[發明專利]一種階梯式噴孔結構噴油器的雙燃料發動機

有效

• 申請號: 202110239274.6
• 申請日: 2021-03-04
• 公開（公告）號: CN112780464B
• 公開（公告）日: 2022-06-17
• 發明（設計）人: 楊立平;尚秋成;王立媛;王睿
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工程大學
• 主分類號: F02M43/04
• 分類號: F02M43/04;F02M61/18;F02M61/10;F02M63/00;F02M45/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種階梯式噴孔結構噴油器的雙燃料發動機，其特征是：包括氣缸蓋、氣缸壁、活塞，氣缸蓋位于氣缸壁上方，活塞位于氣缸壁里，氣缸蓋、氣缸壁、活塞之間形成燃燒室，氣缸蓋里設置噴油器，噴油器位于氣缸蓋的中部，進氣歧管里設置低壓天然氣噴射閥，所述噴油器為帶有階梯式噴孔結構的噴油器，包括上噴孔和下噴孔，上噴孔位于上階梯平面，下噴孔位于下階梯平面，上噴孔的中心軸線與噴油器軸線夾角為60°，下噴孔的中心軸線與噴油器軸線夾角為30°；通過帶有階梯式噴孔結構的噴油器和ω型燃燒室結構匹配、以及控制低壓天然氣噴射閥與缸內直噴階梯噴油器的開啟正時可以實現柴油在發動機氣缸三維空間內多層次、多尺度和多角度噴射，使距離噴油器噴嘴出口位置的遠端和近端都分布有高反應活性的柴油，通過優化帶有階梯噴孔結構噴油器的噴孔直徑，增大上階梯平面內大噴孔柴油射流的貫穿距離和下階梯面內小噴孔柴油射流的流速，實現噴油射流與缸內大尺度擠流和滾流的交互作用，改善柴油的霧化質量，促進發動機在純柴油模式和氣體模式下的著火質量；

在低負荷下，通過帶有階梯式噴孔結構的噴油器噴射柴油，噴射正時為壓縮上止點前10°CA～30°CA，此時低壓天然氣噴射閥不進行工作，雙燃料發動機運行在純柴油模式；在中負荷下，噴油器與低壓天然氣噴射閥協同工作，在進氣沖程排氣閥關閉后開始噴射，噴射正時為氣門開啟最大升程前后10°CA范圍內，柴油通過帶有階梯式噴孔的噴油器進入缸內與天然氣共同形成濃度梯度分布狀態；在高負荷下，低壓天然氣噴射閥噴射正時在排氣閥關閉后的0°CA～30°CA范圍內，柴油通過帶有階梯式噴孔的噴油器噴入缸內增加天然氣的著火點分布，通過高反應活性柴油和低反應活性天然氣在燃燒室內形成耦合分層，實現缸內的濃度梯度分布。

2.根據權利要求1所述的一種階梯式噴孔結構噴油器的雙燃料發動機，其特征是：上噴孔包括四個，呈圓周均勻分布，下噴孔包括四個，呈圓周均勻分布，上噴孔與下噴孔之間在兩個平面上呈交錯布置。

3.根據權利要求2所述的一種階梯式噴孔結構噴油器的雙燃料發動機，其特征是：所述燃燒室為ω型燃燒室，上噴孔噴射燃油的射流方向到達ω型燃燒室內的高臺邊緣區域，下噴孔噴射燃油的射流方向到達ω型燃燒室底部半圓弧中心區域，四個上噴孔直徑相等，四個下噴孔直徑相等，上噴孔燃油噴射流量為下階梯平面內的下噴孔燃油噴射流量的2倍。