双燃料发动机进气道多点喷射的变方向喷管.pdf

本发明公开了一种双燃料发动机进气道多点喷射的变方向喷管，旨在克服现有双燃料发动机天然气喷射方向沿气道轴线的垂直方向不可变问题，其由天然气喷管座(1)、密封座(2)、导流管(3)与喷嘴(4)组成。天然气喷管座(1)底端面与密封座(2)顶端面采用焊接方式连接，密封座(2)底端面与导流管(3)的入口端面采用焊接方式连接，导流管(3)的导流管出口端与喷嘴(4)的喷管入口(9)之间螺纹连接。天然气喷管座(1)上的喷射装置入口(5)与密封座(2)上的中心通孔的回转轴线共线，密封座(2)上的中心通孔与导流管(3)入口端内径的回转轴线共线，导流管(3)的导流管出口端与喷嘴(4)的喷管入口(9)的回转轴线共线。

权利要求书
1.  一种双燃料发动机进气道多点喷射的变方向喷管，其特征在于，所述的 双燃料发动机进气道多点喷射的变方向喷管由天然气喷管座(1)、密封座(2)、 导流管(3)与喷嘴(4)组成；
天然气喷管座(1)的底端面与密封座(2)的顶端面采用焊接方式连接， 密封座(2)的底端面与导流管(3)的入口端面采用焊接方式连接，导流管(3) 的导流管出口端与喷嘴(4)的喷嘴入口(9)之间采用螺纹连接。

2.  按照权利要求1所述的双燃料发动机进气道多点喷射的变方向喷管，其 特征在于，所述的天然气喷管座(1)上的喷管入口(5)与密封座(2)上的中 心通孔的回转轴线共线，密封座(2)上的中心通孔与导流管(3)入口端内径 的回转轴线共线，导流管(3)的导流管出口端与喷嘴(4)的喷嘴入口(9)的 回转轴线共线。

3.  按照权利要求1所述的双燃料发动机进气道多点喷射的变方向喷管，其 特征在于，所述的天然气喷管座(1)为菱形柱体结构件，菱形柱体的中心处加 工有圆柱形的喷管入口(5)，喷管入口(5)两侧的菱形柱体的长轴上对称地设 置有一号天然气喷管座固定通孔(7)与二号天然气喷管座固定通孔(8)，喷管 入口(5)、一号天然气喷管座固定通孔(7)与二号天然气喷管座固定通孔(8) 的回转轴线相互平行并处于同一平面内，喷管入口(5)的孔径大小和天然气电 磁阀出口大小相同。

4.  按照权利要求1所述的双燃料发动机进气道多点喷射的变方向喷管，其 特征在于，所述的密封座(2)为圆环体形结构件，在密封座(2)的回转轴线 上设置有中心通孔，在密封座(2)的外圆柱面上设置有环形的安装塑胶密封环 的密封槽，中心通孔与密封槽的回转轴线共线。

5.  按照权利要求1所述的双燃料发动机进气道多点喷射的变方向喷管，其 特征在于，所述的导流管(3)为L型管类结构件，导流管(3)的管内径为7mm～ 8mm，壁厚为1mm，导流管(3)的导流管出口端加工有用于连接喷嘴(4)的外 螺纹，外螺纹长度为5～6mm。

6.  按照权利要求1所述的双燃料发动机进气道多点喷射的变方向喷管，其 特征在于，所述的喷嘴(4)为管类结构件，喷嘴(4)的一端由圆形的喷嘴侧 壁(10)封闭，圆形的喷嘴侧壁(10)的回转轴线与喷嘴(4)的回转轴线共线， 喷嘴(4)的另一端为喷嘴入口(9)，喷嘴入口(9)处加工有内螺纹，内螺纹 长度和导流管(3)的外螺纹长度相等，喷嘴(4)加工有内螺纹处的螺纹外径 和导流管外径相等，喷嘴(4)未加工螺纹的内孔径和导流管(3)的内径相等， 喷嘴(4)封闭一端的管壁上加工有喷管出口(6)，喷管出口(6)的回转轴线 与喷嘴(4)未加工螺纹的内孔径的回转轴线垂直相交，喷管出口(6)的孔径 和导流管(3)的内径相等，喷管出口(6)的一侧孔壁与起封闭作用的圆形板 的内侧面相切。

7.  按照权利要求1所述的双燃料发动机进气道多点喷射的变方向喷管，其 特征在于，所述的喷嘴(4)的长度为20mm～22mm，圆形的喷嘴侧壁(10)的厚 度为2mm～3mm，喷管出口(6)的孔径为7mm～8mm。

说明书双燃料发动机进气道多点喷射的变方向喷管
技术领域
本发明涉及一种属于天然气/柴油双燃料发动机喷气技术领域的喷射装置， 更确切地说，本发明涉及一种双燃料发动机进气道多点喷射的变方向喷管。
背景技术
随着全球石油能源消耗，天然气越来越受到各大汽车厂商的青睐。而重型 柴油机改装为天然气/柴油双燃料发动机后可以大大降低碳烟的排放，这样既可 以缓解柴油消耗问题，还能降低柴油机微粒排放高问题。目前，天然气/柴油双 燃料发动机普遍采用进气道多点喷射方式进行进气。研究结果表明，天然气/柴 油双燃料发动机是引燃柴油多点着火，所以缸内天然气混合气浓度分布对燃烧 和排放至关重要，通过改变天然气喷孔方向可以得到不同的缸内混合气分布。 进而可以提高燃烧效率和降低总碳氢排放。
中国专利公告(布)号为CN103470405A，公告(布)日为2013年12月25 日，发明名称为“燃气喷射方向可变及喷孔个数可变装置”，专利号为 201310440303.0，该发明专利公布了一种燃气喷射方向可变及喷孔数可变装置， 其特征是提供了一个半球形气腔，在半球气腔外表面设置喷孔。但这种天然气 喷孔方向改变覆盖度数窄，而且半球气腔体积比较大，占用空气进气空间，使 进气效率下降，加工困难等。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服现有天然气/柴油双燃料发动机天然气 喷射方向沿气道轴线的垂直方向不可变的问题，提供了一种双燃料发动机进气 道多点喷射的变方向喷管。
为解决上述技术问题，本发明是采用如下技术方案实现的：所述的双燃料 发动机进气道多点喷射的变方向喷管由天然气喷管座、密封座、导流管与喷嘴 组成。
天然气喷管座的底端面与密封座的顶端面采用焊接方式连接，密封座的底 端面与导流管的入口端面采用焊接方式连接，导流管的导流管出口端与喷嘴的 喷嘴入口之间采用螺纹连接。
技术方案中所述的天然气喷管座上的喷管入口与密封座上的中心通孔的回 转轴线共线，密封座上的中心通孔与导流管入口端内径的回转轴线共线，导流 管的导流管出口端与喷嘴的喷嘴入口的回转轴线共线。
技术方案中所述的天然气喷管座为菱形柱体结构件，菱形柱体的中心处加 工有圆柱形的喷管入口，喷管入口两侧的菱形柱体的长轴上对称地设置有一号 天然气喷管座固定通孔与二号天然气喷管座固定通孔，喷管入口、一号天然气 喷管座固定通孔与二号天然气喷管座固定通孔的回转轴线相互平行并处于同一 平面内，喷管入口的孔径大小和天然气电磁阀出口大小相同。
技术方案中所述的密封座为圆环体形结构件，在密封座的回转轴线上设置 有中心通孔，在密封座的外圆柱面上设置有环形的安装塑胶密封环的密封槽， 中心通孔与密封槽的回转轴线共线。
技术方案中所述的导流管为L型管类结构件，导流管的管内径为7mm～8mm， 壁厚为1mm，导流管的导流管出口端加工有用于连接喷嘴的外螺纹，外螺纹长度 为5～6mm。
技术方案中所述的喷嘴为管类结构件，喷嘴的一端由圆形的喷嘴侧壁封闭， 圆形的喷嘴侧壁的回转轴线与喷嘴的回转轴线共线，喷嘴的另一端为喷嘴入口， 喷嘴入口处加工有内螺纹，内螺纹长度和导流管的外螺纹长度相等，喷嘴加工 有内螺纹处的螺纹外径和导流管外径相等，喷嘴未加工螺纹的内孔径和导流管 的内径相等，喷嘴封闭一端的管壁上加工有喷管出口，喷管出口的回转轴线与 喷嘴未加工螺纹的内孔径的回转轴线垂直相交，喷管出口的孔径和导流管的内 径相等，喷管出口的一侧孔壁与起封闭作用的圆形板的内侧面相切。
技术方案中所述的喷嘴的长度为20mm～22mm，圆形的喷嘴侧壁的厚度为 2mm～3mm，喷管出口的孔径为7mm～8mm。
与现有技术相比本发明的有益效果是：
1.本发明所述的双燃料发动机进气道多点喷射的变方向喷管可以改变天然 气/柴油双燃料发动机天然气进气道内沿气道轴线垂直线的喷射方向。
2.本发明所述的双燃料发动机进气道多点喷射的变方向喷管可以实现天然 气在进气道轴线垂直线方向180°方向内任意角度喷射，进而可以产生多种类的 缸内混合气分布。
3.本发明所述的双燃料发动机进气道多点喷射的变方向喷管可以为天然气 /柴油双燃料发动机天然气进气道多点喷射方向可变电子控制技术提供基础技 术支持。
4.本发明所述的双燃料发动机进气道多点喷射的变方向喷管可以为探究天 然气/柴油双燃料发动机不同缸内混合气分布对发动机性能的影响提供技术支 持。
5.本发明所述的双燃料发动机进气道多点喷射的变方向喷管结构简单，加 工方便，只需加工喷管即可，对发动机整体结构几乎没改变，成本低。
6.本发明所述的双燃料发动机进气道多点喷射的变方向喷管大多利用细 管，减少了对空气进气位置的占用，对空气进气效率影响比较小。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步的说明：
图1为本发明所述的双燃料发动机进气道多点喷射的变方向喷管结构组成 主视图上的全剖视图；
图2为本发明所述的双燃料发动机进气道多点喷射的变方向喷管结构组成 的主视图；
图3为本发明所述的双燃料发动机进气道多点喷射的变方向喷管结构组成 的轴测投影图；
图4为本发明所述的双燃料发动机进气道多点喷射的变方向喷管中的喷嘴 结构组成的轴测投影图；
其中：1.天然气喷管座，2.密封座，3.导流管，4.喷嘴，5.喷管入口， 6.喷管出口，7.一号天然气喷管座固定通孔，8.二号天然气喷管座固定通孔， 9.喷嘴入口，10.喷嘴侧壁。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作详细的描述：
参阅图1至图3，本发明所述的双燃料发动机进气道多点喷射的变方向喷管 由天然气喷管座1、密封座2、导流管3与喷嘴4组成。
参阅图3，所述的天然气喷管座1为横截面呈菱形的柱体形结构件即菱形柱 体结构件，菱形柱体的四角处为圆柱面，即采用圆柱面将相邻的平面圆滑连接， 菱形柱体的中心处加工有圆柱形的喷管入口5，喷管入口5两侧的菱形柱体的长 轴上对称地设置有一号天然气喷管座固定通孔7与二号天然气喷管座固定通孔 8，喷管入口5、一号天然气喷管座固定通孔7与二号天然气喷管座固定通孔8 的回转轴线相互平行并处于同一平面内，该平面位于菱形柱体的长轴线上；喷 管入口5孔径大小和天然气电磁阀出口大小相同，天然气喷管座1固定在进气 谐振腔上壁的外侧，其通过一号天然气喷管座固定通孔7、二号天然气喷管座固 定通孔8与螺栓固定。
密封座2为圆环体形结构件，在密封座2的回转轴线上设置有中心通孔， 在密封座2的外圆柱面上设置有环形的密封槽，中心通孔与密封槽的回转轴线 共线，密封槽可以加装塑料密封环，密封座2的一端面采用焊接方式连接在天 然气喷管座1的上端面上，天然气喷管座1上的喷管入口5与密封座2上的中 心通孔的回转轴线共线，密封座2的高度和进气谐振腔壁厚相等，进气谐振腔 上壁有和密封座2直径相等的通孔，当喷管座1固定在进气谐振腔上壁外侧时， 密封座2刚好深入进气谐振腔上壁上的通孔内，天然气喷管座1可以通过密封 座2与进气谐振腔上壁达到很好的密封。
参阅图2，导流管3为L型管类结构件，导流管3的管内径一般为7～8mm， 壁厚为1mm，这样可以减轻重量，并且采用便于加工为L型的通用管，可以直接 通入到进气道内。导流管出口端加工有用于连接喷嘴4的外螺纹，外螺纹长度 一般为5～6mm，导流管3的另一(入口)端采用焊接方式连接在密封座2另一 端的端面上，密封座2上的中心通孔与导流管3入口端内径的回转轴线共线。
参阅图4，喷嘴4为管类结构件，喷嘴4的一端由圆形的喷嘴侧壁10封闭， 喷嘴侧壁10的厚度为2～3mm，圆形的喷嘴侧壁10的回转轴线与喷嘴4的回转 轴线共线，圆形的喷嘴侧壁10的外径与喷嘴4外径相等，喷嘴4的另一端为喷 嘴入口9，喷嘴入口9处加工有内螺纹，内螺纹长度和导流管3的外螺纹长度相 等，喷嘴4加工有内螺纹处的螺纹外径和导流管外径相等，喷嘴4未加工螺纹 的内孔径和导流管3的内径相等，喷嘴4长度一般20～22mm，过短加工困难， 过长容易和气门运动形成干涉。喷嘴4封闭一端的管壁上加工有喷管出口6，喷 管出口6的回转轴线与喷嘴4未加工螺纹的内孔径的回转轴线垂直相交，喷管 出口6的孔径大小和导流管3的内径相等，取值为7～8mm，喷管出口6的一侧 孔壁与起封闭作用的喷嘴侧壁10的内侧面相切。
本发明可以实现多种工作过程：
本发明所述的双燃料发动机进气道多点喷射的变方向喷管安装在发动机的 进气谐振腔的外表面上，导流管3和喷嘴4伸入到进气道中，然后开始工作过 程。由于所述的双燃料发动机进气道多点喷射的变方向喷管中导流管3的导流 管出口端和喷嘴4的喷嘴入口9之间为螺纹连接，可以通过旋转喷嘴4，实现多 种工作过程。
1.天然气喷气方向由进气道轴线方向变为沿与进气道轴线垂直的方向并朝 着进气道上壁面：
将喷嘴4的喷嘴入口9与导流管3的导流管出口端连接，并使喷管出口6 朝着进气道上壁面。保持天然气喷管座1和进气谐振腔上壁的固定，以及密封 座2和进气谐振腔通孔的密封。
工作时，天然气从电磁阀经喷管入口5进入喷管内，然后依次经密封座2、 导流管3到达喷嘴4，撞喷嘴的圆形壁板经喷管出口6喷出，与进气道上壁面撞 击形成水花状，然后与空气混合进入气缸中，即实现了天然气进气方向由进气 道轴线方向变为沿与进气道轴线垂直的方向，并朝着进气道上壁面。得到一种 缸内天然气混合气分布。
2.天然气喷气方向为与进气道轴线垂直的180°内任意角度
将喷嘴4绕导流管3旋转一定角度，保持天然气喷管座1和进气谐振腔上 壁的固定，以及密封座2和进气谐振腔通孔的密封。
工作时，天然气从电磁阀经喷管入口5进入喷管内，然后依次经密封座2、 导流管3到达喷嘴4，撞喷嘴的圆形壁板经喷管出口6喷出，与进气道上壁面撞 击，然后与空气混合进入气缸中，即实现了天然气喷气方向由沿气缸轴线垂直 线180°内某一角度改变，进而可以达到天然气喷气方向沿气缸轴线垂直线180 °内任意角度改变，最后可以得道不同的缸内天然气混合气分布。