雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)高十六烷值燃料噴油器總成的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及內(nèi)燃機(jī)領(lǐng)域，具體來(lái)說(shuō)是一種可變預(yù)燃室式雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)高十六烷值燃料噴油器總成。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著全球能源緊缺與環(huán)境保護(hù)的問(wèn)題日益嚴(yán)峻，國(guó)家對(duì)節(jié)能減排的要求越來(lái)越高，內(nèi)燃機(jī)作為目前最主要的汽車(chē)動(dòng)力來(lái)源裝置，若不從根本技術(shù)上做出改變，將很難適應(yīng)未來(lái)對(duì)汽車(chē)排放性、經(jīng)濟(jì)性的雙重要求。代用燃料在內(nèi)燃機(jī)上的應(yīng)用，被認(rèn)為是解決上述問(wèn)題的有效途徑之一。代用燃料即天然氣、二甲醚等燃料產(chǎn)品，在某些方面的性能通常優(yōu)于汽油或柴油，如價(jià)廉、環(huán)保，但代用燃料作為單一燃料使用時(shí)卻又有自身的弊端，達(dá)不到預(yù)期的發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力需求。
[0003]因此，目前對(duì)于代用燃料的研究主要集中于雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)上的運(yùn)用。雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)通常在進(jìn)氣道噴射預(yù)混后的高辛烷值燃料作為主燃料，在缸內(nèi)噴射高十六烷值燃料作為引燃燃料。如柴油引燃天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)，當(dāng)活塞壓縮上行使得缸內(nèi)壓力與溫度上升達(dá)到一定值時(shí)，噴入缸內(nèi)的少量高十六烷值柴油由于自身的壓燃特性而自燃，進(jìn)而引燃周?chē)母咝镣橹堤烊粴狻?br>[0004]現(xiàn)有的雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)，放熱速率快，中低負(fù)荷工況時(shí)排放性與經(jīng)濟(jì)性較好。但同時(shí)存在很多不足:在高速大負(fù)荷工況時(shí)因壓力過(guò)高易發(fā)生工作粗暴或爆震，燃燒情況惡化，導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)性能下降，甚至出現(xiàn)安全事故的現(xiàn)象;常見(jiàn)的雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)由柴油機(jī)改裝而成，但改裝后的結(jié)構(gòu)仍存在不足，要實(shí)現(xiàn)根據(jù)不同工況適時(shí)在雙燃料模式和單一燃料模式之間轉(zhuǎn)換仍然存在困難，在不降低原柴油機(jī)壓縮比的情況下，雙燃料模式極易發(fā)生多工況的不可控爆震，若降低原柴油機(jī)壓縮比，則在單一燃料模式下的發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力性與經(jīng)濟(jì)性明顯下降。
[0005]因此需要一種在不改變?cè)裼蜋C(jī)壓縮比的前提下能夠?qū)崿F(xiàn)雙燃料和單一燃料模式之間適時(shí)轉(zhuǎn)換的設(shè)備，且同時(shí)保證發(fā)動(dòng)機(jī)在兩種模式下均實(shí)現(xiàn)性能最優(yōu)化。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0006]本實(shí)用新型的目的在于提供雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)高十六烷值燃料噴油器總成，通過(guò)優(yōu)化設(shè)計(jì)雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)噴油器總成，實(shí)現(xiàn)雙燃料與單一燃料模式的快速轉(zhuǎn)換，且同時(shí)保證發(fā)動(dòng)機(jī)在兩種模式下均實(shí)現(xiàn)性能最優(yōu)化。
[0007]為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型的基礎(chǔ)技術(shù)方案是提供雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)高十六烷值燃料噴油器總成，包括中空的預(yù)燃室、噴油器和設(shè)于噴油器頂部的軸向驅(qū)動(dòng)裝置，噴油器位于預(yù)燃室內(nèi)部，預(yù)燃室底部設(shè)有通孔，通孔的直徑與噴油器的噴油嘴直徑相同，噴油嘴的尾部還設(shè)有限位凸臺(tái)；預(yù)燃室的頂部設(shè)有第一法蘭盤(pán)，第一法蘭盤(pán)的頂部設(shè)有固定托盤(pán)，固定托盤(pán)中心設(shè)有通道，噴油器穿過(guò)所述通道并與固定托盤(pán)滑動(dòng)連接;噴油器頂部設(shè)有第二法蘭盤(pán)，第二法蘭盤(pán)與固定托盤(pán)之間設(shè)有回位彈簧，回位彈簧套設(shè)在噴油器上。
[0008]上述技術(shù)方案中，整個(gè)預(yù)燃室以及預(yù)燃室內(nèi)的噴油器通過(guò)第一法蘭盤(pán)安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸蓋上，預(yù)燃室安裝在原柴油機(jī)噴油器安裝孔處，對(duì)汽缸蓋的結(jié)構(gòu)改動(dòng)較少，預(yù)燃室的下方為主燃燒室。預(yù)燃室底部的通孔直徑與噴油嘴直徑相同，噴油嘴可以穿過(guò)通孔，此噴油器工作時(shí)，噴油器的頂部會(huì)間歇性的受到軸向驅(qū)動(dòng)裝置的作用力，噴油器受力后會(huì)向下移動(dòng)，并壓縮回位彈簧，直至噴油器的噴油嘴穿過(guò)通孔進(jìn)入主燃燒室，并將高十六烷值燃料直接噴入主燃燒室中，限位凸臺(tái)起限位作用，防止整個(gè)噴油器進(jìn)入主燃燒室，將周?chē)母咝镣橹狄?，即單一燃料直噴模式。噴油器上卸去軸向的作用力時(shí)，噴油器在回位彈簧的作用下向上移動(dòng)，此時(shí)限位凸臺(tái)能起到限位作用，避免噴油器的噴油嘴從預(yù)燃室的頂部滑出，此時(shí)，噴油器將高十六烷值燃料噴入預(yù)燃室，預(yù)燃室可防止高十六烷值燃料擴(kuò)散過(guò)快引發(fā)爆震，高十六烷值燃料在壓縮沖程末端被噴入預(yù)燃室，當(dāng)溫度與壓力達(dá)到著火條件后自燃，火焰通過(guò)預(yù)燃室的通孔進(jìn)入至主燃燒室，引燃周?chē)母咝镣橹等剂希措p燃料預(yù)燃模式。
[0009]本實(shí)用新型的有益效果為，預(yù)燃室的安裝位置選在原柴油機(jī)噴油器安裝孔處，因此對(duì)汽缸蓋的改動(dòng)較少，便于加工。噴油器在軸向驅(qū)動(dòng)裝置作用力和回位彈簧的配合下，使得噴油器沿軸線方向上下移動(dòng)，因此可針對(duì)不同的發(fā)動(dòng)機(jī)工況適時(shí)調(diào)整噴油器位置，從而調(diào)節(jié)噴油嘴的位置，實(shí)現(xiàn)雙燃料預(yù)燃模式與單一燃料直噴模式的快速轉(zhuǎn)換;在雙燃料模式下發(fā)動(dòng)機(jī)先預(yù)燃，預(yù)燃后的火焰穿過(guò)預(yù)燃室通孔將主燃燒室點(diǎn)燃，工作柔和，爆震傾向減小，在單一燃料模式時(shí)，噴油器直接將高十六烷值噴入主燃燒室，壓縮自燃，使得發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力性與經(jīng)濟(jì)性維持較高水平。
[0010]對(duì)基礎(chǔ)方案的改進(jìn)得到的優(yōu)選方案1:軸向驅(qū)動(dòng)裝置包括驅(qū)動(dòng)凸輪和作用于驅(qū)動(dòng)凸輪的動(dòng)力機(jī)構(gòu)，驅(qū)動(dòng)凸輪與噴油器頂部配合設(shè)置。通過(guò)動(dòng)力機(jī)構(gòu)帶動(dòng)驅(qū)動(dòng)凸輪轉(zhuǎn)動(dòng)，能夠?qū)崿F(xiàn)驅(qū)動(dòng)凸輪對(duì)噴油器軸向的驅(qū)動(dòng)，此結(jié)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)裝置能夠?qū)崿F(xiàn)噴油嘴自動(dòng)前進(jìn)后退的功能，保證發(fā)動(dòng)機(jī)在不同工況下自動(dòng)進(jìn)行雙燃料預(yù)燃模式和單一燃料直噴模式之間的轉(zhuǎn)換。
[0011]對(duì)基礎(chǔ)方案的改進(jìn)得到的優(yōu)選方案2:噴油器上設(shè)有圓盤(pán)狀的密封環(huán)托架，密封環(huán)托架與預(yù)燃室內(nèi)壁滑動(dòng)連接，密封環(huán)托架的外圓弧側(cè)面設(shè)有噴油器密封環(huán)，噴油器密封環(huán)位于噴油器與預(yù)燃室之間。噴油器密封環(huán)能夠起到密封作用，防止預(yù)燃室內(nèi)的高十六烷值燃料從預(yù)燃室頂部泄露，同時(shí)當(dāng)回位彈簧回位時(shí)，密封環(huán)托架能夠起限位作用，防止噴油嘴向上滑出預(yù)燃室。
[0012]對(duì)基礎(chǔ)方案或優(yōu)選方案I或優(yōu)選方案2的進(jìn)一步優(yōu)化得到的優(yōu)選方案3:固定托盤(pán)由至少兩塊托盤(pán)單元組成，托盤(pán)單元的內(nèi)側(cè)開(kāi)有與噴油器外表面匹配的圓弧凹槽，托盤(pán)單元上還設(shè)置螺栓孔。通過(guò)多個(gè)托盤(pán)單元套設(shè)在噴油器的外側(cè)，各圓弧凹槽能夠?qū)娪推鞫ㄎ?，防止噴油器徑向移?dòng)，此方式的優(yōu)點(diǎn)在于便于安裝，檢修，更換。
[0013]對(duì)優(yōu)選方案3的改進(jìn)得到的優(yōu)選方案4:第二法蘭盤(pán)下側(cè)設(shè)置有彈簧座，所述回位彈簧的頂部固定在彈簧座上;將回位彈簧固定在彈簧座上，便于安裝，同時(shí)能夠避免彈簧在壓縮當(dāng)中移位。
【附圖說(shuō)明】
[0014]圖1為本實(shí)用新型雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)高十六烷值燃料噴油器總成的汽缸蓋布置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015]圖2為本實(shí)用新型雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)高十六烷值燃料噴油器總成雙燃料預(yù)燃模式實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖3為本實(shí)用新型雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)高十六烷值燃料噴油器總成單一燃料直噴模式實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖4為圖2中預(yù)燃室的俯視圖；
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