CN219711706U - 燃料喷嘴、发动机进气组件以及发动机 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于发动机技术领域，具体涉及一种燃料喷嘴、发动机进气组件以及发动机。本实用新型的燃料喷嘴，包括：加热筒，所述加热筒形成有燃料进口、燃料出口以及连通所述燃料进口和所述燃料出口的加热腔，所述加热腔用于容纳并加热燃料；加热器，所述加热器设置在所述加热腔中，所述加热器用于加热所述燃料；喷孔件，所述喷孔件上形成有多个喷孔，所述喷孔件设置在所述燃料出口处以喷射出所述燃料。根据本实用新型的燃料喷嘴，在加热筒的内部设置有加热器，加热器增大了对燃料的加热面积，使得燃料能够被加热至易燃温度，进而，燃料喷嘴喷射出高温易燃的雾化燃料。

Description

燃料喷嘴、发动机进气组件以及发动机

技术领域

本实用新型属于发动机技术领域，具体涉及一种燃料喷嘴、发动机进气组件以及发动机。

背景技术

本部分提供的仅仅是与本公开相关的背景信息，其并不必然是现有技术。

甲醇作为一种制取简单的新型清洁替代燃料，具有汽化潜热大、含氧量高、热值低等特点，应用于发动机，具有NOx低、颗粒物少、排温低、高原能力强等优点，具有重要的研究开发价值和应用前景。

对于甲醇发动机，甲醇通过喷嘴以雾化状态被喷射进入进气歧管，在进气歧管内与空气混合，之后进入发动机的气缸进行燃烧。由于甲醇的汽化潜热大，是汽柴油的3-4倍，饱和蒸气压低，甲醇燃料需要吸收更多热量才得以蒸发汽化，从而降低了进气歧管及气缸缸内平均温度，产生的冷却效应又会影响甲醇燃料完全汽化，造成甲醇燃料雾化不良，无法快速形成合适的可燃混合气，对燃烧效果及热效率造成不利影响。

实用新型内容

本实用新型的目的是至少解决现有的甲醇喷嘴喷射出的甲醇燃料雾化不良的技术问题。该目的是通过以下方式实现的：

本实用新型的第一方面提出了一种燃料喷嘴，燃料喷嘴包括：加热筒，加热筒形成有燃料进口、燃料出口以及连通燃料进口和燃料出口的加热腔，加热腔用于容纳并加热燃料；加热器，加热器设置在加热腔中，加热器用于加热燃料；喷孔件，喷孔件上形成有多个喷孔，喷孔件设置在燃料出口处以喷射出燃料。

根据本实用新型的燃料喷嘴，在加热筒的内部设置有加热器，加热器增大了对燃料的加热面积，使得燃料能够吸收足够的热量进而被汽化，同时燃料并被加热至易燃温度，因此，燃料喷嘴喷射出高温易燃且雾化效果较好的燃料。

另外，根据本实用新型的燃料喷嘴，还可具有如下附加的技术特征：

在本实用新型的一些实施方式中，加热器包括多个加热翅片，加热翅片贴合设于加热筒的内侧壁。

在本实用新型的一些实施方式中，沿加热筒的轴向方向，加热翅片的截面形状包括矩形、梯形、半椭圆形和阶梯形中的一种或者多种。

在本实用新型的一些实施方式中，加热器包括彼此平行且间隔设置的多个加热环或者包括螺旋形的加热圈。

在本实用新型的一些实施方式中，在加热器的外表面上设有防锈漆或者银粉。

在本实用新型的一些实施方式中，加热器的外表面的面积为加热筒的内侧壁的面积的1倍至4倍。

本实用新型的第二方面还提出了一种发动机进气组件，包括：根据本实用新型第一方面的燃料喷嘴；进气歧管，进气歧管用于接收燃料喷嘴喷射出的燃料。

本实用新型的提供发动机进气组件包括根据本实用新型第一方面的燃料喷嘴，由于燃料喷嘴对燃料的加热效果较好，因此燃料喷嘴能够为燃料提供足够的热量，燃料可以完全汽化，燃料汽化过程不会降低进气歧管的平均温度，燃料喷嘴喷射出的燃料雾化效果较好，燃料在进气歧管中与进气快速混合为可燃的燃料混合气。

在本实用新型的一些实施方式中，还包括：

电源，电源为加热器供电；

智能电源控制器，智能电源控制器与电源通讯连接，智能电源控制器能够获取发动机气缸的循环冷却水的水温，并根据水温控制电源的供电参数。

在本实用新型的一些实施方式中，还包括温度测量装置，温度测量装置与智能电源控制器通讯连接，温度测量装置用于测量水温并将水温发送至智能电源控制器。

本实用新型的第三方面还提出了一种发动机，发动机包括：

气缸；

根据实用新型第二方面的发动机进气组件，进气歧管用于向气缸内输入燃料混合气。

本实用新型第三方面提供的发动机包括本实用新型第二方面的发动机进气组件，因此燃料喷嘴喷射出的燃料雾化效果较好，燃料在进气歧管内与进气混合成可燃的燃料混合气体，进入气缸后燃烧效果较好，热效率较高。

上述说明仅是本申请技术方案的概述，为了能够更清楚了解本申请的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本申请的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本申请的具体实施方式。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其它的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本实用新型的限制。而且在整个附图中，用相同的附图标记表示相同的部件。其中：

图1为根据本申请一实施方式的燃料喷嘴的结构示意图；

图2为根据本申请另一实施方式的燃料喷嘴的结构示意图；

图3为根据本申请一实施方式的发动机的进气组件的结构示意图；

附图中各标号表示如下：

100、发动机进气组件；

1、燃料喷嘴；

10、加热筒；

20、加热器；

30、喷孔件；31、第一弧形面；32、第二弧形面；

40、针阀；

50、燃料流道；

2、进气歧管；

3、电源开关；

4、电源；

5、智能电源控制器；

6、测温装置。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本实用新型的示例性实施方式。虽然附图中显示了本实用新型的示例性实施方式，然而应当理解，可以以各种形式实现本实用新型而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解本实用新型，并且能够将本实用新型的范围完整的传达给本领域的技术人员。

应理解的是，文中使用的术语仅出于描述特定示例实施方式的目的，而无意于进行限制。除非上下文另外明确地指出，否则如文中使用的单数形式“一”、“一个”以及“所述”也可以表示包括复数形式。术语“包括”、“包含”、“含有”以及“具有”是包含性的，并且因此指明所陈述的特征、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但并不排除存在或者添加一个或多个其它特征、步骤、操作、元件、部件、和/或它们的组合。文中描述的方法步骤、过程、以及操作不解释为必须要求它们以所描述或说明的特定顺序执行，除非明确指出执行顺序。还应当理解，可以使用另外或者替代的步骤。

尽管可以在文中使用术语第一、第二、第三等来描述多个元件、部件、区域、层和/或部段，但是，这些元件、部件、区域、层和/或部段不应被这些术语所限制。这些术语可以仅用来将一个元件、部件、区域、层或部段与另一区域、层或部段区分开。除非上下文明确地指出，否则诸如“第一”、“第二”之类的术语以及其它数字术语在文中使用时并不暗示顺序或者次序。因此，以下讨论的第一元件、部件、区域、层或部段在不脱离示例实施方式的教导的情况下可以被称作第二元件、部件、区域、层或部段。

为了便于描述，可以在文中使用空间相对关系术语来描述如图中示出的一个元件或者特征相对于另一元件或者特征的关系，这些相对关系术语例如为“内部”、“外部”、“内侧”、“外侧”、“下面”、“下方”、“上面”、“上方”等。这种空间相对关系术语意于包括除图中描绘的方位之外的在使用或者操作中装置的不同方位。例如，如果在图中的装置翻转，那么描述为“在其它元件或者特征下面”或者“在其它元件或者特征下方”的元件将随后定向为“在其它元件或者特征上面”或者“在其它元件或者特征上方”。因此，示例术语“在……下方”可以包括在上和在下的方位。装置可以另外定向(旋转90度或者在其它方向)并且文中使用的空间相对关系描述符相应地进行解释。

如图1和图2所示，本实用新型的第一方面提供一种燃料喷嘴1，燃料喷嘴1包括加热筒10，加热筒10形成有燃料进口和燃料出口以及连通燃料进口和燃料出口的加热腔，加热腔用于容纳并加热燃料；加热器20，加热器20设置在加热腔中，并且加热器20用于加热燃料；喷孔件30，喷孔件30上形成有多个喷孔，喷孔件30设置在燃料出口处以喷射出燃料。在一个实施例中，燃料为甲醇，燃料喷嘴1为甲醇燃料喷嘴。

本实用新型提供的燃料喷嘴1，在加热筒10的内部设置有加热器20，加热器20增大了对燃料的加热面积，使得燃料能够吸收足够的热量进而被汽化，同时燃料能够被加热至易燃温度，进而，燃料喷嘴1喷射出高温易燃且雾化效果较好的燃料。

特别是对于燃料为甲醇的情况，甲醇的汽化潜热大(汽化潜热为温度不变时，单位质量的某种物质在汽化过程中所吸引的热量)，本实用新型的燃料喷嘴1用于喷射甲醇燃料时，能够将甲醇燃料加热至完全汽化，使得甲醇喷嘴可以喷射出高温易燃且雾化效果较好的甲醇雾气。

加热筒10由电热材料制成。电热材料包括金属、镍基合金、铁基合金、氧化锆发热体或者碳化硅电热材料等。加热筒10也对燃料有加热作用。加热筒10为中空管状结构，其内部形成有加热腔，加热腔包括内侧壁。

加热器20连接至加热腔的内侧壁上。在一个实施例中，加热器20的外表面为凸面结构，如此可以增大加热器20的外表面的面积。具体地，加热器20可以通过焊接、铸造、卡接、卡扣或者卡条的方式固定至加热腔的内侧壁上。加热器20同样由电热材料制成。电热材料包括金属、镍基合金、铁基合金、氧化锆发热体和碳化硅电热材料等。由于加热器20和加热筒10同样都是电热材料制成的，因此，加热器20不需要额外的导线与电源4连接，加热筒10通电后，加热器20与加热筒10的内侧壁接触，加热器20也被通电，从而发热，产生高温。可以理解地，也可以单独为加热器20设置导线以与电源4电连接。

在一个实施例中，在加热器20的外表面上设置有防锈漆或者银粉，以增强加热器20的防腐蚀能力，提供加热器20的使用寿命，增加生成的安全性。在一个实施例中，在加热筒10的内侧壁和加热器20的外表面上均设置有防锈漆或者银粉。

在一个实施例中，加热器20包括多个加热翅片，多个加热翅片分布在加热腔的内侧壁上。多个加热翅片彼此间隔地均匀分布在内侧壁上，可以达到加热均匀的效果。加热翅片的形状不限，在一个实施例中，加热翅片包括立方体状、曲面凸起状和棱台状中的一种或者多种。在一个实施例中，沿加热筒10的轴向方向，加热翅片的截面形状包括矩形、梯形、半椭圆形和阶梯形中的一种或者多种。请参阅图1，加热翅片的截面形状为矩形。请参阅图2，加热翅片的截面形状为梯形。

在一个实施例中，加热器20包括多个加热环。沿所述加热筒10的轴向方向，多个加热环彼此平行且间隔固定在加热腔的内侧壁上。在一个实施例中，加热环可以为电阻丝。

在一个实施例中，加热器20包括螺旋形的加热圈，加热圈沿着螺旋形固定至加热筒10的内侧壁上。加热圈为一个电阻丝螺旋缠绕形成。

通过调整加热器20的形状和尺寸可以使得：加热器20的外表面的面积为加热腔的内侧壁的面积的1倍至4倍，如此，在增加加热器20的情况下相比于没有设置加热器20的情况下，用于加热燃料的加热面积可以增大1至4倍。在一个实施例中，加热面积增大了2倍至3倍。加热器20的加热面积较大，使得对燃料的加热面积较大，燃料喷嘴1能够给于燃料足够的热量使其完全汽化，燃料喷嘴1才能够喷射出雾化效果好的燃料。

喷孔件30整体为弧形管，其包括弧形腔体。喷孔件30包括彼此间隔的第一弧形面31和第二弧形面32，以及连接第一弧形面31的端部和第二弧形面32的端部的侧壁。第一弧形面、第二弧形面32和侧壁合围构成弧形腔体。第一弧形面31封闭燃料出口，第一弧形面31上形成有开口，开口位于第一弧形面31的中心位置，加热腔内的燃料经由第一开口进入喷孔件30的弧形腔体。第二弧形面32上形成有彼此间隔且均匀分布的多个喷孔，弧形腔体内的甲醇经由喷孔喷射出去，形成雾状的甲醇喷雾。

燃料喷嘴1还包括针阀40，针阀40位于加热腔内，并且位于加热腔的中央。针阀40用于控制喷孔件30喷射燃料或者停止喷射燃料。针阀40大致为柱状，针阀40以其轴向与加热筒10的轴向彼此平行的方式设置在加热腔内。针阀40包括沿着其轴向相背设置的第一端和第二端，其中，第一端靠近喷孔件30，第二端远离喷孔件30。针阀40与加热腔的内侧壁之间形成燃料流道50，燃料在燃料流道50内被加热。针阀40在第一端为缩径设计并光滑过渡。针阀40的第一端用于封闭或者打开第一弧形面31上的开口。针阀40往上移动，针阀40与第一弧形面31的开口彼此间隔，燃料流道50内的甲醇燃料能够进入弧形腔体，再被喷孔喷射出去，针阀40往下移动落座在开口上时，针阀40封闭开口，燃料流道50内的燃料无法进入弧形腔体，此时燃料喷嘴1不喷射甲醇燃料。

燃料喷嘴1还包括燃料腔，燃料腔用于盛放燃料。燃料腔与加热筒10的燃料进口连通，如此，燃料腔内的燃料可以被输送至燃料进口，并经由燃料进口流入燃料流道，在燃料流道内燃料被加热，再通过喷孔件30被雾化喷出。

本实用新型提供的燃料喷嘴1的有益效果如下：第一、加热器20可以增加燃料喷嘴1的加热面积1-4倍，其极大了提升了对燃料加热效果，使得燃料喷嘴1喷射出的燃料雾化效果较好；第二、加热器20设置在加热筒10的内部，加热过程中热损失少，并且加热器20的表面为凸面，而非平面，其表面积较大，换热功率比普通的加热筒的换热功率的2倍至5倍，能够实现体积小，升温快的优点。

请参阅图3，本实用新型的第二方面提供一种发动机进气组件100，该发动机进气组件100包括：

根据本实用新型第一方面的燃料喷嘴1；

进气歧管2，进气歧管2用于接收燃料喷嘴1喷射出的燃料。

在一个实施例中，发动机进气组件100为甲醇发动机进气组件。

本实用新型的提供发动机进气组件100包括根据本实用新型第一方面所述的燃料喷嘴1，由于燃料喷嘴1对燃料的加热效果较好，因此燃料喷嘴1能够为燃料提供足够的热量，燃料可以完全汽化，燃料喷嘴1喷射出的燃料雾化效果较好，燃料汽化过程不会降低进气歧管2的平均温度，进气歧管2内燃料雾化效果较好，燃料在进气歧管2中与进气快速混合为燃料混合气。

发动机进气组件100还包括电源4和智能电源控制器5。电源4为加热器20供电，智能电源控制器与电源4通讯连接，智能电源控制器5能够获取发动机的气缸的循环冷却水的水温，并根据水温控制电源4的供电参数。供电参数包括电源4的打开或者关闭、供电时间和电流值。

智能电源控制器5能够获取发动机气缸的循环冷却水的水温，从而智能电源控制器5根据该水温调整电源4的供电参数，根据发动机需求控制加热器20的打开或者关闭，并且可以调节电流值或者通电时间将燃料加热至易燃温度，从而使燃料喷嘴1喷射出高温易燃燃料雾体。

智能电源控制器5与电源4通讯连接。在一个实施例中，智能电源控制器5与电源4电连接。电源4可以为外部电源或者车载电源。请参阅图3，发动机进气组件100还包括电源开关3，电源开关3控制电源4的打开或者断开。智能电源控制器5与电源开关3通讯连接。在一个实施例中，智能电源控制器5与电源开关3电连接。智能电源控制器5控制电源开关3的打开或者关闭。

在一个实施例中，加热筒10与加热器20连接至同一电源4，且被同一智能电源控制器5所控制。如此，加热筒10与加热器20均受智能电源控制器5的控制，均能实现最优加热效果，加热筒10与加热器20共同作用将燃料加热至合适的温度。

发动机进气组件100还包括测温装置6，测温装置6用于测量发动机气缸的循环冷却水的水温。测温装置6与智能电源控制器5通讯连接。在一个实施例中，测温装置6与智能电源控制器5电连接。测温装置6将测量得到的水温发送至智能电源控制器5。智能电源控制器5根据水温确定电源4的供电参数。

本实用新型提供的发动机进气组件100的有益效果为：智能电源控制器5可以按照发动机气缸的需要加热燃料，节省所消耗的电能，避免造成不必要的能量损失。

本实用新型第三方面提供一种发动机，发动机包括：

气缸；

根据本实用新型第二方面的发动机进气组件100，进气歧管2用于向气缸内输入燃料混合气。

在一个实施例中，发动机为甲醇发动机。发动机还包括循环冷却水，循环冷却水用于给气缸降温，因此循环冷却水的水温能够体现气缸的温度。循环冷却水在发动机的冷却液循环管路中循环。发动机进气组件100还包括温度测量装置，温度测量装置与智能电源控制器5通讯连接，温度测量装置用于测量发动机气缸的循环冷却水的水温并将水温发送至智能电源控制器5。

本实用新型第三方面提供的发动机包括本实用新型第二方面的发动机进气组件100，因此燃料喷嘴1喷射出的燃料雾化效果较好，燃料在进气歧管2内与进气混合成可燃的燃料混合气，进入气缸后燃烧效果较好，热效率较高。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种燃料喷嘴，其特征在于，包括：

加热筒，所述加热筒形成有燃料进口、燃料出口以及连通所述燃料进口和所述燃料出口的加热腔，所述加热腔用于容纳并加热燃料；

加热器，所述加热器设置在所述加热腔中，所述加热器用于加热所述燃料；

喷孔件，所述喷孔件上形成有多个喷孔，所述喷孔件设置在所述燃料出口处以喷射出所述燃料。

2.根据权利要求1所述的燃料喷嘴，其特征在于，所述加热器包括多个加热翅片，所述加热翅片贴合设于所述加热筒的内侧壁。

3.根据权利要求2所述的燃料喷嘴，其特征在于，沿所述加热筒的轴向方向，所述加热翅片的截面形状包括矩形、梯形、半椭圆形和阶梯形中的一种或者多种。

4.根据权利要求1所述的燃料喷嘴，其特征在于，所述加热器包括彼此平行且间隔设置的多个加热环或者包括螺旋形的加热圈。

5.根据权利要求1所述的燃料喷嘴，其特征在于，在所述加热器的外表面上设有防锈漆或者银粉。

6.根据权利要求1所述的燃料喷嘴，其特征在于，所述加热器的外表面的面积为所述加热筒的内侧壁的面积的1倍至4倍。

7.一种发动机进气组件，其特征在于，包括：

根据权利要求1-6中任一项所述的燃料喷嘴；

进气歧管，所述进气歧管用于接收所述燃料喷嘴喷射出的所述燃料。

8.根据权利要求7所述的发动机进气组件，其特征在于，还包括：

电源，所述电源为所述加热器供电；

智能电源控制器，所述智能电源控制器与所述电源通讯连接，所述智能电源控制器能够获取发动机气缸的循环冷却水的水温，并根据所述水温控制所述电源的供电参数。

9.根据权利要求8所述的发动机进气组件，其特征在于，还包括温度测量装置，所述温度测量装置与所述智能电源控制器通讯连接，所述温度测量装置用于测量所述水温并将所述水温发送至所述智能电源控制器。

10.一种发动机，其特征在于，所述发动机包括：

气缸；

根据权利要求7-9中任一项所述的发动机进气组件，所述进气歧管用于向所述气缸内输入燃料混合气。