CN106837639A - 一种近距离碰撞式双燃料发动机喷嘴组件 - Google Patents
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Abstract
近距离碰撞式双燃料发动机喷嘴组件,属于发动机喷嘴技术领域。所述近距离碰撞式双燃料发动机喷嘴组件包括:针阀、套阀、喷嘴体、碰撞套、针阀电磁铁、第一燃料通路电磁铁、第一球阀、第二燃料通路电磁铁、第二球阀和弹簧;针阀位于套阀内,套阀设有燃料出口;喷嘴体设有第一安装槽、第一燃料通道和第二燃料通道,第一安装槽的锥面与套阀外表面的锥面紧密接触,第一燃料通道的入口处设有第一球阀,第二燃料通道的入口处设有第二球阀;喷嘴体设有锥面,喷嘴体的锥面上设有喷孔,喷孔与第一安装槽连通;碰撞套设有第二安装槽,喷嘴体安装在第二安装槽内,碰撞套设有碰撞台,该组件能够改善碰撞喷雾效果,避免产生壁面油膜和积碳,降低碳烟排放量。
Description
技术领域
本发明涉及发动机喷嘴技术领域,特别涉及一种近距离碰撞式双燃料发动机喷嘴组件。
背景技术
柴油喷雾过程的研究成果表明,从喷油器喷孔喷出的柴油油束的液滴尺寸较大,而且液滴速度方向大致相同。这导致油气混合效果较差,存在过浓区,导致较高的碳烟排放。碰撞喷雾方式能够使大尺寸的液滴破碎为小尺寸的液滴颗粒,并且能够改变液滴颗粒的运动方向,进而改善油气混合效果,扩大油气混合气在燃烧室空间的分布范围,降低碳烟排放。但燃油与固壁碰撞后会在固壁的表面产生壁面油膜,导致局部燃油浓度过高,反而不利于改善碳烟排放,而且容易在固壁的表面产生积碳。
发明内容
为了解决现有技术存在的燃油与固壁碰撞后在固壁的表面产生油膜和积碳,使得局部燃油浓度过高,不利于改善碳烟排放的问题,本发明提供了一种近距离碰撞式双燃料发动机喷嘴组件,所述近距离碰撞式双燃料发动机喷嘴组件包括:针阀、套阀、喷嘴体、碰撞套、针阀电磁铁、第一燃料通道电磁铁、第一球阀、第二燃料通道电磁铁、第二球阀和弹簧;
套阀为中空结构,针阀位于套阀内且针阀与套阀之间形成有环形空间,套阀的一端设有燃料出口,另一端的端面与针阀上的凸台之间存在距离,针阀的一端封堵燃料出口,另一端通过弹簧与针阀电磁铁连接;
喷嘴体的内部设有第一安装槽、第一燃料通道和第二燃料通道,第一安装槽的锥面与套阀外表面的锥面紧密接触,第一燃料通道的出口和第二燃料通道的出口均与第一安装槽连通,且第一燃料通道的入口处设有第一球阀,第一球阀通过弹簧与第一燃料通道电磁铁连接,出口位于凸台与套阀的另一端的端面之间,第二燃料通道的入口处设有第二球阀,第二球阀通过弹簧与第二燃料通道电磁铁连接,出口位于第一安装槽的圆柱面与锥面的交界处;
喷嘴体远离针阀电磁铁的一端设有锥面,喷嘴体的锥面上设有多个喷孔,每个喷孔均与第一安装槽连通;
碰撞套内设有第二安装槽,喷嘴体安装在第二安装槽内,碰撞套的端部设有多个碰撞台,碰撞台的数量不大于喷孔的数量。
所述喷嘴体接近针阀电磁铁的一端设有限位凸台,限位凸台卡在所述碰撞套上。
所述第二安装槽内设有定位销,所述定位销卡在所述喷嘴体的外壁上。
所述碰撞台的外表面为平面或者凸面。
所述碰撞台的数量为四个。
本发明中,在喷射燃料的过程中,一方面,燃料与碰撞台为近距离碰撞,另一方面,碰撞台的数量不大于喷孔的数量,因此,喷孔喷射的燃料均会与碰撞台进行碰撞,从而改善了雾化效果。通过燃料油束碰撞破碎、高速喷注流经碰撞台壁面、双燃料切换喷射时将壁面油膜和积碳剥离,使其进入燃烧室进行燃烧等一系列过程,即能够改善碰撞喷雾雾化效果,同时又达到了减少壁面油膜、避免产生积碳的目的,降低了碳烟的排放量。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明提供的近距离碰撞式双燃料发动机喷嘴组件的结构示意图;
图2是本发明提供的近距离碰撞式双燃料发动机喷嘴组件的局部结构图;
图3是本发明提供的碰撞套的剖视图;
图4是本发明提供的碰撞套的仰视图;
图5是本发明提供的近距离碰撞式双燃料发动机喷嘴组件的第一喷射通路喷射燃料的示意图;
图6是本发明提供的近距离碰撞式双燃料发动机喷嘴组件的第二喷射通路喷射燃料的示意图;
图7是本发明提供的第一喷射通路喷射高粘度液体燃料的示意图;
图8是本发明提供的第二喷射通路喷射低粘度液体燃料或者气体燃料的示意图;
图9至图10是本发明提供的低粘度液体燃料或者气体燃料剥离油膜和积碳过程的示意图。
其中,
1针阀;2套阀;3喷嘴体;4碰撞套;5针阀电磁铁;6第一燃料通道电磁铁;7第一球阀;8第二燃料通道电磁铁;9第二球阀;10弹簧;11燃料出口;12针阀上的凸台;13第一安装槽;14第一燃料通道;15第二燃料通道;16喷孔;17第二安装槽;18碰撞台;19限位凸台;20定位销。
具体实施方式
为了解决现有技术存在的燃油与固壁碰撞后在固壁的表面产生油膜和积碳,使得局部燃油浓度过高,不利于改善碳烟排放的问题,如图1至图4所示,本发明提供了一种近距离碰撞式双燃料发动机喷嘴组件,该近距离碰撞式双燃料发动机喷嘴组件包括:针阀1、套阀2、喷嘴体3、碰撞套4、针阀电磁铁5、第一燃料通道电磁铁6、第一球阀7、第二燃料通道电磁铁8、第二球阀9和弹簧10;
套阀2为中空结构,针阀1位于套阀2内且针阀1与套阀2之间形成有环形空间A,套阀2的一端设有燃料出口11,另一端的端面与针阀1上的凸台12之间存在距离,针阀1的一端封堵燃料出口11,另一端通过弹簧10与针阀电磁铁5连接;
喷嘴体3的内部设有第一安装槽13、第一燃料通道14和第二燃料通道15,第一安装槽13的锥面B与套阀2外表面的锥面紧密接触,形成密封面,第一燃料通道14的出口C和第二燃料通道15的出口D均与第一安装槽13连通,且第一燃料通道14的入口E处设有第一球阀7,第一球阀7通过弹簧10与第一燃料通道电磁铁6连接,出口C位于凸台12与套阀2的另一端的端面之间,第二燃料通道15的入口F处设有第二球阀9,第二球阀9通过弹簧10与第二燃料通道电磁铁8连接,出口D位于第一安装槽13的圆柱面与锥面B的交界处;
喷嘴体3远离针阀电磁铁5的一端设有锥面G,喷嘴体3的锥面G上设有多个喷孔16,每个喷孔16均与第一安装槽13连通;
碰撞套4内设有第二安装槽17,喷嘴体3安装在第二安装槽17内,碰撞套4的端部设有多个碰撞台18,碰撞台18的数量不大于喷孔16的数量,在本实施例中,碰撞台18的数量为四个。
在本发明中,喷嘴体3接近针阀电磁铁5的一端设有限位凸台19,限位凸台19卡在碰撞套4上;第二安装槽17内设有定位销20,定位销20卡在喷嘴体3的外壁上,限位凸台12和定位销20可以保持喷嘴体3与碰撞套4之间的位置固定。
在本发明中,碰撞台18的外表面为平面或者凸面。
本发明中的近距离碰撞式双燃料发动机喷嘴组件具有两个喷射通路,用来喷射两种燃料,一个喷射通路用来喷射高粘度液体燃料,例如柴油,另一个喷射通路用来喷射低粘度液体燃料,例如甲醇,或者用来喷射气体燃料,工作原理如下:
本发明中的针阀电磁铁5、第一燃料通道电磁铁6和第二燃料通道电磁铁8均与导线连通,并由电源为该三个电磁铁进行供电,其工作时,可以通过为不同的电磁铁进行通电而使不同的喷射通路打开;
如图1、图3和图5所示,当为针阀电磁铁5以及第一燃料通道电磁铁6通电时,针阀电磁铁5会吸附针阀1,针阀1压缩弹簧10并被抬起,此时针阀1会远离套阀2的燃料出口11,第一燃料通道电磁铁6会吸附第一球阀7,第一球阀7压缩弹簧10并远离第一燃料通道14的入口E,此时第一喷射通路打开,若第一喷射通路用来喷射高粘度液体燃料,高粘度液体燃料可以通过高压泵的带动进入第一燃料通道14,并通过第一燃料通道14的出口C进入第一安装槽13,进入环形空间A,通过燃料出口11流出,最后通过喷嘴体3的喷孔16喷出,并在碰撞台18上进行碰撞,通过合理的设置碰撞台18的大小和形状,可以使喷出的高粘度液体燃料全部与碰撞台18碰撞,或者一部分与碰撞台18碰撞,另一部分自由射流;
如图1、图3和图6所示,当停止为针阀电磁铁5以及第一燃料通道电磁铁6通电,并为第二燃料通道电磁铁8通电时,在弹簧10的回弹力的作用下,针阀1会再次封堵燃料出口11,同理,第一球阀7封堵第一燃料通道14的入口E,此时第一喷射通路关闭,第二燃料通道电磁铁8会吸附第二球阀9,第二球阀9压缩弹簧10并远离第二燃料通道15的入口F,此时,第二喷射通路打开,第二喷射通路用来喷射低粘度液体燃料或气体燃料,低粘度液体燃料或气体燃料通过高压泵的带动进入第二燃料通道15,高压燃料通过第二燃料通道15的出口D喷射并对套阀2产生向上的推力,最后通过喷嘴体3的喷孔16喷出,并在碰撞台18上进行碰撞,当停止为第二燃料通道电磁铁8通电时,在弹簧10的回弹力的作用下,第二球阀9会再次封堵第二燃料通道15的入口F,同时,没有高压燃料向上推动套阀2,在弹簧10的回弹力的作用下,针阀1会带动套阀2向下运动,使喷嘴体3内的第一安装槽13的锥面B与套阀2外表面的锥面再次紧密接触,形成密封。
综上所述,通过为不同的电磁铁通电来实现双燃料的喷射过程,如图7所示,当高粘度液体燃料碰撞到碰撞台18上时,大尺寸的燃油液滴破碎为小尺寸的液滴颗粒,并且运动方向由大致沿喷孔16中心线方向变为向四处飞散,扩大了油气混合气的空间分布范围,在高粘度液体燃料不断喷射的过程中,如图8所示,可能会在碰撞台18的壁面上产生油膜和积碳,当高粘度液体燃料喷射结束,开始喷射低粘度液体燃料或者气体燃料时,如图9和图10所示,低粘度液体燃料或者气体燃料在较高的喷射压力下向碰撞台18高速喷出,附着在碰撞台18上的油膜和积碳在高速喷出的低粘度液体燃料或者气体燃料的带动下会剥离碰撞台18的壁面,并进入燃烧室空间,解决了避免产生油膜和积碳的问题。
以上所述为使用第一喷射通路喷射高粘度液体燃料,第二喷射通路喷射低粘度液体燃料或者气体燃料,在本发明中,也可以使用第一喷射通路来喷射低粘度液体燃料或者气体燃料,第二喷射通路喷射高粘度液体燃料,可以根据实际情况进行选择。
在本发明中,在喷射燃料的过程中,一方面,燃料与碰撞台18为近距离碰撞,另一方面,碰撞台18的数量不大于喷孔16的数量,因此,喷孔16喷射的燃料均会与碰撞台18进行碰撞,从而改善了雾化效果。通过燃料油束碰撞破碎、高速喷注流经碰撞台18的壁面、双燃料切换喷射时将壁面油膜和积碳剥离,使其进入燃烧室进行燃烧等一系列过程,即能够改善碰撞喷雾雾化效果,同时又达到了减少壁面油膜、避免产生积碳的目的,降低了碳烟的排放量。
以上所述仅为本发明的较佳实施例,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种近距离碰撞式双燃料发动机喷嘴组件,其特征在于,所述近距离碰撞式双燃料发动机喷嘴组件包括:针阀(1)、套阀(2)、喷嘴体(3)、碰撞套(4)、针阀电磁铁(5)、第一燃料通路电磁铁(6)、第一球阀(7)、第二燃料通路电磁铁(8)、第二球阀(9)和弹簧(10);
套阀(2)为中空结构,针阀(1)位于套阀(2)内且针阀(1)与套阀(2)之间形成有环形空间,套阀(2)的一端设有燃料出口(11),另一端的端面与针阀(1)上的凸台(12)之间存在距离,针阀(1)的一端封堵燃料出口(11),另一端通过弹簧(10)与针阀电磁铁(5)连接;
喷嘴体(3)的内部设有第一安装槽(13)、第一燃料通道(14)和第二燃料通道(15),第一安装槽(13)的锥面与套阀(2)外表面的锥面紧密接触,第一燃料通道(14)的出口和第二燃料通道(15)的出口均与第一安装槽(13)连通,且第一燃料通道(14)的入口处设有第一球阀(7),第一球阀(7)通过弹簧(10)与第一燃料通路电磁铁(6)连接,出口位于凸台(12)与套阀(2)的另一端的端面之间,第二燃料通道(15)的入口处设有第二球阀(9),第二球阀(9)通过弹簧(10)与第二燃料通路电磁铁(8)连接,出口位于第一安装槽(13)的圆柱面与锥面的交界处;
喷嘴体(3)远离针阀电磁铁(5)的一端设有锥面,喷嘴体(3)的锥面上设有多个喷孔(16),每个喷孔(16)均与第一安装槽(13)连通;
碰撞套(4)内设有第二安装槽(17),喷嘴体(3)安装在第二安装槽(17)内,碰撞套(4)的端部设有多个碰撞台(18),碰撞台(18)的数量不大于喷孔(16)的数量。
2.根据权利要求1所述的近距离碰撞式双燃料发动机喷嘴组件,其特征在于,所述喷嘴体(3)接近针阀电磁铁(5)的一端设有限位凸台(19),限位凸台(19)卡在所述碰撞套(4)上。
3.根据权利要求1所述的近距离碰撞式双燃料发动机喷嘴组件,其特征在于,所述第二安装槽(17)内设有定位销(20),所述定位销(20)卡在所述喷嘴体(3)的外壁上。
4.根据权利要求1至3任一项权利要求所述的近距离碰撞式双燃料发动机喷嘴组件,其特征在于,所述碰撞台(18)的外表面为平面或者凸面。
5.根据权利要求1至3任一项权利要求所述的近距离碰撞式双燃料发动机喷嘴组件,其特征在于,所述碰撞台(18)的数量为四个。
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