[发明专利]一种阶梯式喷孔结构喷油器的双燃料发动机

权利要求书

1.一种阶梯式喷孔结构喷油器的双燃料发动机，其特征是：包括气缸盖、气缸壁、活塞，气缸盖位于气缸壁上方，活塞位于气缸壁里，气缸盖、气缸壁、活塞之间形成燃烧室，气缸盖里设置喷油器，喷油器位于气缸盖的中部，进气歧管里设置低压天然气喷射阀，所述喷油器为带有阶梯式喷孔结构的喷油器，包括上喷孔和下喷孔，上喷孔位于上阶梯平面，下喷孔位于下阶梯平面，上喷孔的中心轴线与喷油器轴线夹角为60°，下喷孔的中心轴线与喷油器轴线夹角为30°；通过带有阶梯式喷孔结构的喷油器和ω型燃烧室结构匹配、以及控制低压天然气喷射阀与缸内直喷阶梯喷油器的开启正时可以实现柴油在发动机气缸三维空间内多层次、多尺度和多角度喷射，使距离喷油器喷嘴出口位置的远端和近端都分布有高反应活性的柴油，通过优化带有阶梯喷孔结构喷油器的喷孔直径，增大上阶梯平面内大喷孔柴油射流的贯穿距离和下阶梯面内小喷孔柴油射流的流速，实现喷油射流与缸内大尺度挤流和滚流的交互作用，改善柴油的雾化质量，促进发动机在纯柴油模式和气体模式下的着火质量；

在低负荷下，通过带有阶梯式喷孔结构的喷油器喷射柴油，喷射正时为压缩上止点前10°CA～30°CA，此时低压天然气喷射阀不进行工作，双燃料发动机运行在纯柴油模式；在中负荷下，喷油器与低压天然气喷射阀协同工作，在进气冲程排气阀关闭后开始喷射，喷射正时为气门开启最大升程前后10°CA范围内，柴油通过带有阶梯式喷孔的喷油器进入缸内与天然气共同形成浓度梯度分布状态；在高负荷下，低压天然气喷射阀喷射正时在排气阀关闭后的0°CA～30°CA范围内，柴油通过带有阶梯式喷孔的喷油器喷入缸内增加天然气的着火点分布，通过高反应活性柴油和低反应活性天然气在燃烧室内形成耦合分层，实现缸内的浓度梯度分布。

2.根据权利要求1所述的一种阶梯式喷孔结构喷油器的双燃料发动机，其特征是：上喷孔包括四个，呈圆周均匀分布，下喷孔包括四个，呈圆周均匀分布，上喷孔与下喷孔之间在两个平面上呈交错布置。

3.根据权利要求2所述的一种阶梯式喷孔结构喷油器的双燃料发动机，其特征是：所述燃烧室为ω型燃烧室，上喷孔喷射燃油的射流方向到达ω型燃烧室内的高台边缘区域，下喷孔喷射燃油的射流方向到达ω型燃烧室底部半圆弧中心区域，四个上喷孔直径相等，四个下喷孔直径相等，上喷孔燃油喷射流量为下阶梯平面内的下喷孔燃油喷射流量的2倍。