摘要：近几年，燃气发动机的应用越来越广泛，人们加强了对其的研究与分析，而混合器作为燃气发动机中的一项重要设备，其对于燃气发动机运行的安全性和质量都会产生直接影响。因此，为了提升燃气发动机的性能，应当从实际情况入手，加强对混合器的分析，明确混合器的工作特性。同时，要通过合理的设计方案，使混合器的性能能够得到进一步提升，下面，针对该项问题进行详细分析，希望文中内容对相关工作人员能够有所帮助，并且可以促进整个行业的发展。
关键词：燃气发动机；混合器；设计方案；调节阀
目前，缸外预混燃气发动机的应用十分广泛，针对该类型的发动机起来说，混合器会对燃气发动机的整体性能，以及工作过程产生直接影响。在发动机运行期间，如果混合气体浓度过高，则会影响发动机在运行过程中的经济效益，将会加剧空气容积效率的损失情况，进而会降低发动机在运行时的输出功率；如果混合气体的浓度过低，则有可能会引起气候，增加启动难度，这都会对燃气发动机的应用造成不良影响。
燃气发动机在进行冷启动时，因为受周围温度环境较低影响，发动机不会输出相应的功率，如果要进行稀混合气体配置，混合气体总量将会降低，这会造成混合气体不宜着火，由此可见，混合气体过稀是导致发动机难以启动原因。下面提出了单向阀和调节阀的文丘里管式混合器方案。
1 通过实验分析混合器的应用性能
在具体实验过程中会分析的文丘里管式混合器的各项指标参数与如表1所示。
表1文丘里管式混合器各项指标参数
在进行试验的时，主要对发动机启动后的有功率输出和怠速等各种不同工况下，混合器的口气入口压力、混合器喉口压力等内容。在具体试验过程中，为了确保试验获取的各项数据数据的能过真实的反应发动机在运行期间的状态，应当对多个不同负荷情况下的点完成相应的试验。
通过实验结果可以发现，混合器在具体应用期间，性能相对比较稳定，发动机运行过程中，如果发动机的工况出现了较大波动，控制系统的调整相对比较及时[1]。但是，需要注意的是，如果在启动发动机过程中，会出现难以启动的现象，通过试验可以发现，在启动后，怠速工况下过量空气系数调整不合理，将会致使过量空隙系数偏大，为了使这一问题能够得到解决，要通过合理的设计方式，对混合器进行优化，从而使其性能可以得到充分发挥[2]。
2 改进燃气发动机混合器
因为原混合器的空气管和燃气管的尺寸和结构都无法调节，同时，为了确保燃气发动机在实际运行期间，有功率输出功率下，能够处于稀薄燃烧状态，要对混合气过量空气系数进行控制，使其都保持在约1.6，这将会导致启动后怠速工况下，燃气发动机怠速出现稳定情况，导致混合器在实际运行过程中难以启动[3]。下面，在具体分析过程中，设计了一个文丘里管式混合器，其带一个单相阀和调节阀，启动发动机时，混合器中的单向阀或依据混合器前的燃气管道压力和节气门后混合气体的压力差，完成对阀门的开关加以控制，在启动单相阀后，混合器在运行过程中，会通过对调节阀的应用，完成对燃气具体流量大小情况的合理调整，从而在发动机启动后，能够使过量空气系数保持在一个最佳状态。
2.1 设计调节阀的具体方案
在选择调节阀是需要考虑的参数有很多，调节阀的孔径尺寸的大小是其中最为重要的一项参数，启动燃气发动机后，其在0kw-600r/min怠速工况下进行测量，此时可以通过测量，可以确定过量空气系统的大小为1.65，此时，混合气体浓度过低，而在启动处于一个相对比较理想的状态时，过量空气系数大小则应当控制在0.85-0.98之间[4]。天然气从喉口处的燃气孔经过，最终进入到混合器中，通过换算，其当量直径大小约为29.92mm。在对混合器进行改进后，应用的天然气的平均密度，以及相应流速大小，基本都没有发生变化，依据过量空气系数公式和质量流量流量公式对调节阀的孔径大小进行计算，最终的得出孔径的大小为30mm。依据上述分析结果，最终设计人员决定，在进行混合器设计方案时，采用ACOL ADPV-3030-1B调节阀。
2.2 设计单向阀的具体方案
单向阀内的空气流动具有单向性，无法朝着反向移动。工作原理如下：混合器在具体应用期，若燃气管道压力与节气门后的混合器气压的大小超过了规定值，此时，燃气则会冲单向阀入口进入，并且在进入过程中，会克服弹簧预紧力，以及摩擦力的阻碍，使单向阀阀门打开；如果在实际运行过程中，压力差较小，此时会自动关闭阀门。由此可见，在具体设计期间，如果对单向阀采用的方案确定了，相应的工作人员应当相先对混合器前燃气压力和节气门后混合气的具体压力大小进行明确，通过具体试验获取的各项数据如表2所示。
表2 混合器前燃气压力和节气门后压力值
通过表2中的数据可以发现，启动燃气发动机后，0kw-600r/min怠速工况时前燃气压力与节气门后压力的差值最大，从实际情况来看，启动燃气发动机工况下，压力差比怠速工况下的压差要多很多，因此，在实际作业时，选择的单向阀的弹簧预紧力大小为72.48kpa，通过对其的合理应用，保证在启动燃气发动机时，单向阀能够被自动开启，而当怠速稳定后，单向阀则会自动关闭[5]。
在设计燃气发动机混合器时，为了确保最终设计的混合器能够满足应用的需求，要做好单向阀的选择，而在进行单向阀选择时，要将单向阀管径作为主要依据。依据上述分析结果，最终决定，采用DN206分（304材质）型号的止回阀，完成对混合器的改进，从而使混合器在燃气发动机中的运用能够发挥出现良好的作用，确保燃气发动机不会出现任何安全问题。
3 结束语：
混合器对燃气发动机的性会产生直接影响，因此，在对燃气发动机进行应用过程中，应当从实际情况出发，加强对混合器的设计方案内容的研究，保证设计方案的合理性，最终，设计一个可以满足燃气发动机的混合器，对其进行合理应用。
参考文献：
[1]刘如迪，耿建辉，胡春荣，等.6L190燃气发动机电控混合器设计优化研究[J].内燃机与动力装置，2017，34（01）：40-44.
[2]张红学，韦莹，陈建春，等.12V240燃气发动机预混合系统的设计[J].柴油机，2015，37（02）：43-46.
[3]余小松，崔鹏.12V190燃气发动机文丘里混合器流场分析[J].内燃机与动力装置，2013，30（03）：20-23.
[4]刘健，吉洪湖，李宁，等.漏斗形混合器对涡扇发动机推力和红外辐射特征的影响[J].航空动力学报，2015，30（08）：1988-1996.
[5]张红学，韦莹，陈建春，等.12V240燃气发动机预混合系统的设计[J].柴油机，2015，37（02）：43-46.
论文作者:周勇权1,孙淑璐2,贾晓彤3,汲崇明4
论文发表刊物:《基层建设》2018年第36期
论文发表时间:2019/2/15
标签：混合器论文; 发动机论文; 燃气论文; 单向阀论文; 工况论文; 压力论文; 过程中论文; 《基层建设》2018年第36期论文;