CN206816412U - 一种气体燃料发动机进气管道系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型的目的在于提供一种气体燃料发动机进气管道系统，包括气罩、气管主体，气管主体包括主管和支管，主管为空腔的圆环结构，圆环结构上设置主管连通孔，圆环中部为主管中心孔，支管的前端与主管的圆环结构相通，主管与气罩相连并相通，主管中心孔连通空气进气道，主管中心孔后方的支管区域构成燃气混合区，所有支管贴于进气歧管管壁四周分布，支管的内侧开设斜槽。本实用新型在气缸气阀和燃料喷射阀关闭后，能为气体燃料提供一定的贮存空间，防止气体燃料扩散到空气气道内而造成气体燃料的损失，起到节约燃料的目的，同时，减少了从阀开启到燃料进入气缸以及阀关闭到燃料停止进入气缸的迟滞，增强了燃料喷射阀和气缸气阀之间的相应性。
Description
技术领域
本实用新型涉及的是一种进气气管，具体地说是气体燃料发动机的进气气管。
背景技术
不断提高的排放标准和日益严峻的能源危机问题对发动机技术提出了新的挑战，以天然气为首的许多气体燃料作为发动机的替代燃料成为了国内外许多科研工作者的研究重点，气体燃料发动机也成为了广泛研究的对象。燃料与空气的混合程度对发动机缸内燃烧的好坏具有重要意义，气体燃料发动机不同于液体燃料发动机，没有专门的雾化装置。但为了提高燃烧效果，发动机仍需要一种装置使气体燃料在燃烧前能与空气进行充分混合，现如今普遍采取进气道预混的方法来促进燃料与空气之间的混合，即燃料在进入气缸前预先在进气道进行充分混合，在喷入到气缸中以提高燃烧效率，进而达到减少排放节约能源的目的。
为实现进气道预混合方式，许多研究人员在气缸进气阀附近加设气体喷管结构，通过喷管将燃料喷射出来并与空气混合。这些喷管结构虽然为燃气混合提供了一种较好的方法，但同时也存在着一些不足。例如：公告号为CN104775952A专利“双燃料发动机进气道45度喷管”公布了一种双燃料发动机进气道喷管，其中的一项特征是：水平管的四个喷管出口均匀分布在喷管出口挡块的四周。但这种装置的喷孔仅分布在四周，喷管中心无喷孔，导致了混合气均匀度不高，同时也导致了较高的进气阻力，使得充气效率降低。
公告号为CN105822462A专利“天然气发动机进气道喷管”公布了一种天然气发动机进气道喷管，该喷管的结构特点在于在喷管末端附近四周开设四个喷口且在末端面上也开设喷口，这种结构虽然降低了气体燃料的进气阻力，但是喷射点设置过于密集，这样会直接导致气体燃料不能与空气充分混合，严重影响了燃烧效果。同样，公告号为CN106050479A专利“一种燃气喷射阀及喷射管结构、安装布置方法”中介绍了一种发动机喷管结构，其特点在于在喷管侧壁上开设了许多排喷口，各排喷口交错分布，在一定成程度上增强了燃料与空气的混合，但是气体燃料在从喷口喷出后，在进气道径向方向上的气体浓度会逐渐降低，这也会造成燃料与空气混合不充分。
发明内容
本实用新型的目的在于提供能够将从燃料喷射阀喷射出来的气体燃料同空气进行充分混合后，喷入气缸中进行燃烧的一种气体燃料发动机进气管道系统。
本实用新型的目的是这样实现的：
本实用新型一种气体燃料发动机进气管道系统，其特征是：包括气罩、气管主体，气管主体包括主管和支管，主管为空腔的圆环结构，圆环结构上设置主管连通孔，圆环中部为主管中心孔，支管的前端与主管的圆环结构相通，主管与气罩相连并相通，主管中心孔连通空气进气道，主管中心孔后方的支管区域构成燃气混合区，所有支管贴于进气歧管管壁四周分布，支管的内侧开设斜槽。
本实用新型还可以包括：
1、主管连接气罩的一端上方为波浪形结构，主管连通孔处为圆台结构。
2、支管的末端设置半圆开孔，每个支管上的斜槽为四个，其与进气歧管轴线的夹角分别为30°、30°、45°、60°。
本实用新型的优势在于：本实用新型能够将从燃料喷射阀喷射出来的气体燃料同空气进行充分混合后，喷入气缸中进行燃烧。此外，在气缸气阀和燃料喷射阀关闭后，本装置能都为气体燃料提供一定的贮存空间，防止气体燃料扩散到空气气道内而造成气体燃料的损失，起到节约燃料的目的，同时，减少了从阀开启到燃料进入气缸以及阀关闭到燃料停止进入气缸的迟滞，增强了燃料喷射阀和气缸气阀之间的相应性。
附图说明
图1为气管主体部分示意图；
图2为本实用新型的结构示意图；
图3为气管主体部分左视图；
图4为气管主体部分右视图；
图5为气管主体部分立体图；
图6为气体燃料在本实用新型中的流动图。
具体实施方式
下面结合附图举例对本实用新型做更详细地描述：
结合图1-6，一种气体燃料发动机燃料与空气混合的进气气管装置其结构和与气道其他部分间联系的示意图如图一和图二，包括气罩8和气管主体部分，气罩8设置在气体燃料喷射阀7出口位置，用于分隔气体燃料与空气，并与气管主体部分连通。气管主体部分位于气体燃料喷射阀7、空气进气道6和气缸气阀之间的进气歧管4之间，分为主管1和支管2。主管1为空腔结构，并与气罩8通过圆孔相连通，主管中心孔10连通了空气进气道6和燃气混合区5。支管2上设置一系列角度不同的斜槽3，支管2前端与主管1相通。
在发动机进气冲程，气缸气阀和燃料喷射阀7打开，气体燃料从燃料喷射阀7喷出，经过气罩8流入气管主体部分1，气体燃料在主管1的圆环结构内扩散，再流入到各个支管中2，流入到支管2的气体燃料通过各个斜槽3喷入到燃气混合区5，与此同时新鲜空气从空气进气道经过主管中心孔10进入到燃气混合区5，由于支管分布在贴近进气歧管4的位置，破坏了歧管壁形成的空气边界层，增加空气流动的湍动能，此外由于支管上的斜槽3采取渐变的角度设计，因此气体燃料在喷入到混合区5时会产生涡流，在涡流的作用下，燃料与空气可以进行充分的混合再流入到气缸中；
在发动机进气冲程结束后，气缸气阀和燃料喷射阀7关闭，燃料在气管主体部分内的流动也就基本停止，燃料就被储存在气罩8、主管1和各个支管2内。待到下次进气冲程时，燃料喷射阀7和气缸气阀打开，储存在气罩8、主管1、支管2内的燃料会被后续的燃料推送到燃气混合区5，在与空气混合后进入气缸，由此提高了燃料喷射阀和气缸气阀的响应性，起到节约燃料的目的。
图三为气管主体部分的左视图，主管1与气罩8连接的部分采用波浪形结构，尽可能的增加了主管中心孔10的面积，增加空气流量，减少进气损失；主管连通孔9处采用圆台结构，减少燃料喷入主管过程中造成的节流损失。
图四为气管主体部分的右视图，在各个支管2末端开设半圆孔，以防止气体燃料阻滞在支管2中，减小气体燃料流通阻力及不必要的能量损失。
本实用新型中的一种气体燃料发动机燃料与空气混合的进气气管装置，分为气罩和气管主体部分。气罩的作用在于将原来的混合气道分为两个部分，一部分流通气体燃料另一部分流通空气。气罩与气管主体部分相连通，从燃料喷射阀喷射出的气体燃料可以经气罩流到气管主体部分。气管的主体部分分为主管和支管，主管是一个连接气罩的环形空腔结构，主管中心孔连接着空气进气道，空气可以通过这个孔流入到燃气混合区。在主管的另一侧连接着若干支管，主管和支管也是相连通的。在支管内侧壁上开设一系列角度不等的斜槽，支管的数量、斜槽的数量、以及斜槽开设的角度根据具体发动机的实际情况决定，气体燃料可以通过这一系列的斜孔从各个支管流入到燃气混合区。本方案中对斜孔采用了角度渐变的结构形式，这样做的目的在于使从支管喷射到混合区的气体燃料形成涡流，这样空气在流过主管中心孔进入混合区时能够与气体燃料进行充分的混合，提高燃烧效果。在支管末端开有半圆形孔，以防止气体燃料阻滞在支管中，减小气体燃料流通阻力及不必要的能量损耗。
气管主体部分中的主管，连接气罩的地方采用波浪形结构，这样能够尽可能增大主管中心孔处的面积，以增大空气进入混合区的流量，减少进气损失；主管上连接孔采用空圆台的结构，减少燃料喷入主管过程中造成的节流损失。
装置中的气罩部分，其表面结构采用较大的曲率半径，避免较为尖锐的棱角结构，这样可以减小燃料从喷射阀经气罩喷入气管主体部分过程中的节流损失。
气管主体部分的中的各个支管，均匀布置在贴近气歧管管壁的位置，这样的结构设计可以在燃气流通时破坏歧管壁形成的空气边界层，增加空气流动的湍动能，以增强燃料与空气之间的混合；同时这种还够还有利于固定气管主体部分在进气歧管中的位置，防止装置在歧管中由于震动等原因而造成的错位。
本实用新型一种气体燃料发动机燃料与空气混合的气管装置可以增强燃料喷射阀和气缸气阀之间响应性，其具体实现方式是：在发动机进入进气冲程结束后进气阀逐渐关闭，但气体燃料要保持一定的喷射压力才能进入气缸中，因此燃料喷射阀不能过早关闭，这就造成了在燃料喷射阀和气缸气阀都关闭后有一部分气体燃料会滞留在混合气道内，造成气体燃料损失。而在采用本实用新型中所述结构，将气体燃料与空气进行一定分离，这样在燃料喷射阀和气缸气阀都关闭后，气体燃料可以储存在气罩和气管主体部分内部的空腔结构中，待下次喷气阀和气缸气阀开启后，该部分气体燃料再与空气进行充分混合，进入到气缸中用于燃烧，这样就能起到节约燃料的效果。
Claims (3)
1.一种气体燃料发动机进气管道系统，其特征是：包括气罩、气管主体，气管主体包括主管和支管，主管为空腔的圆环结构，圆环结构上设置主管连通孔，圆环中部为主管中心孔，支管的前端与主管的圆环结构相通，主管与气罩相连并相通，主管中心孔连通空气进气道，主管中心孔后方的支管区域构成燃气混合区，所有支管贴于进气歧管管壁四周分布，支管的内侧开设斜槽。
2.根据权利要求1所述的一种气体燃料发动机进气管道系统，其特征是：主管连接气罩的一端上方为波浪形结构，主管连通孔处为圆台结构。
3.根据权利要求1所述的一种气体燃料发动机进气管道系统，其特征是：支管的末端设置半圆开孔，每个支管上的斜槽为四个，其与进气歧管轴线的夹角分别为30°、30°、45°、60°。
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| CN201720760720.7U CN206816412U (zh) | 2017-06-28 | 2017-06-28 | 一种气体燃料发动机进气管道系统 |
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN107420229A (zh) * | 2017-06-28 | 2017-12-01 | 哈尔滨工程大学 | 一种气体燃料发动机进气管道系统 |
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2017
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