[发明专利]新型燃气机活塞气门喷射机构及其燃气机

说明书

本发明涉及燃气机技术领域内的一种新型燃气机活塞气门喷射机构及其燃气机，包括进气门和燃气导管，通过将喷嘴前置接近于气门口处，使高压燃气流体被直接喷设至气缸内的同时，高压燃气流体喷射在进气门底面的弧形导流面上，借助进气门的弧形面使得以柱状或者锥体状的高压燃气流体被分解为基本为扇面结构的层流体，大幅增加与空气接触面积，同时高压燃气流体由柱状向着稀薄状态变化，使得高压燃气与空气在缸内以近似为稀薄状态进行混合，切实提升了高压燃气与空气的混合效果，使得缸内混合气能够充分燃烧。

技术领域

本发明涉及燃气机技术领域，具体地，涉及一种新型燃气机活塞气门喷射机构及其燃气机。

背景技术

全世界化石能源的枯竭威胁正在逐步加剧，气体发动机因其低排放、低噪声、经济性高被认为是一个十分热门的研究领域。

目前，燃气发动机特别是大功率燃气内燃机，大部分采用缸外预混合方式，即空气和燃气在进气管内混合，混合气进入缸内被点燃，而缸外预混方式存在气耗率高、排放性差、热效率差、容易放炮、安全性差、紧凑性差等问题，例如公开号为CN104500248A，公开了一种天然气发动机的燃气的喷射方法，尤其是天然气发动机燃料供给装置多次喷射控制方法。该专利技术中虽称为是缸内混合，实则为燃气与空气于气道内进行混合后进入气缸内，仍属于缸外混合范畴。部分采用缸内混合方式，例如公开号为CN101985906B的中国发明专利，公开了一种天然气单燃料发动机的燃料喷射机构，通过在喷气阀后安装喷管使喷嘴靠近进气阀，燃气从喷嘴喷出后直接穿过进气门进入气缸，改善燃烧，但是燃气气流基本以直射方式进入缸内与空气进行缸内形成，由于射流的流向性问题，混合气分布存在随机性，空气与高压燃气混合不充分，容易导致发动机燃烧产生较大的循环变动。

而本申请人在先所公开的专利号为CN102900487B，名称为一种活塞气门装置的专利技术，利用进气门结构形成高压燃气进气流道，使得结构进一步紧凑化，但仍采用类似于上述方式，通过单独的喷射管将燃气直接喷射如气缸内，使得燃气以射流方式与空气在缸内混合，同样存在因高压燃气以射流状态进入缸内而存在的混合效果不佳的技术问题。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种新型燃气机活塞气门喷射机构及其燃气机。

根据本发明提供的一种新型燃气机活塞气门喷射机构，包括进气门和燃气导管；

所述进气门包括头部和杆体，所述头部整体呈喇叭状结构，包括平面状的顶面和弧状的底面，所述底面沿所述气门的轴向分为气门座配合面和导流面，所述杆体的一端与所述头部的端面连接并一体成型，沿所述杆体的轴向方向依次形成有圆柱凸台和圆环片，所述圆柱凸台为筒体状并与所述底面相邻，所述圆柱凸台与所述圆环片的外径相同，所述圆柱凸台与所述圆环片间隔设置且两者之间形成环形的导流槽；

所述燃气导管包括套筒和气管，所述套筒为两端敞口的中空管体，所述杆体与所述套筒套接并能够活塞式往复移动，所述套筒开设有进气口和出气口，所述气管附着于所述套筒上并一体成型，所述气管的一端与所述出气口连通，所述气管的另一端为喷嘴，所述喷嘴的端面延伸至所述套筒的端面之外并靠近气门口，所述喷嘴喷射出的高压燃气流体朝着所述导流面的方向行进并喷射于所述导流面上；

气门关闭状态时，所述杆体套接于所述套筒内并位于止动位，所述气门座配合面与气门座压紧密封，所述圆柱凸台的外周面与所述套筒的内周面贴实接触并使所述进气口和所述出气口呈封闭状态；气门开启状态时，通过移动所述杆体使得所述头部朝着气缸内部行进预设距离后，被所述圆柱凸台封闭的所述进气口与所述出气口逐渐被打开并通过所述导流槽连通，高压燃气流体自所述进气口依次经所述导流槽、所述出气口进入所述气管内，进而高压燃气流体经所述喷嘴喷射在位于气缸内的所述导流面上，高压燃气流体通过所述导流面将高压燃气流体分散为层状流体与气缸内的空气混合，形成稀薄混合状态，所述进气门行进至下止点并向着气门口的方向回位时，高压燃气停止进气。

一些实施方式中，所述导流面的粗糙度小于等于6.3μm。