一种天然气发动机气道喷射装置、设计方法、设备和汽车与流程

本发明涉发动机，具体涉及一种天然气发动机气道喷射装置、设计方法、装置和汽车。

背景技术：

1、在天气体燃料发动机中，燃料供给系统对气体燃料发动机的各项性能有着至关重要的影响，该系统目前已经历了机械式燃料供给系统、电控机械式燃料供给系统、电控气体燃料缸外喷射系统和气体燃料缸内直喷系统四个发展阶段。气体燃料缸内直喷系统是最为先进的燃气供给系统，但是，由于喷射装置处于高温高压的工作环境下，为确保工作稳定，需要对其关键部件做耐热处理，对加工精度要求极高；同时，高压喷射系统的结构过于复杂，对于加压装置、减压装置和稳压装置的可靠性难以保证，推广难度较大。因此，电控缸外喷射系统是目前应用最为广泛的气体燃料供给系统。

2、现有的发动机燃气喷射结构在燃气喷射的间歇会出现多缸间抢气及各缸工作不均匀等问题。发动机各缸燃气喷射不均匀问题是由于燃气进入进气总管后与空气提前混合造成的。该问题会导致燃气压力和流动速度降低；此外，燃气还有可能被其他缸抢走进而不能完全进入本缸进行燃烧做功。所以，燃气喷射的位置、喷射角度、喷射方式对各缸工作均匀性和动态响应性起着重要的影响和作用。

3、例如，现有技术(cn 101372927 b)中公开了一种燃料喷射及控制装置，尤其是一种内燃机气体燃料喷射装置及其控制装置。它包括阀体，燃气进口与阀体内的燃气阀腔相连通，在阀体内上部设有液压柱塞偶件，燃气气门杆穿过燃气阀腔与液压柱塞偶件下部紧密接触，燃气门弹簧缠绕在燃气气门杆外侧，其上端与燃气气门杆上端固连，下端支撑在阀体上；液压柱塞偶件上部与二位三通高速电磁阀的控制口相连通，二位三通高速电磁阀的进油口经输油管与蓄压共轨管相连通，二位三通高速电磁阀的回油口经输油管与油箱相连通，蓄压共轨管经输油管与液压源相连通，液压源经输油管与油箱相连通。申请人经研究发现，该方案中采用燃料引管直接将燃料导流到进气门附近，虽然控制精确，但存在混合时间短，混合空间小的问题，导致混合均匀性差，各缸一致性差的问题。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明实施例提供一种天然气发动机气道喷射装置、设计方法、设备和汽车，以实现提高燃气混合均匀性，从而提高了各气缸的一致性。

2、为实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：

3、一种天然气发动机气道喷射装置，包括：

4、导流凸台，所述导流凸台设计于进气歧管远离进气总管的一端；

5、设置于所述导流凸台上的2个导流孔，每个导流孔对应一个气道；

6、其中，长度较长的气道对应的导流孔在进气歧管至气道的方向上孔径逐渐缩小，长度较短的气道对应的导流孔在进气歧管至气道的方向上孔径逐渐扩大。

7、可选的，上述天然气发动机气道喷射装置中，所述导流凸台在气流方向上呈流线翼状结构。

8、可选的，上述天然气发动机气道喷射装置中，所述导流凸台距离气门较近的一端的圆角为r，所述导流凸台距离气门较远的一端的圆角为r，r＞r。

9、可选的，上述天然气发动机气道喷射装置中，所述导流孔的孔径范围位于5～13mm范围内。

10、可选的，上述天然气发动机气道喷射装置中，所述导流凸台的高度与目标高度之比在预设范围内，所述目标高度为所述导流凸台所处位置的进气歧管的内壁直径。

11、可选的，上述天然气发动机气道喷射装置中，所述预设范围为(0.1～0.2)。

12、可选的，上述天然气发动机气道喷射装置中，所述导流凸台上面向进气歧管一段的两个导流孔的孔径面积之和大于所述进气总管的横截面面积。

13、一种天然气发动机气道喷射装置设计方法，用于上述任意一项所述的天然气发动机气道喷射装置的设计参数进行设计，方法包括：

14、获取所述天然气发动机气道喷射装置的仿真模型；

15、对所述仿真模型进行仿真试验；

16、基于仿真结果计算所述仿真模型的气道流量系数、获取甲烷分布数据、甲烷喷射贯穿距离，所述流量系数为实际进气量与理论进气量之比；

17、当所述气道流量系数低于预设系数时，降低所述仿真模型中的导流凸台的高度；

18、当所述甲烷分布数据不满足预设要求时，对所述仿真模型中的导流孔的方向进行调整；

19、当所述甲烷喷射贯穿距离小于预设距离时，增大第一导流孔的大头截面，减小第二导流孔的大头截面，所述第一导流孔为长度较长的气道对应的导流孔，所述第二导流孔为长度较短的气道对应的导流孔；

20、当检测到所述仿真模型的设计参数发生变化时，基于参数变化后的仿真模型执行动作：对所述仿真模型进行仿真试验，以及后续动作，直至所述气道流量系数不低于预设系数、甲烷分布数据不满足预设要求以及甲烷喷射贯穿距离大于预设距离为止。

21、一种天然气发动机气道喷射装置设计设备，包括存储器和处理器；

22、所述存储器，用于存储程序；

23、所述处理器，用于执行所述程序，实现上述天然气发动机气道喷射装置设计方法的各个步骤。

24、一种汽车，应用有上述任意一项所述的天然气发动机气道喷射装置。

25、基于上述技术方案，本发明实施例提供的上述方案，通过在进气歧管位置加装导流凸台，在导流凸台上设置不对称的导流孔，引导燃气均匀分配到内外两侧气道中，可以使燃气喷射阀喷出的燃气在进气道内更加均匀的分布，喷射阀可以完全按照发动机控制器设定的参数定时定量地给各缸供给燃气。该方案在保证各缸燃气均匀性的同时也提高了发动机的动态响应性。

技术特征：

1.一种天然气发动机气道喷射装置，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的天然气发动机气道喷射装置，其特征在于，所述导流凸台在气流方向上呈流线翼状结构。

3.根据权利要求2所述的天然气发动机气道喷射装置，其特征在于，所述导流凸台距离气门较近的一端的圆角为r，所述导流凸台距离气门较远的一端的圆角为r，r＞r。

4.根据权利要求1所述的天然气发动机气道喷射装置，其特征在于，所述导流孔的孔径范围位于5～13mm范围内。

5.根据权利要求1所述的天然气发动机气道喷射装置，其特征在于，所述导流凸台的高度与目标高度之比在预设范围内，所述目标高度为所述导流凸台所处位置的进气歧管的内壁直径。

6.根据权利要求5所述的天然气发动机气道喷射装置，其特征在于，所述预设范围为(0.1～0.2)。

7.根据权利要求5所述的天然气发动机气道喷射装置，其特征在于，所述导流凸台上面向进气歧管一段的两个导流孔的孔径面积之和大于所述进气总管的横截面面积。

8.一种天然气发动机气道喷射装置设计方法，用于对权利要求1-7任意一项所述的天然气发动机气道喷射装置的设计参数进行设计，方法包括：

9.一种天然气发动机气道喷射装置设计设备，其特征在于，包括存储器和处理器；

10.一种汽车，其特征在于，应用有权利要求1-7任意一项所述的天然气发动机气道喷射装置。

技术总结
本发明提供一种天然气发动机气道喷射装置、设计方法、装置和汽车，方案通过在进气歧管位置加装导流凸台，在导流凸台上设置不对称的导流孔，引导燃气均匀分配到内外两侧气道中，可以使燃气喷射阀喷出的燃气在进气道内更加均匀的分布，喷射阀可以完全按照发动机控制器设定的参数定时定量地给各缸供给燃气。该方案在保证各缸燃气均匀性的同时也提高了发动机的动态响应性。

技术研发人员：唐志刚,宿兴东,张强,李永超,潘国珍,王琦琦
受保护的技术使用者：潍柴动力股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/27