CN105179132A - 柴油/天然气双燃料发动机喷油器针阀体 - Google Patents
柴油/天然气双燃料发动机喷油器针阀体 Download PDFInfo
- Publication number
- CN105179132A CN105179132A CN201510638790.0A CN201510638790A CN105179132A CN 105179132 A CN105179132 A CN 105179132A CN 201510638790 A CN201510638790 A CN 201510638790A CN 105179132 A CN105179132 A CN 105179132A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- valve body
- needle valve
- natural gas
- oil
- diesel
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Abstract
本发明公开了一种柴油/天然气双燃料发动机喷油器针阀体，旨在克服现有柴油/天然气双燃料发动机中由于柴油在燃烧室内分布不均，导致CH4排放过高的问题，所述的柴油/天然气双燃料发动机喷油器针阀体的头部加工有9个喷油孔，9个喷油孔皆设置在喷油器针阀体头部的半圆形的空心的球体上，9个喷油孔包括8个周向均匀分布的周向喷油孔(5)和1个轴向分布的轴向喷油孔(6)，轴向喷油孔(6)的回转轴线与喷油器针阀体头部的回转轴线或者说与柴油/天然气双燃料发动机喷油器针阀体的回转轴线共线。8个周向喷油孔(5)的回转轴线相交，并且相交于轴向喷油孔(6)回转轴线上的同一点上。轴向喷油孔(6)的直径为0.1mm至0.12mm。<!-- 2 -->
Description
技术领域
本发明涉及一种用于柴油/天然气双燃料发动机喷油器上的一个零件，更确切地说，本发明涉及一种柴油/天然气双燃料发动机孔式喷油器上的针阀体。
背景技术
随着石油资源的不断减少以及各国排放法规的不断严格，各国均在寻求发动机替代燃料，天然气作为替代燃料以其资源丰富和排放友好获得了广泛研究。柴油/天然气双燃料发动机是天然气发动机应用形式之一，可以大大降低碳烟排放，缓解石油资源消耗。然而，柴油/天然气双燃料发动机在运行低负荷时，CH4排放量较高。通过对柴油/天然气双燃料发动机中柴油和天然气的燃烧过程进行模拟分析发现，这主要是由于燃烧室底部及燃烧室中心轴线区域的天然气未参与着火燃烧便直接排放出去，因此，CH4排放量较高。
柴油/天然气双燃料发动机中，当活塞运动到上止点附近时，喷油器将柴油喷射到燃烧室内，柴油在高温高压的环境下，经过一系列的物理和化学反应自然着火，并不断引燃柴油周围天然气着火燃烧，因此柴油作为天然气的着火源，柴油在燃烧室内的雾化效果及分布位置对天然气的着火具有重要影响。
喷油器上的针阀体与针阀构成一对精密偶件，在加工过程之中，需要配对研磨，使用过程中不能互换。一般针阀由热稳定性好的高速钢制造，而针阀体则采用耐冲击的优质合金钢。针阀体与针阀构成的精密偶件称为喷油嘴，喷油嘴通过锁紧螺母与喷油器体紧固在一起，构成喷油器，为了保证结合面的密封，针阀体的上端面与喷油器体的下端面都需要经过精细研磨。喷油器是柴油/天然气双燃料发动机上的重要部件，发动机工作时，油泵供出的燃油通过进油道进入针阀体上的压力室，并作用到针阀的承压锥面上产生向上的推力，当油压大于一定值时，针阀升起并将喷油孔打开，高压燃油经喷油孔喷入到燃烧室。
在针阀体上靠近燃烧室的部位，即喷油器针阀体头部，加工有多个位置不同的喷油孔，燃油通过喷油孔喷射到燃烧室，因此，喷油孔加工的位置及喷油孔的数量对柴油在燃烧室内的分布具有重要影响，通过在喷油器针阀体头部加工多个不同喷射方向的喷油孔，可以得到不同的柴油分布，进而促进天然气着火燃烧，降低CH4的排放。因此有必要设计适用于柴油/天然气双燃料发动机的喷油器针阀体。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服现有柴油/天然气双燃料发动机中由于柴油在燃烧室内分布不均，导致CH4排放过高的问题，提供了一种用于柴油/天然气双燃料发动机的喷油器针阀体。
为解决上述技术问题，本发明是采用如下技术方案实现的：所述的柴油/天然气双燃料发动机喷油器针阀体的头部加工有9个喷油孔，9个喷油孔皆设置在喷油器针阀体头部的半圆形的空心的球体上，9个喷油孔包括8个周向均匀分布的周向喷油孔和1个轴向分布的轴向喷油孔，轴向喷油孔的回转轴线与喷油器针阀体头部的回转轴线或者说轴向喷油孔的回转轴线与柴油/天然气双燃料发动机喷油器针阀体的回转轴线共线。
技术方案中所述的8个周向喷油孔的回转轴线相交，并且相交于轴向喷油孔回转轴线上的同一点。
技术方案中所述的8个周向喷油孔的回转轴线与轴向喷油孔的回转轴线之间的夹角范围为45°至60°。
技术方案中所述的8个周向喷油孔的直径相等，8个周向喷油孔的直径大于轴向喷油孔的直径。
技术方案中所述的8个周向喷油孔的直径为0.15mm至0.17mm。
技术方案中所述的轴向喷油孔直径为0.1mm至0.12mm。
与现有技术相比本发明的有益效果是：
1.本发明所述的柴油/天然气双燃料发动机喷油器针阀体改变了柴油在燃烧室内的雾化效果。
2.本发明所述的柴油/天然气双燃料发动机喷油器针阀体改变了天然气的着火点分布。
3.本发明所述的柴油/天然气双燃料发动机喷油器针阀体仅在喷油器针阀体头部喷油孔加工的位置和所加工的喷油孔直径与原喷油器针阀体不同，其他部位均不用改变，因此无需改变当前成熟的针阀体制造工艺。仅在开设喷油孔时稍做变化，因此，成本变动相对较小，加工相对方便。
4.本发明所述的柴油/天然气双燃料发动机喷油器针阀体在发动机转速为1335r/min、25％负荷工况下，50％替代率和70％替代率时进行了模拟验证。模拟结果表明，使用所设计的喷油器针阀体在50％替代率和70％替代率下，CH4排放量均低于原喷油器针阀体所模拟出的结果。
附图说明
图1是原喷油器针阀体结构组成主视图上的全剖视图；
图2是原喷油器针阀体头部，即喷油孔所在部位的局部放大视图；
图3是本发明所述的柴油/天然气双燃料发动机喷油器针阀体结构组成主视图上的全剖视图；
图4是本发明所述的柴油/天然气双燃料发动机喷油器针阀体头部，即喷油孔所在部位的局部放大视图；
图5是本发明所述的柴油/天然气双燃料发动机喷油器针阀体的仰视图；
图6是本发明所述的柴油/天然气双燃料发动机喷油器针阀体与原喷油器针阀体，在发动机转速为1335r/min、25％负荷，50％替代率下，进行模拟试验时，所得出的CH4排放量的对比图；
图7是本发明所述的柴油/天然气双燃料发动机喷油器针阀体与原喷油器针阀体，在发动机转速为1335r/min、25％负荷，70％替代率下，进行模拟试验时，所得出的CH4排放量的对比图；
需要指出的是，图6和图7中所示的模拟结果均为模拟计算终点430℃A时，所得到的单缸每循环的CH4排放量；
图中：1.进油道，2.针阀体，3.针阀装配孔，4.压力室，5.周向喷油孔，6.轴向喷油孔。
具体实施方式
以下将对本发明作进一步的详细描述。
参阅图1与图2，图1为原喷油器针阀体结构组成主视图上的全剖视图；图2为图1中原喷油器针阀体头部，即喷油孔所在部位的局部放大视图；原喷油器针阀体头部加工有8个周向均匀分布的喷油孔，原喷油器针阀体与本发明所述的柴油/天然气双燃料发动机喷油器针阀体相比没有轴向分布的轴向喷油孔6。
参阅图3至图5，本发明所述的柴油/天然气双燃料发动机喷油器针阀体头部加工有9个喷油孔，9个喷油孔皆设置在喷油器针阀体头部半圆形的空心的球体上，9个喷油孔包括8个结构相同的周向均匀分布的周向喷油孔5和1个轴向分布的轴向喷油孔6。
在喷油器针阀体的头部，8个周向分布的周向喷油孔5的回转轴线相交，并且交点位于轴向喷油孔6的回转轴线上的同一点。
在喷油器针阀体的头部，周向喷油孔5的回转轴线与轴向喷油孔6回转轴线之间的夹角范围为45°至60°。
在喷油器针阀体的头部，8个周向分布的喷油孔直径相同。
在喷油器针阀体的头部，周向分布的周向喷油孔5的直径大于轴向分布的轴向喷油孔6的直径。
在喷油器针阀体的头部，8个周向分布的周向喷油孔5的直径范围为0.15mm至0.17mm。
在喷油器针阀体的头部，轴向喷油孔6直径为0.1mm至0.12mm。
模拟试验：
通过对柴油/天然气双燃料发动机进行试验研究，对原喷油器针阀体和本发明所述的柴油/天然气双燃料发动机喷油器针阀体在发动机转速为1335r/min，25％负荷，50％替代率和70％替代率下进行模拟试验研究。分析发现，采用原喷油器针阀体时，在燃烧末期燃烧室的底部和气缸中心轴线区域剩余大量的天然气。这主要是由以下两个方面造成，一方面，柴油无法喷射到燃烧室的底部和燃烧室中心轴线区域，使得该区域没有柴油分布。另一方面，由于燃烧室底部和气缸中心轴线区域气流速度和湍动能较弱，火焰向燃烧室的底部和气缸中心轴线区域传播速度较慢，使得该区域的天然气还未着火燃烧就排出缸外，两者共同作用使得CH4排放量相对较高。
本发明所述的柴油/天然气双燃料发动机喷油器针阀体，通过向燃烧室中心轴线区域喷射少量柴油，改善了柴油的雾化，增加了天然气着火点在燃烧室底部和气缸中心轴线区域的分布，使得该区域内的天然气参与了着火燃烧，因此CH4的排放量相对较低。
模拟试验结果：
参阅图6和图7，采用本发明所述的柴油/天然气双燃料发动机喷油器针阀体和采用原喷油器针阀体相比，在模拟计算终点430℃A时，50％替代率下，CH4排放量减少了35.01％。在70％替代率下，CH4排放量减少了48.81％。
通过对模拟结果进行分析，发现在50％替代率和70％替代率下，采用本发明所述的柴油/天然气双燃料发动机喷油器针阀体与采用原喷油器针阀体相比，采用原喷油器针阀体时，在燃烧室的底部和气缸中心轴线区域均有大量的天然气剩余；采用所设计的柴油/天然气双燃料发动机喷油器针阀体时，气缸中心轴线区域天然气燃烧质量较好，几乎没有天然气剩余，仅在气缸壁附近有少量的天然气剩余。
Claims (6)
1.一种柴油/天然气双燃料发动机喷油器针阀体，其特征在于，所述的柴油/天然气双燃料发动机喷油器针阀体的头部加工有9个喷油孔，9个喷油孔皆设置在喷油器针阀体头部的半圆形的空心的球体上，9个喷油孔包括8个周向均匀分布的周向喷油孔(5)和1个轴向分布的轴向喷油孔(6)，轴向喷油孔(6)的回转轴线与喷油器针阀体头部的回转轴线或者说轴向喷油孔(6)的回转轴线与柴油/天然气双燃料发动机喷油器针阀体的回转轴线共线。
2.按照权利要求1所述的柴油/天然气双燃料发动机喷油器针阀体，其特征在于，所述的8个周向喷油孔(5)的回转轴线相交，并且相交于轴向喷油孔(6)回转轴线上的同一点。
3.按照权利要求1所述的柴油/天然气双燃料发动机喷油器针阀体，其特征在于，所述的8个周向喷油孔(5)的回转轴线与轴向喷油孔(6)的回转轴线之间的夹角范围为45°至60°。
4.按照权利要求1所述的柴油/天然气双燃料发动机喷油器针阀体，其特征在于，所述的8个周向喷油孔(5)的直径相等，8个周向喷油孔(5)的直径大于轴向喷油孔(6)的直径。
5.按照权利要求1所述的柴油/天然气双燃料发动机喷油器针阀体，其特征在于，所述的8个周向喷油孔(5)的直径为0.15mm至0.17mm。
6.按照权利要求1所述的柴油/天然气双燃料发动机喷油器针阀体，其特征在于，所述的轴向喷油孔(6)的直径为0.1mm至0.12mm。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201510638790.0A CN105179132A (zh) | 2015-09-30 | 2015-09-30 | 柴油/天然气双燃料发动机喷油器针阀体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201510638790.0A CN105179132A (zh) | 2015-09-30 | 2015-09-30 | 柴油/天然气双燃料发动机喷油器针阀体 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN105179132A true CN105179132A (zh) | 2015-12-23 |
Family
ID=54901472
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201510638790.0A Pending CN105179132A (zh) | 2015-09-30 | 2015-09-30 | 柴油/天然气双燃料发动机喷油器针阀体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN105179132A (zh) |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1657764A (zh) * | 2005-03-11 | 2005-08-24 | 大连理工大学 | 多次喷射喷油嘴 |
| WO2006077472A1 (en) * | 2005-01-18 | 2006-07-27 | Deyang Hou | Mixed-mode fuel injector with a variable orifice |
| CN201306710Y (zh) * | 2008-11-25 | 2009-09-09 | 王翱翔 | 一种液体燃料雾化喷嘴 |
| CN101769531A (zh) * | 2008-12-30 | 2010-07-07 | 通用电气公司 | Dln双燃料主喷嘴 |
| CN102287827A (zh) * | 2011-06-22 | 2011-12-21 | 浙江大学 | 电控气-液燃料两用喷嘴 |
| CN104937258A (zh) * | 2012-11-20 | 2015-09-23 | 秘方能源私人有限公司 | 具有碰撞喷射的液体喷射器雾化器 |
| CN205013178U (zh) * | 2015-09-30 | 2016-02-03 | 吉林大学 | 柴油/天然气双燃料发动机喷油器针阀体 |
-
2015
- 2015-09-30 CN CN201510638790.0A patent/CN105179132A/zh active Pending
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006077472A1 (en) * | 2005-01-18 | 2006-07-27 | Deyang Hou | Mixed-mode fuel injector with a variable orifice |
| CN1657764A (zh) * | 2005-03-11 | 2005-08-24 | 大连理工大学 | 多次喷射喷油嘴 |
| CN201306710Y (zh) * | 2008-11-25 | 2009-09-09 | 王翱翔 | 一种液体燃料雾化喷嘴 |
| CN101769531A (zh) * | 2008-12-30 | 2010-07-07 | 通用电气公司 | Dln双燃料主喷嘴 |
| CN102287827A (zh) * | 2011-06-22 | 2011-12-21 | 浙江大学 | 电控气-液燃料两用喷嘴 |
| CN104937258A (zh) * | 2012-11-20 | 2015-09-23 | 秘方能源私人有限公司 | 具有碰撞喷射的液体喷射器雾化器 |
| CN205013178U (zh) * | 2015-09-30 | 2016-02-03 | 吉林大学 | 柴油/天然气双燃料发动机喷油器针阀体 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN206319953U (zh) | 一种用于发动机的预燃室组件 | |
| US10428781B2 (en) | Variable hole size nozzle and spray angle fuel injector and MHBIB | |
| CN105264196B (zh) | 直喷式柴油发动机 | |
| CN106286063B (zh) | 一种压力雾化喷嘴性能指标的确定方法 | |
| Sharma et al. | Experimental study of the effect of fuel injector nozzle holes on direct injection diesel engine | |
| US10563609B2 (en) | Fuel injector | |
| CN203162943U (zh) | 高效燃油雾化喷嘴 | |
| CN102182600A (zh) | 具有扰动区的内燃机喷油嘴 | |
| CN205013178U (zh) | 柴油/天然气双燃料发动机喷油器针阀体 | |
| CN206987968U (zh) | 一种航空发动机燃油喷嘴用预燃级副油路活门 | |
| CN105179132A (zh) | 柴油/天然气双燃料发动机喷油器针阀体 | |
| CN102235283A (zh) | 燃料喷嘴 | |
| CN204921139U (zh) | 一种直喷式柴油机燃烧装置 | |
| CN105134370B (zh) | 一种分卷流燃烧系统 | |
| CN2825992Y (zh) | 伞喷微位移喷油嘴 | |
| CN204329013U (zh) | 一种两次进风燃气燃烧器 | |
| CN219510844U (zh) | 一种新型结构的气化预燃喷嘴 | |
| CN102313286A (zh) | 一种工业窑炉用的燃油喷嘴 | |
| CN220869534U (zh) | 一种氢气喷嘴组件、氢气燃烧室、氢气发动机以及车辆 | |
| CN109681361A (zh) | 一种基于旋涡空化效应强化喷雾的喷油嘴 | |
| RU204041U1 (ru) | Двухконтурная форсунка | |
| CN110274260B (zh) | 一种自助气体辅助喷嘴 | |
| CN220955886U (zh) | 一种提高雾化效果的柴油机喷油器 | |
| CN103590889B (zh) | 一种用于直喷汽油机两段预混压燃的燃烧系统及燃烧方法 | |
| CN202203940U (zh) | 一种工业窑炉用的燃油喷嘴 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20151223 |