[发明专利]一种带有喷淋式喷嘴结构的天然气发动机燃气喷射装置

说明书

本发明的目的在于提供一种带有喷淋式喷嘴结构的天然气发动机燃气喷射装置，包括气轨、喷气阀、燃气喷管，气轨里设置气轨管、喷气阀安装孔，喷气阀的头部安装在喷气阀安装孔里，喷气阀与气轨管相通，燃气喷管通过气轨安装座安装在气轨上并位于喷气阀的对侧，燃气喷管的进气端设置用于连接喷气阀的管螺纹结构，燃气喷管的出气端设置喷淋式燃气喷嘴。本发明可以使燃气射流呈不同形状在空间分布，和进气来流形成一定夹角，增大了燃气与进气来流的接触面积，有助促进于燃气与空气的混合。同时，通过改变喷气阀的安装位置来减小气体管路的长度，进而可以有效的减少燃气喷管内的天然气残留，降低CH4排放。

技术领域

本发明涉及的是一种发动机，具体地说是天然气发动机。

背景技术

随着全球能源的进一步开发，人类面临能源枯竭的威胁正在逐步增加。改变能源的生产和消费方式，用现代技术开发利用天然气等新能源，对建立可持续发展的能源系统，促进社会经济的发展和生态环境的改善以及减少对化石能源的依赖具有重大意义。

在各种化石燃料中，天然气以其资源丰富、排放污染低、价格低廉等优点，被认为是一种非常具有发展前景的燃料。

目前常用的天然气发动机供气方案一般为空气进入增压器，增压后的空气与燃气管路中的燃气在混合器中进行混合，随后进入进气道和气缸，通过火花塞点燃实现发动机的工作过程。这种方案的技术缺陷在于，首先，进入气缸前空气首先需要和燃气在混合器内提前混合，燃气供给存在响应滞后，同时容易造成扫气损失；多点燃气喷射技术能够实现各缸燃料的精确控制，对负荷变化快速相应，而且通过控制燃气喷射正时避免气门重叠期内的燃料扫气损失，减少甲烷排放、提高燃料经济性。

目前，为了实现燃气喷射方向和位置的控制，通常在喷气阀后安装燃气喷管，公开号为CN 101985906 B的专利涉及一种天然气发动机燃料喷射装置，通过在喷气阀后安装喷管，使喷嘴更靠近进气阀，燃气从喷嘴喷出后，可直接穿过进气道和进气门进入气缸，利用气流动能提高缸内湍动能，改善燃烧，但是燃气与空气的混合主要是在缸内形成，混合时间短，局部浓混合气分布存在随机性，容易导致发动机燃烧产生较大的循环变动；公开号为CN104832319 A的专利设计了一种气体/双燃料发动机梯次喷射装置，该装置在喷气阀后安装喷管的同时，在喷嘴下半段末端设置出气孔，可以促进燃气与空气混合。然而，这种布置方式只是，混合时间短，容易造成缸内混合浓度分布不合理，影响后续点火稳定性和燃烧质量。

发明内容

本发明的目的在于提供解决因燃气与空气混合不充分所导致的缸内可燃混合气分布不均匀的问题，以及的喷气装置气体管路过长所导致的扫气损失和甲烷排放高问题的一种带有喷淋式喷嘴结构的天然气发动机燃气喷射装置。

本发明的目的是这样实现的：

本发明一种带有喷淋式喷嘴结构的天然气发动机燃气喷射装置，其特征是：包括气轨、喷气阀、燃气喷管，气轨里设置气轨管、喷气阀安装孔，喷气阀的头部安装在喷气阀安装孔里，喷气阀安装孔的内壁为柱状阶梯面结构，喷气阀安装到气轨上后与柱状阶梯面结构形成环形空腔，喷气阀头部侧面上加工有柱状进气孔，喷气阀与气轨管相通，燃气喷管通过气轨安装座安装在气轨上并位于喷气阀的对侧，燃气喷管的进气端设置用于连接喷气阀的管螺纹结构，燃气喷管的出气端设置喷淋式燃气喷嘴，喷气阀开启后，燃气喷管与气轨管相通。

本发明还可以包括：

1、喷淋式燃气喷嘴的形状为半球形、椭圆形或锥形。

2、喷淋式燃气喷嘴的形状为半球形时，喷淋式燃气喷嘴的内径、壁厚与燃气喷管一致。

3、喷淋式燃气喷嘴包括喷孔，喷孔总体的流通面积大于或等于燃气喷管流通面积的1.3倍；喷淋式燃气喷嘴上同一截面内的孔径一致。

4、气轨安装座顶部加工有外螺纹结构，外螺纹结构与发动机进气管或者缸盖进行装配。