CN107387266B - 一种燃气喷射装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种燃气喷射装置，包括内部中空的共轨管体，所述共轨管体的一侧凸出设有多个可分别将气缸盖上的各个进气口与进气歧管上的各个出气口连通的过渡管座，每个所述的过渡管座上设有向外凸出设置的将所述共轨管体内腔与气缸盖进气道连通的喷气管，所述共轨管体的另一侧向内凹陷设有沿管体长方向延伸设置的并且可封闭的容纳腔体，所述容纳腔体内设有连通所述共轨管体内腔的排气接口和多个分别将所述喷气管与所述共轨管体的内腔连通的喷射计量阀，所述共轨管体上设有双层通风结构、防漏进燃气结构。本发明的燃气喷射装置有效避免燃气泄漏到机舱，燃气燃烧安全可靠。

Description

一种燃气喷射装置
技术领域
本发明涉及内燃机领域，更具体地说，它涉及一种燃气喷射装置。
背景技术
随着我国能源结构调整和节能减排战略的逐步实施，天然气发动机开始越来越多的应用在内河船舶上。但由于内河加气站等基础设施建造进度滞后，相关的技术规范、管理规范还不完善，所以单一燃料气体发动机在一段时间内推广难度大。双燃料气体发动机作为过渡动力，对探索发展天然气在水运行业上的应用有着积极的促进作用，通过对现有燃油动力的船舶加装燃气供给装置、燃气喷射装置、燃气控制部分即可完成双燃料船舶的改造，改造成本低，改造周期短，可操作性强，可促进天燃气动力船的发展，积累天燃气动力船在内河中的应用经验，探索燃气动力船的技术发展路线。
按照天然气的进气方式，天然气发动机可分为缸外进气和缸内进气两种，缸外进气包括进气总管和支管进气两种方式，进气总管进气又分为增压前进气混合及增压后单点喷射，支管进气则为电控多点喷射；缸内进气即为缸内直喷。
进气总管进气的单点喷射技术路线成本低，改造难度小，但不能精确控制空燃比，动态响应性差，且无法避免天然气逃逸的问题，因此进气总管进气的技术路线并不能充分发挥气体机低排放、经济性好的优势。
缸内直喷技术采用带有双喷孔的喷油器，一路喷孔向缸内喷射燃油，一路喷孔向缸内喷射燃气，因缸内压力较高需要较高的燃气喷射压力，从而对燃气系统的零件质量及可靠性方面提出了较高的要求。
支管进气的多点喷射路线是目前双燃料气体船机采用较为广泛的技术路线，燃气喷射装置在进气支管内喷射燃气，燃气在进气支管、进气道内与空气混合均匀后在缸内燃烧。这种方法简单易实现，是柴油机改双燃料机的简单、易行的技术路线。
现有支管进气的多点喷射的技术路线燃气喷射在进气歧管内，由于歧管到缸盖内气道还有一定的距离，在发动机负荷变化较快的时候，发动机的瞬态响应速度较慢；其次，由于进气歧管内的燃气残留，在气门叠开期内残余气体会随空气进入下一气缸，这造成各缸工作不均匀现象；最后，进气歧管内残留气体还存在进气管回火爆炸的风险。
发明内容
本发明要解决的技术问题是针对现有技术的上述不足，本发明的目的是提供了一种回火爆炸风险低、模块化设计、结构紧凑、有效防泄漏的燃气喷射装置。
为实现上述目的，本发明提供了一种燃气喷射装置，包括内部设有燃气道的共轨管体，所述共轨管体的一侧凸出设有多个可分别将气缸盖上的各个进气口与进气歧管上的各个出气口连通的过渡管座，每个所述的过渡管座上设有向外凸出设置的将所述燃气道与气缸盖进气道连通的喷气管，所述共轨管体的另一侧上向内凹陷设有沿管体长方向延伸设置的并且可封闭的容纳腔体，所述容纳腔体内设有连通所述燃气道的排气接口和多个分别将所述喷气管与所述燃气道连通的喷射计量阀，所述共轨管体上设有分别连通所述容纳腔体、排气接口的双层通风结构，所述共轨管体上设有连通所述燃气道的防漏进燃气结构。
进一步的，所述的双层通风结构包括连通所述排气接口的燃气通风管和包围所述燃气通风管设置的连通所述容纳腔体的外围燃气通风管。
作为进一步的改进，所述的防漏进燃气结构包括在所述共轨管体上设有的连通所述燃气道的进燃气管和包围所述进燃气管设置的外围进燃气管。
进一步的，所述共轨管体的一端设有与所述防漏进燃气结构连接的进气管座，所述的进气管座上设有与所述燃气道连通的进燃气口。
作为更进一步的改进，所述的容纳腔体为在所述共轨管体上向内凹陷设有沿管体长方向延伸设置的凹槽，所述的共轨管体上设有封闭所述凹槽的端盖。
进一步的，所述凹槽的槽底设有多个分别将各个喷气管与所述燃气道连通的喷射计量阀安装孔，所述凹的槽底设有排气接口。
更进一步的，所述的端盖上设有线束出口，所述的端盖上设有与所述的双层通风结构连接的通风管座。
更进一步的，在所述共轨管体与所述的端盖之间设有端盖垫片。
作为更进一步的改进，所述共轨管体上插接有伸入至所述燃气道的燃气温度压力传感器。
进一步的，所述过渡管座的两端分别设有与所述气缸盖的进气口、进气歧管的出气口定位连接的气缸盖安装面、进气歧管安装面，所述的喷气管凸出于所述气缸体安装面设置。
有益效果
与现有技术相比，本发明的燃气喷射装置的有益效果如下：本发明的燃气喷射装置，燃气喷射点靠近气门，喷射的燃气能尽可能多的进入气缸内，残余的燃气量较少，能够有效也能够减少各缸之间的工作不均匀性，降低回火爆炸风险；发动机各缸工作均匀，动力输出稳定，减少发动机振动，减少噪音，增长发动机的使用寿命；还能有效避免燃气泄漏到机舱，降低燃气泄漏带来的风险；用模块化设计可以直接装在进气管与气缸盖之间，方便在柴油机的基础上改装双燃料发动机，同时弥补了常规进气歧管多点喷射系统的响应性差、各缸均匀性不好、有回火爆炸风险的缺点。
附图说明
图1是本发明的燃气喷射装置的三维爆炸图；
图2是本发明中共轨管体的三维示意图。
图中：1、共轨管体；2、过渡管座；3、喷气管；4、喷射计量阀；5、排气接口；6、凹槽；7、燃气通风管；8、外围燃气通风管；9、进燃气管；10、外围进燃气管；11、进气管座；12、进燃气口；13、端盖；14、线束出口；15、通风管座；16、端盖垫片；17、燃气温度压力传感器；18、喷射计量阀安装孔；19、燃气道。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。
本发明的具体实施方式是这样的：如图1-2所示，一种燃气喷射装置，包括内部设有燃气道19的共轨管体1，共轨管体1的一侧凸出设有多个可分别将气缸盖上的各个进气口与进气歧管上的各个出气口连通的过渡管座2，每个过渡管座2上设有向外凸出设置的将燃气道19与气缸盖进气道连通的喷气管3，燃气喷射系装置安装在进气歧管与气缸盖之间，其中共轨管体1的过渡管座2一端接进气歧管，一端接气缸盖上的各个进气口，过渡管座2内的喷气管3将插入到气缸盖上对应的进气道内，喷气管3的末端在气道中心处，便于与空气充分混合，并且燃气喷射点靠近气门，发动机负荷发生变化时燃气喷射装置能够快速相应，燃气能够更迅速、便捷的进入气缸内燃烧，改善发动机的瞬态响应性。同时，因燃气喷射点靠近气门，喷射的燃气能尽可能多的进入气缸内，残余的燃气量较少，能够有效也能够减少各缸之间的工作不均匀性，降低回火爆炸风险；共轨管体1的另一侧上向内凹陷设有沿管体长方向延伸设置的并且可封闭的容纳腔体，容纳腔体内设有连通燃气道19的排气接口5和多个分别将喷气管3与燃气道19连通的喷射计量阀4，喷射计量阀4根据ECU的指令开启或关闭，控制喷气管3内燃气的喷射量，使各缸工作均匀，动力输出稳定，减少发动机振动，减少噪音，增长发动机的使用寿命；共轨管体1上设有分别连通容纳腔体、排气接口5的双层通风结构，该燃气喷射装置配有燃气通风管，在发动机不工作时能将燃气喷射装置中的残余燃气扫除，降低回火爆炸的风险，另外，当燃气喷射装置发生故障有燃气泄漏时，燃气被封闭在容纳腔体内，双层通风结构可将泄漏的燃气通过此密闭的容纳空间扫除至安全区域，降低燃气泄漏带来的风险；共轨管体1上设有连通燃气道19的防漏进燃气结构，防漏进燃气结构能避免燃气进气管路发生泄漏时燃气直接泄漏到机舱，降低燃气泄漏带来的风险。整个燃气喷射装置采用模块化设计可以直接装在进气管与气缸盖之间，方便在柴油机的基础上改装双燃料发动机，同时弥补了常规进气歧管多点喷射系统的响应性差、各缸均匀性不好、有回火爆炸风险的缺点。
在本实施例中，双层通风结构包括连通排气接口5的燃气通风管7和包围燃气通风管7设置的连通容纳腔体的外围燃气通风管8。燃气通风管7可将共轨管体1内的燃气道19的燃气快速排出，或者是由于特殊原因造成喷射计量阀4松动使燃气泄漏到容纳腔体内时，外围燃气通风管8将从喷射计量阀4处泄漏至容纳腔体内的燃气排出，防止燃气进入发动机舱，降低燃气泄漏带来的风险。
在本实施例中，防漏进燃气结构包括在共轨管体1上设有的连通燃气道19的进燃气管9和包围进燃气管9设置的外围进燃气管10，燃气进气管路能具有双层管结构能避免燃气进气管路发生泄漏时燃气直接泄漏到机舱，降低燃气泄漏带来的风险。
在本实施例中，共轨管体1的一端设有与防漏进燃气结构连接的进气管座11，进气管座11上设有与燃气道19连通的进燃气口12，进气管座11与双层管进燃气管结构能快速定位安装，进气管座11设置在共轨管体1的一端部上，与容纳腔体的位置错开，布局合理，使喷射装置的结构更加紧凑。
在本实施例中，容纳腔体为在共轨管体1上向内凹陷设有沿管体长方向延伸设置的凹槽6，共轨管体1上设有封闭凹槽6的端盖13，在共轨管体1与端盖13之间设有端盖垫片16。通过端盖13、端盖垫片16将凹槽6封闭成密封空间，有些效防止燃气泄漏，结构简单，拆装方便，结构紧凑，占用空间小，外形美观。
在本实施例中，凹槽6的槽底设有多个分别将各个喷气管3与燃气道19连通的喷射计量阀安装孔18，凹槽6的槽底设有排气接口5。喷射计量阀4与喷射计量阀安装孔18采用O型圈密封，安装方便、密封效果好。
在本实施例中，端盖13上设有线束出口14，端盖13上设有与双层通风结构连接的通风管座15。通过通风管座15将燃气通风管7与排气接口5快速单独连接，外围燃气通风管8与容纳腔体连通，定位快速，安装更加方便。
在本实施例中，共轨管体1上插接有伸入至燃气道19的燃气温度压力传感器17，通过对进燃气管9内燃气道19的燃气进行检测，及时反馈燃气的温度、压力等，从而检测出燃气是否泄漏、温度是否过高，保证发动机可靠运行。
在本实施例中，过渡管座2的两端分别设有与气缸盖的进气口、进气歧管的出气口定位连接的气缸盖安装面、进气歧管安装面，喷气管3凸出于气缸盖安装面设置，过渡管座2与气缸盖、进气歧管定位准确、快速，连接紧密牢靠，保证燃气输送的气密性。
当发动机工作时，进燃气管9上游的阀门打开，燃气通风管7下游的阀门关闭，燃气通过燃气喷射计量阀4喷入气缸；当发动机不工作时，进燃气管9上游的阀门关闭，燃气通风管7下游的阀门打开，燃气喷射装置内的残余燃气通过燃气通风管7扫除至安全区域内。
以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。

Claims (10)

1.一种燃气喷射装置，其特征在于，包括内部设有燃气道(19)的共轨管体(1)，所述共轨管体(1)的一侧凸出设有多个可分别将气缸盖上的各个进气口与进气歧管上的各个出气口连通的过渡管座(2)，每个所述的过渡管座(2)上设有向外凸出设置的将所述燃气道(19)与气缸盖进气道连通的喷气管(3)，所述共轨管体(1)的另一侧上向内凹陷设有沿管体长方向延伸设置的并且可封闭的容纳腔体，所述容纳腔体内设有连通所述燃气道(19)的排气接口(5)和多个分别将所述喷气管(3)与所述燃气道(19)连通的喷射计量阀(4)，所述共轨管体(1)上设有分别连通所述容纳腔体、排气接口(5)的双层通风结构，所述共轨管体(1)上设有连通所述燃气道(19)的防漏进燃气结构。
2.根据权利要求1所述的一种燃气喷射装置，其特征在于，所述的双层通风结构包括连通所述排气接口(5)的燃气通风管(7)和包围所述燃气通风管(7)设置的连通所述容纳腔体的外围燃气通风管(8)。
3.根据权利要求1所述的一种燃气喷射装置，其特征在于，所述的防漏进燃气结构包括在所述共轨管体(1)上设有的连通所述燃气道(19)的进燃气管(9)和包围所述进燃气管(9)设置的外围进燃气管(10)。
4.根据权利要求3所述的一种燃气喷射装置，其特征在于，所述共轨管体(1)的一端设有与所述防漏进燃气结构连接的进气管座(11)，所述的进气管座(11)上设有与所述燃气道(19)连通的进燃气口(12)。
5.根据权利要求1至4任意一项中所述的一种燃气喷射装置，其特征在于，所述的容纳腔体为在所述共轨管体(1)上向内凹陷设有沿管体长方向延伸设置的凹槽(6)，所述的共轨管体(1)上设有封闭所述凹槽(6)的端盖(13)。
6.根据权利要求5所述的一种燃气喷射装置，其特征在于，所述凹槽(6)的槽底设有多个分别将各个喷气管(3)与所述燃气道(19)连通的喷射计量阀安装孔(18)，所述凹槽(6)的槽底设有排气接口(5)。
7.根据权利要求5所述的一种燃气喷射装置，其特征在于，所述的端盖(13)上设有线束出口(14)，所述的端盖(13)上设有与所述的双层通风结构连接的通风管座(15)。
8.根据权利要求5所述的一种燃气喷射装置，其特征在于，在所述共轨管体(1)与所述的端盖(13)之间设有端盖垫片(16)。
9.根据权利要求5所述的一种燃气喷射装置，其特征在于，所述共轨管体(1)上插接有伸入至所述燃气道(19)的燃气温度压力传感器(17)。
10.根据权利要求1所述的一种燃气喷射装置，其特征在于，所述过渡管座(2)的两端分别设有与所述气缸盖的进气口、进气歧管的出气口定位连接的气缸盖安装面、进气歧管安装面，所述的喷气管(3)凸出于所述气缸盖安装面设置。
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