[发明专利]一种气体/双燃料发动机燃气梯次喷射装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种喷射装置，尤其涉及一种气体/双燃料发动机燃气梯次喷射装置，属于发动机技术领域。

背景技术

随着能源危机和环境污染的日益严重，国内外都在积极研发各种节能减排技术手段。天然气以其热值高，燃烧清洁，储量丰富成为新一代的替代能源。其中稀薄燃烧由于燃烧温度低，可以有效减少NOx排放，成为一项重要的减排技术手段。但是，随着混合气变稀，发动机的循环变动加剧，甚至在发动机运行在稀燃极限附近时会出现部分燃烧或者失火现象，排放尾气中HC和CO明显增加，循环变动成为影响稀燃极限的一个重要阻碍，因此，合理组织进气、燃烧过程，改善燃烧质量是充分发挥稀燃天然气发动机节能减排能力的重中之重。

目前国内外先进发动机中，针对稀薄燃烧天然气发动机燃料供给方式多采用电控多点喷射方式，因为天然气密度低于空气，进气道天然气喷射易造成大量天然气聚集在进气道内，导致进气不充分，混合气分层现象不明显。针对气体/双燃料发动机的点火方式的不同，应该采取不同的进气、燃烧过程组织方法，形成便于燃烧的天然气浓度分层。公开号CN101985906B的专利涉及一种天然气发动机的燃料喷射结构，该机构通过将燃气喷嘴安装在更加接近发动机进气门的位置，燃气贯穿进气门和阀座之间的间隙直接喷射到气缸内，利用燃气喷射的运动能量，提高缸内的湍动能，进而改善燃烧。但是这种燃气喷射结构容易导致缸内燃气与空气浓度分布的随机性增加，当发动机工作在某些特定工况下，特别是在稀燃工况下缸内浓度梯度过大，导致燃烧稳定性和NOx排放性能不够理想。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术存在的问题而提供一种气体/双燃料发动机燃气梯次喷射装置。

本发明的目的是这样实现的：包括气缸盖和气缸主体，所述气缸盖上设置有歧管管道，所述歧管管道上还安装有大流量燃气喷嘴，所述大流量燃气喷嘴包括上半段喷嘴和与上半段喷嘴固连的下半段喷嘴，所述下半段喷嘴是弯管，且下半段喷嘴的末端设置有下半段出气孔，燃气经下半段出气孔喷至气缸主体内，所述上半段喷嘴的外表面设置有上半段出气孔，所述上半段出气孔的布置方式是：沿着上半段喷嘴的长度方向上设置至少两列的出气孔组，每列出气孔组至少有四个上半段出气孔且每列的上半段出气孔沿着上半段喷嘴的周向均匀布置，且每个上半段出气孔的孔径小于下半段出气孔的孔径，燃气经上半段出气孔喷至歧管管道内。

本发明还包括这样一些结构特征：

1.所述下半段喷嘴的直径小于上半段喷嘴的直径。

2.所述上半段出气孔的轴线与上半段喷嘴的轴线之间的夹角是90°或45°或135°。

3.所述每列出气孔组的各个上半段出气孔的孔径不相等。

4.每列出气孔组的相同孔径的上半段出气孔不在同一直线上。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明能实现燃气预混合和梯次进气，改善缸内燃气与空气的混合气浓度分层，进而改善发动机燃烧质量，扩展发动机的稀燃极限，同时降低发动机的NOx排放。通过这种进气组织方法可以实现两部分混合气的梯次进气，通过调整两部分混合气各自浓度，便可以使缸内形成所需的混合气浓度分层，保证发动机能够可靠地点火燃烧。下半段喷嘴末端出口的引流作用，使天然气在不碰撞进气门和进气门阀座情况下，快速进入气缸内部，不损失天然气的运动能量，加快混合速度。也即本发明可以实现需求的浓度分层，优化发动机内部的燃烧过程，改善其经济性和排放性能。

附图说明

图1是本发明的总体结构示意图；

图2是本发明的喷射装置的结构示意图；

图3(A)和图3(B)是本发明的上半段出气孔的轴线示意图；(分别是45°和135°的情况)；

图4是歧管管道内混合过程示意图(迟滞进气)；

图5是上半段出气孔的布置示意图一(沿着上半段喷嘴周向)；

图6是上半段出气孔的布置示意图二(沿着上半段喷嘴的长度方向)；

图7是气缸主体内混合气体浓度分布示意图(有火花塞时)。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述。