[發明專利]一種氣體/雙燃料發動機燃氣梯次噴射裝置

有效

• 申請號: 201510224027.3
• 申請日: 2015-05-05
• 公開（公告）號: CN104832319B
• 公開（公告）日: 2017-03-01
• 發明（設計）人: 楊立平;李越;宋恩哲;馬修真;姚崇;石勇;楊曉濤
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工程大學
• 主分類號: F02M21/02
• 分類號: F02M21/02;F02M51/06;F02M61/14
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種噴射裝置，尤其涉及一種氣體/雙燃料發動機燃氣梯次噴射裝置，屬于發動機技術領域。

背景技術

隨著能源危機和環境污染的日益嚴重，國內外都在積極研發各種節能減排技術手段。天然氣以其熱值高，燃燒清潔，儲量豐富成為新一代的替代能源。其中稀薄燃燒由于燃燒溫度低，可以有效減少NOx排放，成為一項重要的減排技術手段。但是，隨著混合氣變稀，發動機的循環變動加劇，甚至在發動機運行在稀燃極限附近時會出現部分燃燒或者失火現象，排放尾氣中HC和CO明顯增加，循環變動成為影響稀燃極限的一個重要阻礙，因此，合理組織進氣、燃燒過程，改善燃燒質量是充分發揮稀燃天然氣發動機節能減排能力的重中之重。

目前國內外先進發動機中，針對稀薄燃燒天然氣發動機燃料供給方式多采用電控多點噴射方式，因為天然氣密度低于空氣，進氣道天然氣噴射易造成大量天然氣聚集在進氣道內，導致進氣不充分，混合氣分層現象不明顯。針對氣體/雙燃料發動機的點火方式的不同，應該采取不同的進氣、燃燒過程組織方法，形成便于燃燒的天然氣濃度分層。公開號CN101985906B的專利涉及一種天然氣發動機的燃料噴射結構，該機構通過將燃氣噴嘴安裝在更加接近發動機進氣門的位置，燃氣貫穿進氣門和閥座之間的間隙直接噴射到氣缸內，利用燃氣噴射的運動能量，提高缸內的湍動能，進而改善燃燒。但是這種燃氣噴射結構容易導致缸內燃氣與空氣濃度分布的隨機性增加，當發動機工作在某些特定工況下，特別是在稀燃工況下缸內濃度梯度過大，導致燃燒穩定性和NOx排放性能不夠理想。

發明內容

本發明的目的是為了解決現有技術存在的問題而提供一種氣體/雙燃料發動機燃氣梯次噴射裝置。

本發明的目的是這樣實現的：包括氣缸蓋和氣缸主體，所述氣缸蓋上設置有歧管管道，所述歧管管道上還安裝有大流量燃氣噴嘴，所述大流量燃氣噴嘴包括上半段噴嘴和與上半段噴嘴固連的下半段噴嘴，所述下半段噴嘴是彎管，且下半段噴嘴的末端設置有下半段出氣孔，燃氣經下半段出氣孔噴至氣缸主體內，所述上半段噴嘴的外表面設置有上半段出氣孔，所述上半段出氣孔的布置方式是：沿著上半段噴嘴的長度方向上設置至少兩列的出氣孔組，每列出氣孔組至少有四個上半段出氣孔且每列的上半段出氣孔沿著上半段噴嘴的周向均勻布置，且每個上半段出氣孔的孔徑小于下半段出氣孔的孔徑，燃氣經上半段出氣孔噴至歧管管道內。

本發明還包括這樣一些結構特征：

1.所述下半段噴嘴的直徑小于上半段噴嘴的直徑。

2.所述上半段出氣孔的軸線與上半段噴嘴的軸線之間的夾角是90°或45°或135°。

3.所述每列出氣孔組的各個上半段出氣孔的孔徑不相等。

4.每列出氣孔組的相同孔徑的上半段出氣孔不在同一直線上。

與現有技術相比，本發明的有益效果是：本發明能實現燃氣預混合和梯次進氣，改善缸內燃氣與空氣的混合氣濃度分層，進而改善發動機燃燒質量，擴展發動機的稀燃極限，同時降低發動機的NOx排放。通過這種進氣組織方法可以實現兩部分混合氣的梯次進氣，通過調整兩部分混合氣各自濃度，便可以使缸內形成所需的混合氣濃度分層，保證發動機能夠可靠地點火燃燒。下半段噴嘴末端出口的引流作用，使天然氣在不碰撞進氣門和進氣門閥座情況下，快速進入氣缸內部，不損失天然氣的運動能量，加快混合速度。也即本發明可以實現需求的濃度分層，優化發動機內部的燃燒過程，改善其經濟性和排放性能。

附圖說明

圖1是本發明的總體結構示意圖；

圖2是本發明的噴射裝置的結構示意圖；

圖3(A)和圖3(B)是本發明的上半段出氣孔的軸線示意圖；(分別是45°和135°的情況)；

圖4是歧管管道內混合過程示意圖(遲滯進氣)；

圖5是上半段出氣孔的布置示意圖一(沿著上半段噴嘴周向)；

圖6是上半段出氣孔的布置示意圖二(沿著上半段噴嘴的長度方向)；

圖7是氣缸主體內混合氣體濃度分布示意圖(有火花塞時)。

具體實施方式

下面結合附圖與具體實施方式對本發明作進一步詳細描述。