气体发动机空气/燃气混合装置的制作方法

气体发动机空气/燃气混合装置
1.本发明是以下专利申请的分案申请：申请号为cn201811399774.0，申请日为2018年11月22日，发明创造名称为“气体发动机空气/燃气混合装置”。
技术领域
2.本发明涉及发动机气体混合装置技术领域，尤其涉及一种在气体发动机上使用的将燃气和空气进行混合的装置。


背景技术：

3.气体发动机常用的燃气供给方式有两种：一种是进气总管前供给燃气的单点预混方式，另一种是气门前气道内喷射的多点喷射方式。对于多点喷射方式来说，发动机每缸气门前配置一个喷射阀，在进气门打开且扫气结束后开始喷射，进气门关闭前停止喷射，与单点预混方式相比，发动机的各项性能指标得到了大幅度的提升。用先进的多点喷射方式，替代落实的单点预混方式，已成为行业的共识。
4.但是，多点喷射方式，由于进气门前进气道距离较短，且燃气喷射时间短，燃气与空气的混合均匀性很难保证，多点喷射的优势不能得到充分发挥，成为制约多点喷射方式推广的因素之一。
5.如图9和图10所示，是常用的多点喷射的实施案例，燃气经过燃气喷射阀102和燃气支管103喷射到进气门101前的进气道105内，与空气混合，然后经过进气门101进入气缸，燃气与气门开启的相位关系参见图11，其中，t为进气门的开启相位，基本固定不变，t是燃气喷射阀102的喷射时间，t《t，t随发动机负载的大小，不断发生变化，特别在发动机小负载工况时，t《《t。在燃气喷射阀102关闭时，通过进气门101进入气缸的是纯净的空气，在燃气喷射阀102打开时，进入气缸的是空气/燃气的混合气体，进气冲程结束，气缸内上中下层呈现空气、混合气、空气的状态，使燃烧效果变差，影响发动机性能。
6.中国发明专利cn104454221b公开了一种发动机的进气装置，对进气道的几何形状进行了改进，进而增强空气的进气旋涡且确保进气的填充效率，但其应用于柴油机，进气旋涡的动力来自于空气本身(而不是燃气)，燃气发动机虽然可借鉴并取得一定的效果，但仍不能完全满足燃气/空气的混合要求。
7.中国实用新型专利cn 204646460 u公开了一种用于气体发动机的气体混合器，其在进气道内增设了可旋转的位移主体，通过转动位移主体可以改变空气燃料比，进而有利于不同热值的气体燃料在发动机内正常运行。
8.上述专利文献均未解决气体发动机在进气冲程结束时，气缸内上中下层呈现空气、混合气、空气的状态，使燃烧效果变差，影响发动机性能的技术问题。


技术实现要素：

9.针对现有技术的上述不足，本发明提供一种气体发动机空气/燃气混合装置，以解决气体发动机在进气冲程结束时，气缸内上中下层呈现空气、混合气、空气的状态，使燃烧
效果变差，影响发动机性能的技术问题。
10.为解决上述技术问题，本发明如下技术方案：
11.一种气体发动机空气/燃气混合装置，包括：
12.进气歧管，所述进气歧管与气缸盖连接并在进气门前形成进气道；
13.燃气喷射阀和燃气支管，所述燃气支管一端与所述燃气喷射阀连接，另一端伸入所述进气歧管内；所述进气道内设置有旋流件，所述旋流件与所述燃气支管连接，所述燃气喷射阀喷出的高压燃气经所述燃气支管导入所述旋流件并形成旋转混合气流；所述旋流件是圆筒形旋流件，设置于所述进气歧管的进气道内，所述圆筒形旋流件与所述进气歧管同向设置，所述圆筒形旋流件的管壁开设有切向进气孔，所述燃气支管开口的端部固定于所述圆筒形旋流件的切向进气孔。
14.采用上述技术方案后，本发明的技术效果是：
15.本发明的进气道内设置有旋流件，借助于旋流件，高压燃气喷射过程中的喷射能量能够使燃气发生旋转，带动空气和混合气旋转并保持进入气缸，提高了空气/燃气混合的均匀性，进入气缸的旋转混合气流可使上中下层气体迅速混合，从而在燃烧冲程得到更好的燃烧效果。
附图说明
16.图1是本发明气体发动机空气/燃气混合装置实施例1的结构剖视图；
17.图2是图1中a-a的剖视图；
18.图3是本发明气体发动机空气/燃气混合装置实施例2的结构剖视图；
19.图4是图3中b-b的剖视图；
20.图5是本发明气体发动机空气/燃气混合装置实施例3的结构剖视图；
21.图6是图5中c-c的剖视图；
22.图7是本发明气体发动机空气/燃气混合装置实施例4的结构剖视图；
23.图8是图7中d-d的剖视图；
24.图9是一种公知技术的结构示意图；
25.图10是图9中g-g的剖视图；
26.图11是图9所示公知技术中多点顺序喷射气体喷射量与气门开启相位的关系图；
27.图中，100-气缸盖，101-进气门，102-燃气喷射阀，103-燃气支管，103a-燃气支管，103b-燃气支管，103c-燃气支管，103d-燃气支管,104-进气歧管,105-进气道，106a-旋流件，106b-旋流件，106c-旋流件，106d-旋流件，107-出气孔，108-出气孔，109-出气孔，200-旋转混合气流。
具体实施方式
28.下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
29.实施例1
30.如图1和图2共同所示，一种气体发动机空气/燃气混合装置，进气歧管104与气缸盖100连接并在进气门101前形成进气道105。
31.燃气支管103a的一端与燃气喷射阀102连接，另一端伸入进气歧管104内，进气歧
管104的进气道105内设置有旋流件106a，旋流件106a与燃气支管103a连接，燃气喷射阀102喷出的高压燃气经燃气支管103a导入所述旋流件106a形成旋转混合气流200。
32.旋流件106a是圆筒形旋流件，所述圆筒形旋流件与进气歧管104同向设置，圆筒形旋流件的管壁开设有切向进气孔，燃气支管103a开口的端部固定于圆筒形旋流件的切向进气孔。
33.实施例2
34.如图3和图4共同所示，一种气体发动机空气/燃气混合装置，其结构与实施例1基本相同，旋流件106b也是圆筒形旋流件，也设置于进气歧管104的进气道105内，圆筒形旋流件106b与进气歧管104同向设置，不同之处在于，圆筒形件106b的管壁开设有径向进气孔，燃气支管103b伸入所述径向进气孔并与圆筒形旋流件106b固定连接，燃气支管103b端部的开口封闭，在燃气支管103b的管壁上开设多个出气孔(107、108)，从出气孔(107、108)喷出的燃气沿圆筒形旋流件106b内壁的切向流动。
35.实施例3
36.如图5和图6共同所示，一种气体发动机空气/燃气混合装置，其结构与实施例1基本相同，旋流件106c也是圆筒形旋流件，也设置于进气歧管104的进气道105内，圆筒形旋流件106c与进气歧管105同向设置，不同之处在于，燃气支管103c在进气道105内弯折并从轴向伸入圆筒形旋流件106c，燃气支管103c弯折部分的轴心偏离所述圆筒形旋流件106c的轴心，燃气支管103c端部的开口封闭，在燃气支管103c的管壁上开设多个出气孔109，从出气孔109喷出的燃气沿圆筒形旋流件106c内壁的切向流动。
37.实施例4
38.如图7和图8共同所示，一种气体发动机空气/燃气混合装置，其结构与实施例1基本相同，不同之处是，旋流件106d是开口的圆环形旋流件，设置于气缸盖100的进气道105内，圆环形旋流件106d与进气门101同轴设置，燃气支管103d在进气道105内弯折，燃气支管103d的弯折部分沿圆环形旋流件106d开口处的切向布置，燃气支管103d的开口端部固定于圆环形旋流件106d的开口处。
39.本发明中，进气歧管可圆可方，适应性好。
40.本发明中，旋流件采用开口的圆环形旋流件时，由于其进气门同轴设置，进入气缸时旋转混合气流200时不需要拐弯，因而混气效果更好。
41.本发明不局限于上述实施例，一切基于本发明的构思、原理、结构及方法所作出的种种改进，都将落入本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种气体发动机空气/燃气混合装置，包括：进气歧管，所述进气歧管与气缸盖连接并在进气门前形成进气道；燃气喷射阀和燃气支管，所述燃气支管一端与所述燃气喷射阀连接，另一端伸入所述进气歧管内；其特征在于，所述进气道内设置有旋流件，所述旋流件与所述燃气支管连接，所述燃气喷射阀喷出的高压燃气经所述燃气支管导入所述旋流件形成旋转混合气流；所述旋流件是圆筒形旋流件，设置于所述进气歧管的进气道内，所述圆筒形旋流件与所述进气歧管同向设置，所述圆筒形旋流件的管壁开设有切向进气孔，所述燃气支管开口的端部固定于所述圆筒形旋流件的切向进气孔。

技术总结
本发明公开了一种气体发动机空气/燃气混合装置，包括：进气歧管，所述进气歧管与气缸盖连接并在进气门前形成进气道；燃气喷射阀和燃气支管，所述燃气支管一端与所述燃气喷射阀连接，另一端伸入所述进气歧管内；所述进气道内设置有旋流件，所述旋流件与所述燃气支管连接，所述燃气喷射阀喷出的高压燃气经所述燃气支管导入所述旋流件并形成旋转混合气流。本发明的进气道内设置有旋流件，借助于旋流件，高压燃气喷射过程中的喷射能量能够使燃气发生旋转，带动空气和混合气旋转并保持进入气缸，提高了空气/燃气混合的均匀性，进入气缸的旋转混合气流可使上中下层气体迅速混合，从而在燃烧冲程得到更好的燃烧效果。燃烧冲程得到更好的燃烧效果。燃烧冲程得到更好的燃烧效果。


技术研发人员：王立峰 王秀强 王孟晓 吴龙龙 王昊天 从田增 衣金水 苏明涛
受保护的技术使用者：潍坊力创电子科技有限公司
技术研发日：2018.11.22
技术公布日：2023/10/15