带有余热回收装置的天然气发动机技术领域
本发明涉及一种属于天然气发动机技术领域的爆震控制装置，特征是一种可以往
缸内喷水的带有余热回收装置的天然气发动机。
背景技术
天然气的优点包括资源丰富、排放污染低、价格低廉等，日益受到重视，被认为是
一种非常具有发展前景的燃料，大部分人都将天然气作为继煤、石油之后的世界上第三大
能源，发挥着越来越重要的角色。其主要成分为甲烷，是一种气态燃料，能够与空气充分混
合，因此其燃烧后基本没有微粒排放，燃烧后的CO生成量也很少；与其他化石类燃料相比较
而言，在开采、生产、储藏、运输、使用等全生命周期内产生的污染物排放量最少，因此天然
气又被人们称之为“清洁燃料。
近年来，世界上众多国家，例如美国、德国、日本、韩国、泰国等都相继制定了天然
气动力应用的发展规划。我国相继实行了“清洁汽车”、“十城千辆”等政策，大力推广新能源
汽车，使得天然气发动机在城市公交、出租车上得到的广泛的应用我国对天然气发动机的
研发工作起步较晚，从上世纪八十年代开始，但发展迅速，尤其是全国开展“清洁汽车”行动
后。天然气发动机未来仍将保持高速发展的态势。液化气还有许多操作优点：几乎可以完全
充分地燃烧；和汽油车的尾气排放量相比，对环境污染小；可满足各国的排放标准；引擎部
件的碳沉淀极小，因此液化气引擎运转更自如、寿命更长，比汽油机和柴油机需要更少的日
常维修保养；由于燃料是气态，寒冷天气更易启动；专用天然气引擎或两用燃料汽油机等各
种火花塞引擎都能以液化气为燃料；液化气在注入引擎气缸前是气态并与空气混合，所以
寒冷天气启动时，气缸壁的润滑薄膜不会被洗掉，发动机油不会出现稀释现象。但是天然气
发动机容易发生爆震，若是控制不好，极其容易造成发动机损坏。
发明内容
本发明针对上述现有技术的不足，提供了一种带有余热回收装置的天然气发动
机，可以有效拟制爆震对发动机的损坏。
本发明是通过以下技术来实现的，本发明包括缸盖、缸体、油底壳、活塞、活塞销、
连杆、曲轴、进气管、空滤、排气管、消音器、供气总管、第一供气支管、第二供气支管、气化
器、第一控制阀、第一喷射器、第二喷射器、第三喷射器、第二控制阀、供水管、高压水泵、储
水器、液化天然气存储罐、热电转换装置、线束、制冷机、降温器、制冷剂管、第三控制阀、换
热管，缸盖、缸体、油底壳构成发动机本体，活塞布置在缸体内，连杆的上下端分别与活塞
销、曲轴相连接，进气管的出气口与缸盖上的进气道相连接，排气管的进气口与缸盖上的排
气道相连接，空滤布置在进气管上，消音器布置在排气管上，第一喷射器、第二喷射器、第三
喷射器均布置在缸盖上，第一喷射器、第三喷射器在第二喷射器两侧对称布置，供气总管的
进气口与液化天然气存储罐相连接，供气总管的出气口与第一供气支管、第二供气支管的
进气口相连接，第一供气支管、第二供气支管的出气口分别与第二喷射器、第一喷射器相连
接，气化器布置在第一供气支管上，第一控制阀布置在第二供气支管上，供水管的进口与储
水器相连接，供水管的出口与第三喷射器相连接，第二控制阀、高压水泵均布置在供水管
上；热电转换装置布置在排气管上，热电转换装置与制冷机之间通过线束相连接，降温器布
置在第二供气支管上，降温器与制冷机之间通过制冷剂管相连接；换热管的两端口分别布
置在消音器前后的排气管上，换热管的中间部位在油底壳中穿过，第三控制阀布置在换热
管上。
进一步地，在本发明中，第一控制阀、第一喷射器、第二喷射器、第三喷射器、第二
控制阀、高压水泵均与发动机电子控制系统相连接。
本发明的有益效果是：本发明设计合理，结构简单，可以根据不同的爆震程度来控
制喷入气缸内的物体种类，可以有效拟制爆震对发动机的损坏。
附图说明
图1为本发明实施例的结构示意图；
附图中的标号分别为：1、缸盖，2、缸体，3、油底壳，4、活塞，5、活塞销，6、连杆，7、曲轴，
8、进气管，9、空滤，10、排气管，11、消音器，12、供气总管，13、第一供气支管，14、第二供气支
管，15、气化器，16、第一控制阀，17、第一喷射器，18、第二喷射器，19、第三喷射器，20、第二
控制阀，21、供水管，22、高压水泵，23、储水器，24、液化天然气存储罐，25、热电转换装置，
26、线束，27、制冷机，28、降温器，29、制冷剂管，30、第三控制阀，31、换热管。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施例作详细说明，本实施例以本发明技术方案为前
提，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
实施例
本发明的实施例如图1所示，本发明包括缸盖1、缸体2、油底壳3、活塞4、活塞销5、
连杆6、曲轴7、进气管8、空滤9、排气管10、消音器11、供气总管12、第一供气支管13、第二供
气支管14、气化器15、第一控制阀16、第一喷射器17、第二喷射器18、第三喷射器19、第二控
制阀20、供水管21、高压水泵22、储水器23、液化天然气存储罐24、热电转换装置25、线束26、
制冷机27、降温器28、制冷剂管29、第三控制阀30、换热管31，缸盖1、缸体2、油底壳3构成发
动机本体，活塞4布置在缸体2内，连杆6的上下端分别与活塞销5、曲轴7相连接，进气管8的
出气口与缸盖1上的进气道相连接，排气管10的进气口与缸盖1上的排气道相连接，空滤9布
置在进气管8上，消音器11布置在排气管10上，第一喷射器17、第二喷射器18、第三喷射器19
均布置在缸盖1上，第一喷射器17、第三喷射器19在第二喷射器18两侧对称布置，供气总管
12的进气口与液化天然气存储罐24相连接，供气总管12的出气口与第一供气支管13、第二
供气支管14的进气口相连接，第一供气支管13、第二供气支管14的出气口分别与第二喷射
器18、第一喷射器17相连接，气化器15布置在第一供气支管13上，第一控制阀16布置在第二
供气支管14上，供水管21的进口与储水器23相连接，供水管21的出口与第三喷射器19相连
接，第二控制阀20、高压水泵22均布置在供水管21上，热电转换装置25布置在排气管10上，
热电转换装置25与制冷机27之间通过线束26相连接，降温器28布置在第二供气支管14上，
降温器28与制冷机27之间通过制冷剂管29相连接；换热管31的两端口分别布置在消音器11
前后的排气管10上，换热管31的中间部位在油底壳3中穿过，第三控制阀30布置在换热管31
上；第一控制阀16、第一喷射器17、第二喷射器18、第三喷射器19、第二控制阀20、高压水泵
22均与发动机电子控制系统相连接。
在本发明的实施过程中，当发动机控制系统监测到轻微爆震时，可以控制第一控
制阀16打开，往发动机气缸内喷入液态天然气，使气缸内混合气变浓，从而拟制爆震破坏发
动机；当发动机控制系统监测到严重爆震时，可以控制第二控制阀20打开，往发动机气缸内
喷水，使气缸内混合气温度降低，从而拟制爆震破坏发动机。通过在第二供气支管14上布置
降温器28，可以使第二供气支管14内流通的液化天然气温度更低，更加有效的拟制爆震。通
过热电转换装置25和换热管31，可以实现发动机排气余热的回收，热电转换装置25把热能
转换成电能给制冷机27供电，换热管31回收余热来加热油底壳3内的机油。