阀8、带步进电机的调整器10、控制器11、排气管13。

燃气发动机2一端与制冷压缩机1连接，其另一端通过混合气管3与比例式燃气空气混合器4中混合气口16连接，比例式燃气空气混合器4上设有进空气口5、进燃气口17，燃气比例阀6上设有进气口9和出气口23，进燃气口17与出气口23连接，减压阀7和电磁截止阀8连接后与进气口9连接。

比例式燃气空气混合器4设有燃气碟阀18、空气碟阀19，带步进电机的调整器10包括步进电机21和电机支架25，带步进电机的调整器10通过电机支架25与比例式燃气空气混合器4连接，步进电机21中步进电机轴22与比例式燃气空气混合器4中旋转轴20连接，使固定在旋转轴20上的燃气碟阀18和空气碟阀19同开度转动。

排气管13上设有取样口12，排气管13与燃气发动机2连接，控制器11分别与燃气发动机2中点火器24、带步进电机的调整器10、燃气比例阀6电联接。

本发明的实施例应用于燃气空调时，冷却水循环装置14与废热交换器15连接，废热交换器15与燃气发动机2连接。

混合气中的空气与燃料的比例称为空燃比，稀混合气极限燃烧理论认为燃料燃烧时燃料和助燃剂二者之间存在最佳的混合比例，其助燃的空气量愈充分，燃烧也愈完善，并得了实验的证明。燃气和空气的混合气越稀，其燃烧越完全，在试验中也证实随着所提供的混合气空燃比的增大，燃气发动机的热效率随之提高，然而空燃比的增大到一定程度时，燃烧热效率开始下降，这是由于过稀的混合气将使燃烧速度降低，甚至由于难以点燃而造成“丢火”的现象。这个使热效率出现转折的空燃比数值，称为稀混合气极限值。因此使混合气的浓度保持在稀混合气极限值附近，即可得到最高的燃烧效率。

在出厂前调试时，通过排气管13中的取样口12，检测废气中氧的浓度来测空燃比，将测得的一组数据转换成数字信号，存储到控制器11中，然后将取样口12密封。

设置减压阀7和电磁截止阀8是为了便于燃气与空气的混合，燃气通过电磁截止阀8，经减压阀7把压力调整到大气压附近，再经燃气比例阀6调整到所需的压力后进入比例式燃气空气混合器4，与由进空气口5进入的空气混合。

为了降低发动机运行时产生的热量，并利用燃气发动机2的废热，燃气发动机2还连接有冷却水循环装置14，所述的冷却水循环装置14与排气管13组成的废热交换器吸收燃气发动机2运行时产生的废热，用来提供给空调蒸发器，防止空调寒冷季节结霜和提高供热动力。

工作时，由控制器11向燃气比例阀6输出电流信号，控制其开度，用于调整进入比例式燃气空气混合器4中燃气的量，得到不同的空燃比，从而在燃气发动机2内产生不同的燃烧状态。

控制器11向带步进电机的调整器10输出电流信号，控制步进电机21中步进电机轴22与旋转轴20同时转动，从而控制燃气碟阀18和空气碟阀19的转动，实现比例式燃气空气混和器4的不同开启度，从而控制燃气和空气的混合气进入燃气发动机2的量，实现燃气发动机2的调速。

控制器11与燃气发动机2中点火器24电联接，将燃气发动机2的点火频率信号取样，滤除干扰杂波后，作为燃气发动机2的转速信号输送到控制器11中单片机。当燃气发动机2的转速高于额定的转速，控制器11控制带步进电机的调整器10减少混合气体进气量，以降低燃气发动机2的转速，反之当燃气发动机2转速低于额定的转速，控制器11控制带步进电机的调整器10动作，增加混合气进气量，以提高燃气发动机2的转速。

控制器11可根据输入需要的转速，控制比例式燃气空气混合器4的开合度，实现不同的转速要求，从而调整燃气发动机2的负荷。在改变负荷的过程中，空燃比不变。由变空燃比的控制方式和改变负荷不改变空燃比的控制方式相结合的方式，可有效地控制满足不同燃烧状况下混合气的空燃比。可使混合气的浓度保持在稀混合气的极限值附近，获得良好的燃烧状态，能有效地提高了燃气发动机的热效率，减少有害气体的排放，有利于环境保护。

燃气空调中燃气发动机的空燃比控制装置，它混合的能源可以是天燃气、液化气，也可以是人工煤气和其它燃气，如沼气、矿井气、石油伴生气等。