CN104806384A - 双燃料发动机进气道垂直向外喷射的四孔喷管 - Google Patents

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王建堃
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Abstract

本发明公开了一种双燃料发动机进气道垂直向外喷射的四孔喷管，旨在解决在发动机小负荷运行与空气混合不均匀时会产生总碳氢排放高的问题，双燃料发动机进气道垂直向外喷射的四孔喷管即L型天然气喷管(1)由左端竖直管与右端水平管组成；左端竖直管与右端水平管光滑地连成一体，左端竖直管与右端水平管的内、外径相同，左端竖直管与右端水平管的回转轴线垂直相交；右端水平管由右端水平管体与喷管出口挡壁(3)组成；喷管出口挡壁(3)为圆形平板类结构件，喷管出口挡壁(3)直径尺寸与右端水平管体的外径尺寸相等；右端水平管体的右端与喷管出口挡壁(3)采用焊接方式固定连接，右端水平管体的回转轴线与喷管出口挡壁(3)的对称轴线共线。

Description

双燃料发动机进气道垂直向外喷射的四孔喷管
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管，更确切地说，本发明涉及一种双燃料发动机进气道垂直向外喷射的四孔喷管。
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，而目前所用天然气喷管都是沿气道轴线方向喷射，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，目前这种喷管在发动机小负荷运行与空气混合不均匀时会产生总碳氢排放高的问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服了在发动机小负荷运行与空气混合不均匀时会产生总碳氢排放高的问题，提供了一种双燃料发动机进气道垂直向外喷射的四孔喷管。
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垂直向外喷射的四孔喷管即L型天然气喷管由左端竖直管、中间弯曲管与右端水平管组成。
左端竖直管、中间弯曲管与右端水平管依次连成一体，左端竖直管、中间弯曲管与右端水平管的外径相同，左端竖直管、中间弯曲管与右端水平管的内径相同，左端竖直管与右端水平管的回转轴线垂直相交。
技术方案中所述的左端竖直管、中间弯曲管与右端水平管采用一根管或者分体式制成，然后采用焊接方式将三者依次连成一体，采用一根管或者采用分体式制成L型天然气喷管都要保证中间弯曲管和两端的左端竖直管与右端水平管光滑连接，保证左端竖直管与右端水平管相互垂直的位置关系。
技术方案中所述的左端竖直管的最上端为喷管入口，喷管入口的外管壁上加工有用于安装L型天然气喷管的喷管安装螺纹；喷管入口的孔径为6mm～7mm，壁厚为1mm～1.5mm，喷管安装螺纹的长度为5mm～6mm，左端竖直管的长度为30mm～40mm。
技术方案中所述的中间弯曲管为弧形圆管结构件，中间弯曲管的曲率半径为20mm～30mm。
技术方案中所述的右端水平管由右端水平管体与喷管出口挡壁组成。所述的喷管出口挡壁为圆形平板类结构件，喷管出口挡壁的直径尺寸与右端水平管体的外径尺寸相等；右端水平管体的右端与喷管出口挡壁采用焊接方式固定连接，右端水平管体的回转轴线与喷管出口挡壁的对称轴线共线。
技术方案中所述的喷管出口挡壁或者采用和右端水平管体连成一体的整体式结构件，即采用加工右端水平管体的内孔时不钻透留有2mm～3mm的厚板。
技术方案中所述的右端水平管体的右端设置有一号喷管出口、二号喷管出口、三号喷管出口与四号喷管出口；一号喷管出口位于右端水平管体的上端，二号喷管出口位于右端水平管体的下端，三号喷管出口位于右端水平管体的前端，四号喷管出口位于右端水平管体的后端，一号喷管出口与二号喷管出口的回转轴线共线，三号喷管出口与四号喷管出口的回转轴线共线，一号喷管出口、二号喷管出口、三号喷管出口与四号喷管出口均匀布置在右端水平管体的右端的管壁上，一号喷管出口与三号喷管出口的回转轴线垂直相交，二号喷管出口与三号喷管出口的回转轴线垂直相交，一号喷管出口、二号喷管出口、三号喷管出口与四号喷管出口和右端水平管体的回转轴线垂直相交于一点。
技术方案中所述的一号喷管出口、二号喷管出口、三号喷管出口与四号喷管出口的出口总面积与喷管入口的面积相等。
技术方案中所述的右端水平管的长度为50mm～60mm。
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垂直向外喷射的四孔喷管可以使双燃料发动机天然气朝气道轴线方向并四孔喷射。
2.本发明所述的双燃料发动机进气道垂直向外喷射的四孔喷管可以实现比装有现有喷管的发动机更均匀的缸内混合气。
3.本发明所述的双燃料发动机进气道垂直向外喷射的四孔喷管可以为探究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。
4.本发明所述的双燃料发动机进气道垂直向外喷射的四孔喷管与现有喷管相比未增加任何零件，仅通过结构设计改变喷射方向而改善了喷管的性能。
4.本发明所述的双燃料发动机进气道垂直向外喷射的四孔喷管结构简单，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。
5.本发明所述的双燃料发动机进气道垂直向外喷射的四孔喷管只有一根细管，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垂直向外喷射的四孔喷管结构组成的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垂直向外喷射的四孔喷管结构组成的轴测投影图；
图3为本发明所述的双燃料发动机进气道垂直向外喷射的四孔喷管结构组成的俯视图。
图中：1.L型天然气喷管，2.喷管入口，3.喷管出口挡壁，4.一号喷管出口，5.二号喷管出口，6.三号喷管出口，7.四号喷管出口，8.喷管安装螺纹
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垂直向外喷射的四孔喷管即L型天然气喷管1由左端竖直管、中间弯曲管与右端水平管组成；
左端竖直管、中间弯曲管与右端水平管圆滑地连成一体，左端竖直管、中间弯曲管与右端水平管的外径相同，左端竖直管、中间弯曲管与右端水平管的内径相同，左端竖直管与右端水平管的回转轴线垂直相交；L型天然气喷管1可采用一根便于加工的通用管制成；或者采用分段式焊接而成。
所述的左端竖直管的最上端为喷管入口2，喷管入口2外管壁上加工有用于安装L型天然气喷管1的喷管安装螺纹8；实施例中喷管入口2的孔径为6～7mm，壁厚为1mm～1.5mm，喷管安装螺纹8的长度为5mm～6mm，喷管安装螺纹8用来把双燃料发动机进气道垂直向外喷射的四孔喷管即L型天然气喷管1固定安装在进气谐振腔的上壁上，左端竖直管的竖直长度为30mm～40mm。
所述的中间弯曲管为弧形圆管结构件，一般和左端竖直管与右端水平管一起考虑采用一根圆管将三者制成一体件，当然，也可以采用分体件，然后采用焊接方式将三者依次连成一体；不管采用哪种方式，中间弯曲管和两端的左端竖直管与右端水平管光滑连接，保证左端竖直管与右端水平管相互垂直的位置关系，中间弯曲管的曲率半径为20mm～30mm。
参阅图1与图2，所述的右端水平管由右端水平管体与喷管出口挡壁3组成，
所述的喷管出口挡壁3为圆形平板类结构件，喷管出口挡壁3直径尺寸与右端水平管体的外径尺寸相等。
右端水平管由右端水平管体的右端与喷管出口挡壁3采用焊接方式固定连接而成，喷管出口挡壁3或者通过加工右端水平管体时不钻透预留而成，喷管出口挡壁3的厚度为2mm～3mm，右端水平管体的回转轴线与喷管出口挡壁3的回转轴线共线。
右端水平管体的右端，或者说喷管出口挡壁3左侧的右端水平管体上设置有一号喷管出口4、二号喷管出口5、三号喷管出口6与四号喷管出口7，一号喷管出口4位于右端水平管体的上端，二号喷管出口5位于右端水平管体的下端，三号喷管出口6位于右端水平管体的前端，四号喷管出口位于右端水平管体的后端，一号喷管出口4与二号喷管出口5相对称，三号喷管出口6与四号喷管出口7相对称，即一号喷管出口4与二号喷管出口5相对正，即一号喷管出口4与二号喷管出口5的回转轴线共线，三号喷管出口6与四号喷管出口7相对正，即三号喷管出口6与四号喷管出口7的回转轴线共线，一号喷管出口4、二号喷管出口5、三号喷管出口6与四号喷管出口7均匀布置在右端水平管体的右端的管壁上，一号喷管出口4与三号喷管出口6的回转轴线垂直相交，二号喷管出口5与三号喷管出口6的回转轴线垂直相交，一号喷管出口4、二号喷管出口5、三号喷管出口6与四号喷管出口7和右端水平管体的回转轴线垂直相交于一点，即一号喷管出口4、二号喷管出口5、三号喷管出口6与四号喷管出口7回转轴线在一个平面上；一号喷管出口4、二号喷管出口5、三号喷管出口6与四号喷管出口7的总面积与喷管入口2的面积相等，保持面积相等可以为探究双燃料发动机进气道垂直向外喷射的四孔喷管对双燃料发动机性能的影响创造等边界条件；右端水平管的长度为50mm～60mm。右端水平管直接深入到进气道内，L型天然气喷管1的右端水平管长度过短，容易使喷出的天然气窜到进气谐振腔内，右端水平管过长容易与气门运动形成干涉。
本发明所述的双燃料发动机进气道垂直向外喷射的四孔喷管安装在发动机的进气谐振腔的上壁，L型天然气喷管1中的右端水平管深入到进气道中，保持L型天然气喷管1与进气谐振腔的密封。
工作时，天然气从电磁阀经喷管入口2，然后经过L型天然气喷管1到达喷管出口挡壁3，由一号喷管出口4、二号喷管出口5、三号喷管出口6、四号喷管出口7喷出，与进气道轴线成90度撞击进气道四面壁，然后与空气混合进入气缸中，即实现了天然气与气道轴线成90度四孔喷出，得到一种比较均匀的缸内天然气混合气。

Claims (9)

1.一种双燃料发动机进气道垂直向外喷射的四孔喷管，其特征在于，所述的双燃料发动机进气道垂直向外喷射的四孔喷管即L型天然气喷管(1)由左端竖直管、中间弯曲管与右端水平管组成；
左端竖直管、中间弯曲管与右端水平管依次连成一体，左端竖直管、中间弯曲管与右端水平管的外径相同，左端竖直管、中间弯曲管与右端水平管的内径相同，左端竖直管与右端水平管的回转轴线垂直相交。
2.按照权利要求1所述的双燃料发动机进气道垂直向外喷射的四孔喷管，其特征在于，所述的左端竖直管、中间弯曲管与右端水平管采用一根管或者分体式制成，然后采用焊接方式将三者依次连成一体，采用一根管或者采用分体式制成L型天然气喷管(1)都要保证中间弯曲管和两端的左端竖直管与右端水平管光滑连接，保证左端竖直管与右端水平管相互垂直的位置关系。
3.按照权利要求1所述的双燃料发动机进气道垂直向外喷射的四孔喷管，其特征在于，所述的左端竖直管的最上端为喷管入口(2)，喷管入口(2)外管壁上加工有用于安装L型天然气喷管(1)的喷管安装螺纹(8)；喷管入口(2)的孔径为6mm～7mm，壁厚为1mm～1.5mm，喷管安装螺纹(8)的长度为5mm～6mm，左端竖直管的长度为30mm～40mm。
4.按照权利要求1所述的双燃料发动机进气道垂直向外喷射的四孔喷管，其特征在于，所述的中间弯曲管为弧形圆管结构件，中间弯曲管的曲率半径为20mm～30mm。
5.按照权利要求1所述的双燃料发动机进气道垂直向外喷射的四孔喷管，其特征在于，所述的右端水平管由右端水平管体与喷管出口挡壁(3)组成；
所述的喷管出口挡壁(3)为圆形平板类结构件，喷管出口挡壁(3)直径尺寸与右端水平管体的外径尺寸相等；
右端水平管体的右端与喷管出口挡壁(3)采用焊接方式固定连接，右端水平管体的回转轴线与喷管出口挡壁(3)的对称轴线共线。
6.按照权利要求5所述的双燃料发动机进气道垂直向外喷射的四孔喷管，其特征在于，所述的喷管出口挡壁(3)采用和右端水平管体连成一体的整体式结构件，即采用加工右端水平管体的内孔时不钻透留有2～3mm的厚板。
7.按照权利要求1所述的双燃料发动机进气道垂直向外喷射的四孔喷管，其特征在于，所述的右端水平管体的右端设置有一号喷管出口(4)、二号喷管出口(5)、三号喷管出口(6)与四号喷管出口(7)；一号喷管出口(4)位于右端水平管体的上端，二号喷管出口(5)位于右端水平管体的下端，三号喷管出口(6)位于右端水平管体的前端，一号喷管出口(4)与二号喷管出口(5)的回转轴线共线，三号喷管出口(6)与四号喷管出口(7)的回转轴线共线，一号喷管出口(4)、二号喷管出口(5)、三号喷管出口(6)与四号喷管出口(7)均匀布置在右端水平管体的右端的管壁上，一号喷管出口(4)与三号喷管出口6的回转轴线垂直相交，二号喷管出口(5)与三号喷管出口(6)的回转轴线垂直相交，一号喷管出口(4)、二号喷管出口(5)、三号喷管出口(6)与四号喷管出口(7)和右端水平管体的回转轴线垂直相交于一点。
8.按照权利要求7所述的双燃料发动机进气道垂直向外喷射的四孔喷管，其特征在于，所述的一号喷管出口(4)、二号喷管出口(5)、三号喷管出口(6)与四号喷管出口(7)的出口总面积与喷管入口(2)的面积相等。
9.按照权利要求1所述的双燃料发动机进气道垂直向外喷射的四孔喷管，其特征在于，所述的右端水平管的长度为50mm～60mm。
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