[實用新型]一種發動機氣體燃料缸內直噴噴射噴嘴

有效

• 申請號: 201520481828.3
• 申請日: 2015-07-07
• 公開（公告）號: CN204900135U
• 公開（公告）日: 2015-12-23
• 發明（設計）人: 王軍;金毅;張志遠
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍裝甲兵工程學院
• 主分類號: F02M61/18
• 分類號: F02M61/18
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

一、技術領域

本實用新型涉及發動機氣體燃料噴射裝置，具體是一種發動機氣體燃料缸內直噴噴射噴嘴，屬于發動機燃料噴射技術。

二、背景技術

缸內直噴是點燃式發動機燃料供給的一種先進技術，發動機缸內直噴技術實現了燃料噴射量的直接調節，提高了發動機的經濟性和熱效率。液體燃料的缸內直噴技術已經比較成熟，如柴油機和汽油機的缸內直噴取得了良好的成果。

隨著發動機排放法規的日益嚴格，代用燃料成為發動機節能減排的有效技術手段，如液化石油氣(LPG)、二甲醚(DME)、液化天然氣(LNG)等液態燃料，氫氣、壓縮天然氣(CNG)為氣體燃料，壓縮天然氣CNG可以直接噴入氣缸，實現缸內直噴，噴霧均勻分布是獲得良好混合氣質量的基本條件，傳統的閉式噴嘴由于噴孔數目少，噴注分布間隔較大，在短時間內不能保證形成均勻的混合氣，盡管采用了兩層排列多孔布置的結構設計，仍然不能從根本上獲得良好的混合氣。

目前氣體噴射噴嘴多用于發動機進氣道噴射中，以5-10Pa的壓力噴射，對噴孔數目和分布要求不高，大部分沿用燃油閉式噴嘴即可；當向氣缸內直接噴射氣體時，由于氣缸中壓縮背壓高，要實現高均質混合，對噴嘴的噴孔參數和針閥結構設計要求更高，已有一些氣體噴射噴嘴用于缸內直噴點火燃燒，如西安交通大學的缸內直噴周向燃燒系統，該系統采用多孔噴嘴，噴嘴的噴孔呈不均勻分布，靠近火花塞分布較密，沿周向順渦流方向逐漸變稀，在不需要組織強進氣渦流的條件下實現了混合氣由濃到稀的周向分層，但是其噴射壓力不高。

當向直噴壓燃發動機上噴射氣體燃料時，噴射壓力要求大于20MPa，同時在缸內獲得良好的混合氣，噴孔布置和噴嘴結構上需要新的設計。

三、發明內容

本實用新型的目的是解決以上技術問題，填補發動機缸內直噴氣體燃料噴射裝置的空白，本實用新型是這樣實現的：發動機缸內直噴氣體噴嘴由針閥、針閥體和凸面噴嘴體三部分組成，針閥和針閥體是一對配合間隙在0.001-0.003mm的偶件，它組成一個倒錐面單向閥，控制氣體燃料的噴射，噴嘴體是凸面體和空心圓柱組合而成，一端為開口，另一個端為閉口凸面形狀，凸面體上布置位置、孔徑和數目不同的噴孔，凸面噴嘴體與針閥體之間用細牙螺紋連接，針閥體與噴油器體之間采用端面接觸，鎖緊螺母緊固針閥體與噴油器體。針閥和針閥體構成的錐面單向閥，實現了氣體噴射的控制，噴孔單獨布置在凸面噴嘴體上，擴大了噴孔布置自由度，突破噴孔和錐面都集成在針閥體上的傳統設計，易于與發動機燃燒室匹配，簡化噴孔加工難度。

四、附圖說明

圖1為氣體燃料缸內直噴噴射噴嘴

圖2為針閥結構圖

圖3為針閥體結構圖

圖4為針閥體頂面結構圖

圖5為凸面噴嘴體結構圖

圖6為凸面噴嘴體底面結構圖

五、具體實施方式

發動機氣體燃料缸內直噴噴射噴嘴由針閥1、針閥體2、凸面噴嘴體3組成，如附圖1所示。針閥1位于針閥體2的內孔中，在復位彈簧6的彈簧力作用下，針閥1錐面與針閥體2錐面座接觸實現錐面密封，凸面噴嘴體3上布置噴孔，凸面噴嘴體3與針閥體2通過細牙螺紋連接，凸面噴嘴體3與針閥體2通過密封銅墊4實現端面密封，針閥體2上端面與噴油器體下端面接觸，通過鎖緊螺母5緊固。

針閥1由錐面11、針閥桿12、第一密封槽13、第二密封槽14組成，如附圖2所示。錐面11在針閥桿12底部，錐角為60°，針閥桿12與錐面11連成一體，針閥桿12上部置于針閥體2的內孔中，在針閥運動時起導向作用，保證錐面密封良好，第一密封槽13和第二密封槽14位于針閥桿12上端，與針閥體2的內孔形成迷宮密封。

針閥體2由錐面座21、針閥體22、連接外螺紋23、傾斜油道24、針閥卡臺25和環形油槽26組成。在附圖3中，錐面座21在針閥體22內孔下端，錐角為59°，連接外螺紋23布置在針閥體22外圓面下部，兩個針閥卡臺25設置在針閥體22上端外圓柱面，關于直徑對稱布置，用于緊固凸面噴嘴體3與針閥體2的螺紋；在附圖4中，在針閥體22上端面設置一個環形油槽26，油槽內間隔90°均布4個傾斜油道24，每一個傾斜油道下端與針閥體22內孔相通。

凸面噴嘴體3是由凸面體31和空心圓柱32組成。在附圖5中，凸面體31是一個半徑為50mm球面，空心圓柱32的內表面上設置內螺紋34，內螺紋34與針閥體21上的外螺紋23連接，空心圓柱32的外柱面設有緊固用的兩個卡槽33，關于直徑對稱布置；在附圖6中，其凸面上布置大噴孔311和小噴孔312，在直徑較大的兩個圓上沿圓周方向各均布8個大噴孔311，相鄰兩個圓周噴孔位置錯開一個角度，在直徑最小的圓上沿圓周方向均布4個小噴孔312。