CN112360648A - 一种船用低压进气双燃料主机的燃气进机口结构 - Google Patents

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Abstract

一种船用低压进气双燃料主机的燃气进机口结构，设置于所述双燃料主机的缸套上，包括喷嘴块和喷嘴安装孔，所述喷嘴安装孔贯通地开设于所述缸套上，所述喷嘴块密封地嵌入该喷嘴安装孔中；所述喷嘴安装孔为台阶孔，所述喷嘴块的外形呈阶梯状，该喷嘴块内部设有贯通所述缸套内腔的燃气进机孔；所述燃气进机孔的轴线与所述缸套的径向成一喷射切角，以保证燃气的入射方向与气缸内涡流的旋转方向一致，与水平面成一喷射仰角，以保证入射的燃气具有向上的初始分速度。本发明能够调整燃气进机口的结构及燃气入射角度，减小了高负荷工况下活塞头及附件的热变形，提高了主机的运行耐久性与稳定性，结构简单可靠，便于后期维修，降低了维修成本，适用于各种船用低压进气双燃料主机。

Description

一种船用低压进气双燃料主机的燃气进机口结构
技术领域
本发明涉及船用低速柴油机的部件，特别涉及一种船用低压进气双燃料主机的燃气进机口结构，属于柴油机技术领域。
背景技术
目前船用低压进气双燃料主机的燃气进机原理如图1所示，燃气通过燃气入口103进入气体旁通阀，当控制系统判定发动机曲柄运转至气体启喷角时，通过提高作用在活塞105上的密封油压力打开气阀108，燃气经缸套101上的燃气进机口102进入气缸。当燃气喷射结束时，控制系统泄放作用在活塞105上的密封油压，弹簧107的预紧力通过作用在弹簧盖106上，带动气阀108向上运动，从而阻断燃气进入缸内，导轨104起到导向和支撑弹簧107的作用。
现有燃气进机口102一般直接开设在缸套101上，与缸套101形成一体式结构，这种燃气进机口102的结构不仅不利于后期的维护保养，而且在后续燃气进机口结构升级过程中，只能通过更换缸套101来完成。现有燃气进机口102一般沿水平方向布置，如图2所示，燃气进机时，喷射进缸内的燃气随着缸内涡流一起向上运动，由于没有竖直方向的喷射分速度，燃气竖直方向的运动仅取决于缸内气体的流动，在高负荷时，由于活塞速度的增加以及燃气量的增加而造成活塞头附近的燃气浓度升高，缸内发生着火时会使活塞头及其附属零部件热负荷加剧。
发明内容
本发明的目的在于，克服现有技术的缺陷，提供一种新型的船用低压进气双燃料主机的燃气进机口结构，以提高双燃料发动机在燃气高负荷工况下运行时的燃烧稳定性，减小发动机活塞头及其附属零部件的热变形，降低主机后期的运行维护成本。
本发明的技术方案如下：
一种船用低压进气双燃料主机的燃气进机口结构，设置于所述双燃料主机的缸套上，其特征在于：所述的燃气进机口结构包括喷嘴块和喷嘴安装孔，所述喷嘴安装孔贯通地开设于所述缸套上，所述喷嘴块密封地嵌入该喷嘴安装孔中；所述喷嘴安装孔为台阶孔，所述喷嘴块的外形呈阶梯状，该喷嘴块内部设有贯通所述缸套内腔的燃气进机孔。
进一步地，所述的燃气进机孔的轴线与所述缸套的径向成一喷射切角，以保证燃气的入射方向与气缸内涡流的旋转方向一致。
进一步地，所述的燃气进机孔的轴线与水平面成一喷射仰角，以保证入射的燃气具有向上的初始分速度。
进一步地，所述的燃气进机孔的外侧连接有喇叭口，该喇叭口的大口端朝向外侧，小口端连接所述燃气进机孔，所述喇叭口的大口端的口径根据气体喷射阀的大小来确定，小口端的口径与所述燃气进机孔的内径相同，并且根据发动机输出功率及能耗来确定。
进一步地，所述的喷嘴块设有台阶面，该台阶面与所述缸套的外壁紧密贴合，所述台阶面与所述缸套的外壁之间设置有用于密封的软铁垫圈。
与现有技术相比，本发明的技术效果如下：
1)本发明能够根据船用低压进气双燃料发动机的类型，调整燃气进机口的外形结构及燃气入射角度，促进主机燃气工况下的燃-气混合，有效提高了船用低压双燃料主机高负荷运行时的耐久性与稳定性，减少了后期在船上的维护费用。
2)本发明为入射燃气提供一个喷射仰角，进而有效降低了入射燃气下窜至活塞环附近的风险，从而在低压进气双燃料主机运行在燃气高负荷时，减小发动机活塞头及其附属零部件的热变形，降低活塞环热负荷过高而带来的负面效应。
3)所述喷嘴块为可拆卸连接结构，便于维修更换，不必更换缸套，不仅结构简单可靠，而且降低了维修成本，适用于各种船用低压进气双燃料主机。
附图说明
图1是船用低压进气双燃料主机的燃料进机原理图。
图2是现有的燃气进机口结构示意图。
图3是本发明的结构示意图。
图4是喷嘴块的结构图。
图5是图4的A-A剖视图。
图6是燃气进机口的喷射角度示意图。
图7是图6的B-B剖视图。
图中：
101-缸套，102-燃气进机口，103-燃气入口，104-导轨，105-活塞，106-弹簧盖，107-弹簧，108-气阀，301-燃气进机孔，302–台阶面，303-喇叭口，401-喷嘴块，402-喷嘴安装孔，403-软铁垫圈，α-喷射仰角，β-喷射切角。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明所述的船用低压进气双燃料主机的燃气进机口结构作进一步的详细说明，但不能因此而限制本发明要求保护的范围。
如图3所示，所述船用低压进气双燃料主机的燃气进机口结构设置于所述双燃料主机的缸套101上，包括喷嘴块401和喷嘴安装孔402，所述喷嘴安装孔402贯通地开设于所述缸套101上，所述喷嘴块401密封地嵌入该喷嘴安装孔402中。
所述喷嘴安装孔402为台阶孔，其中大孔向外，小孔朝向所述缸套101内腔。
请结合参阅图4和图5，所述喷嘴块401的外形呈阶梯状，设有与所述缸套101外壁贴合的台阶面302，该喷嘴块401内部设有贯通的燃气进机孔301，该燃气进机孔301的外侧为喇叭口303，该喇叭口303的大口端开口于所述喷嘴块401的大圆端且朝向外侧，小口端连接所述燃气进机孔301且连通所述缸套101内腔。所述喇叭口303的大口端的口径根据气体喷射阀的大小来确定，小口端的口径与所述燃气进机孔301的内径相同且根据发动机输出功率及能耗来确定。
所述喷嘴块401嵌入所述缸套101上的喷嘴安装孔402，大圆端靠近所述缸套101外壁的一侧，小圆端靠近所述缸套101内腔的一侧；该喷嘴块401的台阶面302与所述缸套101的外壁紧密贴合接触，该台阶面302与所述缸套101的外壁之间设置有软铁垫圈403，用于密封。
所述燃气进机孔301的轴线与所述缸套101的径向呈一喷射切角β，该喷射切角β要保证燃气的入射运动方向与所述气缸内涡流的旋转方向一致。所述燃气进机孔301的轴线与水平面成一夹角，为喷射仰角α，该喷射仰角α保证入射的燃气有一个向上的初始分速度。该竖直向上的初始分速度能够降低燃气在活塞压缩冲程中扩散至活塞环的风险，防止活塞头周边燃气浓度过高而导致缸内发火时活塞头及其相关零部件的热负荷过高，从而降低缸内燃烧时活塞环的热负荷，有效提升了发动机高负荷运行时的耐久性和稳定性。
本发明能够根据船用低压进气双燃料发动机的类型，调整燃气进机口的结构及燃气入射角度，促进主机燃气工况下的燃气混合，防止活塞头周边燃气浓度过高而导致缸内发火时活塞头及其相关零部件的热负荷过高，有效提高了船用低压双燃料主机高负荷运行时的耐久性与稳定性，减少了后期在船上的维护费用。
上述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用来限定本发明的实施范围。凡依本发明范围的内容所作的等效变化与修饰，都应为本发明的技术范畴。

Claims (5)

1.一种船用低压进气双燃料主机的燃气进机口结构，设置于所述双燃料主机的缸套上，其特征在于：所述的燃气进机口结构包括喷嘴块和喷嘴安装孔，所述喷嘴安装孔贯通地开设于所述缸套上，所述喷嘴块密封地嵌入该喷嘴安装孔中；所述喷嘴安装孔为台阶孔，所述喷嘴块的外形呈阶梯状，该喷嘴块内部设有贯通所述缸套内腔的燃气进机孔。
2.根据权利要求1所述的船用低压进气双燃料主机的燃气进机口结构，其特征在于：所述的燃气进机孔的轴线与所述缸套的径向成一喷射切角，以保证燃气的入射方向与气缸内涡流的旋转方向一致。
3.根据权利要求1或2所述的船用低压进气双燃料主机的燃气进机口结构，其特征在于：所述的燃气进机孔的轴线与水平面成一喷射仰角，以保证入射的燃气具有向上的初始分速度。
4.根据权利要求1所述的船用低压进气双燃料主机的燃气进机口结构，其特征在于：所述的燃气进机孔的外侧连接有喇叭口，该喇叭口的大口端朝向外侧，小口端连接所述燃气进机孔，所述喇叭口的大口端的口径根据气体喷射阀的大小来确定，小口端的口径与所述燃气进机孔的内径相同，并且根据发动机输出功率及能耗来确定。
5.根据权利要求1所述的船用低压进气双燃料主机的燃气进机口结构，其特征在于：所述的喷嘴块设有台阶面，该台阶面与所述缸套的外壁紧密贴合，所述台阶面与所述缸套的外壁之间设置有用于密封的软铁垫圈。
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