燃气发动机用机械式混合器的制作方法

本实用新型涉及燃气发动机技术领域，具体的说，涉及一种燃气发动机用机械式混合器。

背景技术：

喷嘴单点喷射式天然气发动机用的混合器在燃料压力低于4.5bar时混合效果差，而燃气压力低压化是保证天然气车辆安全性的硬性要求。

从混合器流出的燃气与空气的混合气受到排气总管的形状影响，容易产生规律的流线，造成天然气发动机各个气缸进气分配差异，即分配不一致。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种能够在燃气压力较低时保证燃气与空气混合效果的燃气发动机用机械式混合器。

为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是：

燃气发动机用机械式混合器包括：中空的混合器壳体，所述混合器壳体上设有燃气进口、空气进口和混合气出口，所述混合器壳体内设有喉管，所述喉管包括顺次设置的缩口段、直管段和扩口段，所述缩口段的外侧端开口为所述空气进口，所述扩口段与所述混合气出口相连通，所述直管段与所述混合器壳体之间设有环形燃气通道，所述燃气通道与所述燃气进口相连通，所述直管段上周向均布设有多个用于连通所述直管段内腔与所述燃气通道的喉管喷射孔。

优选的，所述喉管喷射孔设于所述直管段靠近所述缩口段的一端。

优选的，所述直管段的外表面周向设有环形槽，所述环形槽与所述混合器壳体之间形成所述燃气通道。

优选的，所述直管段内固定设有沿其径向设置的喷射管，所述喷射管与所述燃气通道相连通，所述喷射管上设有多个用于连通所述喷射管内腔与所述直管段内腔的喷射管喷射孔。

优选的，所述喷射管的径向截面呈水滴形，所述截面沿所述缩口段到所述扩口段的方向，所述截面尺寸先变大再缩小，所述喷射管喷射孔设于靠近所述截面尺寸最大处，位于所述截面尺寸最大处靠近所述扩口段的一侧。

优选的，沿中部到两端，相邻的两个喷射管喷射孔之间的间距逐渐变大。

优选的，所述混合器壳体上还设有两个喷嘴，两个所述喷嘴分别与所述燃气进口相连接，两个所述喷嘴还分别与所述燃气通道相连通，两个所述喷嘴沿所述喉管的中心点对称设置。

优选的，连接所述喷嘴与所述燃气进口的管路上设有燃气压力温度传感器，所述燃气压力温度传感器固定于所述混合器壳体上。

优选的，所述喷嘴的径向上设有凸出其表面的凸起部，所述凸起部的内侧面与所述混合器壳体相接触，所述凸起部的外侧面与盖板相接触，所述盖板通过螺栓固定于所述混合器壳体上，所述喷嘴穿过所述盖板。

优选的，所述喉管与所述混合器壳体之间设有O型圈。

采用了上述技术方案后，本实用新型的有益效果是：

由于喉管包括顺次固定连接在一起的缩口段、直管段和扩口段，缩口段的外侧端开口为空气进口，扩口段与混合气出口相连通，当空气从缩口段流向扩口段时，根据文丘里效应，在直管段内产生较低的空气压力，使得燃气通道和喷射管内的燃气与直管段内的空气之间的压差大，从而有效提升穿过喉管喷射孔的燃气在直管段内腔中的贯穿距离，使得当燃气压力较低时，燃气与空气仍然能够混合均匀，改善了空气与燃气的混合均匀性，提高混合效果。

由于喉管喷射孔设于直管段靠近缩口段的一端，在该处空气压力最低，燃气与空气的压差最大，则穿过喉管喷射孔的燃气在直管段的内腔中的贯穿距离最长，燃气与空气混合效果好。

由于直管段内固定设有沿其径向设置的喷射管，喷射管与燃气通道相连通，喷射管上设有多个用于连通喷射管内腔与直管段内腔的喷射管喷射孔；燃气从直管段的中心向四周喷射出，燃气与空气混合效果好。

由于喷射管分直管段内腔为两部分，喷射管的径向截面呈水滴形，截面沿缩口段到扩口段的方向，截面尺寸先变大再缩小，则每一部分的内腔径向尺寸先缩小再变大，喷射管喷射孔设于靠近截面尺寸最大处，位于截面尺寸最大处靠近扩口段的一侧，即喷射管喷射孔位于紧靠每一部分内腔的尺寸最小处的后方，在该处的空气压力最低，燃气与空气的压差最大，则穿过喷射管喷射孔的燃气在直管段的内腔中的贯穿距离最长，燃气与空气混合效果好。

附图说明

图1是本实用新型燃气发动机用机械式混合器的结构剖视示意图；

图2是图1中A部的放大示意图；

图3是图1的剖视结构示意图；

图4是图3中喷射管的放大示意图；

图中：1-混合器壳体；11-空气进口；12-混合气出口；13-燃气输气道；2-喉管；21-缩口段；22-直管段；23-扩口段；24-喉管喷射孔；25-通孔；3-喷射管；31-喷射管喷射孔；4-喷嘴；41-凸起部；5-盖板；6-燃气接口；7-燃气压力温度传感器；8-O型圈；9-燃气通道。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，且不用于限定本实用新型。

图1中所示箭头表示燃气的输入方向，图3中箭头的方向表示空气的输入方向。

如图1和图2共同所示，一种燃气发动机用机械式混合器，包括：中空的混合器壳体1，混合器壳体1的外部设有燃气接口6、两个喷嘴4和燃气压力温度传感器7，燃气接口6分别通过两条燃气输气道13与两个喷嘴4相连接，其中，燃气压力温度传感器7伸入一条燃气输气道13中。燃气接口6为混合器的燃气进口。喷嘴4上设有凸出其表面的凸起部41，凸起部41的内侧面与混合器壳体1相接触，凸起部41的外侧面与盖板5相接触，盖板5通过螺栓固定于混合器壳体1上，喷嘴4穿过盖板，两个喷嘴4沿喉管2的中心点对称设置。

混合器壳体1的内腔中固定设有喉管2，喉管2与混合器壳体1之间通过多个O型圈8密封。

沿空气输入方向，喉管2包括顺次且一体设置的直径逐渐变小的缩口段21、等直径的直管段22和直径逐渐变大的扩口段23。

缩口段21外侧端的开口为混合器的空气进口11，扩口段23与混合气出口12相连通。

直管段22外表面上开设有环形槽，环形槽与与混合器壳体1的内表面之间形成环形封闭的燃气通道9，两个喷嘴4与燃气通道9相连通，直管段22上周向均布设有多个用于连通直管段22内腔与燃气通道9的喉管喷射孔24，喉管喷射孔24设于直管段22靠近缩口段21的一端处，直管段22的一径向的两端分别设有通孔25，通孔25内通过过盈配合的方式固定连接有沿其径向设置的喷射管3，喷射管3的两端分别与燃气通道9相连通，喷射管3上设有多个用于连通喷射管3的内腔与燃气通道9的喷射管喷射孔31。

如3和图4共同所示，喷射管3的径向截面为水滴形，且沿空气的输入方向，截面尺寸先变大再缩小，喷射管喷射孔31设于截面尺寸最大处的后方，且靠近尺寸最大处。如图2所示，相邻的两个喷射管喷射孔31的间距由中心到两端依次增大。

混合天然气与空气时，天然气依次经过燃气接口6、燃气输气道13、喷嘴4进入到燃气通道9中，然后一部分天然气通过喉管喷射孔24进入到直管段22的内腔中，另一部分天然气从喷射管喷射孔31进入直管段22的内腔中，同时，空气依次通过空气进口11、缩口段21进入到直管段22的内腔中，与天然气混合，混合后的混合气穿过扩口段23后由混合气出口12流出，进入天然气发动机气缸中燃烧做功。

当空气通过直管段22时，根据文丘里效应，在直管段22内的空气压力低，其中，喉管喷射孔24设于直管段22靠近缩口段21的一端处，靠近喉管2的缩口处，在该处空气压力最低，天然气与空气的压差最大，则穿过喉管喷射孔24的天然气在直管段22的内腔中的贯穿距离最长，与空气混合效果好。

如图1所示，喷射管3将直管段22的内腔分成两部分，且如图3所示，沿空气输入方向，每一部分的内腔的径向尺寸先变小再变大，根据文丘里效应，在径向尺寸变小处，空气压力低，特别是紧靠内腔径向尺寸最小处后方的空气压力最低，天然气与空气的压差最大，则穿过喷射管喷射孔31的天然气在直管段22的内腔中的贯穿距离最长，与空气混合效果好。

如图2所示，相邻的两个喷射管喷射孔31的间距由中心到两端依次增大，在喷射管3的两端直管段22的内腔体积小，在喷射管3的中心直管段22的内腔体积大，这样设置可提高天然气与空气的混合均匀性，混合效果好。

混合气穿过扩口段23时，由于扩口段23采用突扩设计，即喉管2的直径逐渐变大，可有效防止混合气形成有规律的流线，改善天然气发动机各个气缸的混合气进气分配的一致性。

通过将盖板5集成于混合器壳体1上，能够减少天然气的流动距离，减少天然气的压力损失，而且，减少了零部件的数量，提高了混合器的安全性，方便了维修保养。

以上所述为本实用新型最佳实施方式的举例，其中未详细述及的部分均为本领域普通技术人员的公知常识。本实用新型的保护范围以权利要求的内容为准，任何基于本实用新型的技术启示而进行的等效变换，也在本实用新型的保护范围之内。