[实用新型]一种发动机气体燃料缸内直喷喷射喷嘴

说明书

一、技术领域

本实用新型涉及发动机气体燃料喷射装置，具体是一种发动机气体燃料缸内直喷喷射喷嘴，属于发动机燃料喷射技术。

二、背景技术

缸内直喷是点燃式发动机燃料供给的一种先进技术，发动机缸内直喷技术实现了燃料喷射量的直接调节，提高了发动机的经济性和热效率。液体燃料的缸内直喷技术已经比较成熟，如柴油机和汽油机的缸内直喷取得了良好的成果。

随着发动机排放法规的日益严格，代用燃料成为发动机节能减排的有效技术手段，如液化石油气(LPG)、二甲醚(DME)、液化天然气(LNG)等液态燃料，氢气、压缩天然气(CNG)为气体燃料，压缩天然气CNG可以直接喷入气缸，实现缸内直喷，喷雾均匀分布是获得良好混合气质量的基本条件，传统的闭式喷嘴由于喷孔数目少，喷注分布间隔较大，在短时间内不能保证形成均匀的混合气，尽管采用了两层排列多孔布置的结构设计，仍然不能从根本上获得良好的混合气。

目前气体喷射喷嘴多用于发动机进气道喷射中，以5-10Pa的压力喷射，对喷孔数目和分布要求不高，大部分沿用燃油闭式喷嘴即可；当向气缸内直接喷射气体时，由于气缸中压缩背压高，要实现高均质混合，对喷嘴的喷孔参数和针阀结构设计要求更高，已有一些气体喷射喷嘴用于缸内直喷点火燃烧，如西安交通大学的缸内直喷周向燃烧系统，该系统采用多孔喷嘴，喷嘴的喷孔呈不均匀分布，靠近火花塞分布较密，沿周向顺涡流方向逐渐变稀，在不需要组织强进气涡流的条件下实现了混合气由浓到稀的周向分层，但是其喷射压力不高。

当向直喷压燃发动机上喷射气体燃料时，喷射压力要求大于20MPa，同时在缸内获得良好的混合气，喷孔布置和喷嘴结构上需要新的设计。

三、发明内容

本实用新型的目的是解决以上技术问题，填补发动机缸内直喷气体燃料喷射装置的空白，本实用新型是这样实现的：发动机缸内直喷气体喷嘴由针阀、针阀体和凸面喷嘴体三部分组成，针阀和针阀体是一对配合间隙在0.001-0.003mm的偶件，它组成一个倒锥面单向阀，控制气体燃料的喷射，喷嘴体是凸面体和空心圆柱组合而成，一端为开口，另一个端为闭口凸面形状，凸面体上布置位置、孔径和数目不同的喷孔，凸面喷嘴体与针阀体之间用细牙螺纹连接，针阀体与喷油器体之间采用端面接触，锁紧螺母紧固针阀体与喷油器体。针阀和针阀体构成的锥面单向阀，实现了气体喷射的控制，喷孔单独布置在凸面喷嘴体上，扩大了喷孔布置自由度，突破喷孔和锥面都集成在针阀体上的传统设计，易于与发动机燃烧室匹配，简化喷孔加工难度。

四、附图说明

图1为气体燃料缸内直喷喷射喷嘴

图2为针阀结构图

图3为针阀体结构图

图4为针阀体顶面结构图

图5为凸面喷嘴体结构图

图6为凸面喷嘴体底面结构图

五、具体实施方式

发动机气体燃料缸内直喷喷射喷嘴由针阀1、针阀体2、凸面喷嘴体3组成，如附图1所示。针阀1位于针阀体2的内孔中，在复位弹簧6的弹簧力作用下，针阀1锥面与针阀体2锥面座接触实现锥面密封，凸面喷嘴体3上布置喷孔，凸面喷嘴体3与针阀体2通过细牙螺纹连接，凸面喷嘴体3与针阀体2通过密封铜垫4实现端面密封，针阀体2上端面与喷油器体下端面接触，通过锁紧螺母5紧固。

针阀1由锥面11、针阀杆12、第一密封槽13、第二密封槽14组成，如附图2所示。锥面11在针阀杆12底部，锥角为60°，针阀杆12与锥面11连成一体，针阀杆12上部置于针阀体2的内孔中，在针阀运动时起导向作用，保证锥面密封良好，第一密封槽13和第二密封槽14位于针阀杆12上端，与针阀体2的内孔形成迷宫密封。

针阀体2由锥面座21、针阀体22、连接外螺纹23、倾斜油道24、针阀卡台25和环形油槽26组成。在附图3中，锥面座21在针阀体22内孔下端，锥角为59°，连接外螺纹23布置在针阀体22外圆面下部，两个针阀卡台25设置在针阀体22上端外圆柱面，关于直径对称布置，用于紧固凸面喷嘴体3与针阀体2的螺纹；在附图4中，在针阀体22上端面设置一个环形油槽26，油槽内间隔90°均布4个倾斜油道24，每一个倾斜油道下端与针阀体22内孔相通。

凸面喷嘴体3是由凸面体31和空心圆柱32组成。在附图5中，凸面体31是一个半径为50mm球面，空心圆柱32的内表面上设置内螺纹34，内螺纹34与针阀体21上的外螺纹23连接，空心圆柱32的外柱面设有紧固用的两个卡槽33，关于直径对称布置；在附图6中，其凸面上布置大喷孔311和小喷孔312，在直径较大的两个圆上沿圆周方向各均布8个大喷孔311，相邻两个圆周喷孔位置错开一个角度，在直径最小的圆上沿圆周方向均布4个小喷孔312。