一种发动机的燃气混合器的制作方法

本发明涉及燃气发动机技术领域，特别地涉及一种发动机的燃气混合器。

背景技术

燃气发动机是一种以天然气为燃料的发动机，燃气混合器是燃气发动机燃气系统的重要零部件，其用作将气体燃料与空气混合，其结构的合理性将直接影响到燃气与空气的混合效果。如果燃气与空气混合质量差，势必会导致各缸燃气的占比不同，进而导致各缸工作一致性差，同时也会造成发动机缸内异常燃烧；这些可能出现的问题对发动机的动力性、经济性、排放性和耐久性都有着重大且不良的影响。

燃气发动机现有的燃气混合器存在着燃气出口结构以及布局不合理的情况，进而容易导致的燃气与空气混合效果差的问题。

技术实现要素：

针对上述现有技术中的问题，本申请提出了一种发动机的燃气混合器，通过燃气喷口的形状改进可有效增加燃气与空气的混合接触面积，进而提高两种气体的混合效果并得到高质量的混合气体。

本发明的一种发动机的燃气混合器，包括混合管，所述混合管沿径向插入至发动机的进气歧管中，所述混合管的管壁上开设有所多个燃气喷口，所述燃气喷口为沿所述混合管轴线方向延伸的条形。

在一个实施方式中，所述燃气喷口沿所述混合管轴线方向连续延伸，所述多个燃气喷口沿所述混合管的周向分布。

在一个实施方式中，所述燃气喷口为波浪状。

在一个实施方式中，所述波浪状的燃气喷口的相邻波峰或相邻波谷之间的距离沿其长度中点处至两端的方向逐渐增大。

在一个实施方式中，所述多个燃气喷口组成沿所述混合管的轴线方向分布的多组喷口组，每组所述喷口组中均包括沿所述混合管的周向分布的多个所述燃气喷口。

在一个实施方式中，相邻所述喷口组之间的距离沿所述多组喷口组分布位置的中心朝两端外侧方向依次增大。

在一个实施方式中，沿所述多组喷口组分布位置的中心朝两端外侧方向上的所述喷口组中的所述燃气喷口的数量依次减少。

在一个实施方式中，沿所述进气歧管轴线的一个方向为空气进气方向，从所述混合管内部中心穿过所述燃气喷口向外的方向为燃气出气方向，所述燃气出气方向与所述空气进气方向之间的夹角不小于30°且不大于180°。

在一个实施方式中，所述混合管的横截面形状为椭圆形且椭圆的长轴方向与所述进气歧管的轴线方向平行。

在一个实施方式中，所述混合管位于所述进气歧管内的末端部分为锥形。

上述技术特征可以各种适合的方式组合或由等效的技术特征来替代，只要能够达到本发明的目的。

本发明提供的一种发动机的燃气混合器，与现有技术相比，至少具备有以下有益效果：

本发明的燃气混合器采用条形的燃气喷口代替现有的圆孔状燃气喷口，在燃气喷口流通面积一定的基础上，大大增加了燃气与空气的混合接触面积，能够提高两种气体的混合效果并得到高质量的混合气体，有利于燃气发动机的正常运转并保证各项性能。

同时，本发明的燃气混合器根据进气歧管中空气流速的不均匀分布调整了混合管上燃气出气孔的布局，进一步在混合管上对应进气歧管中空气高流速区域的部位布局密集分布的燃气喷口、对应进气歧管中空气低流速区域的部位布局稀疏分布的燃气喷口，这样可以保证不同区域燃气与空气保持一定相同的比例，进而可以保证燃气与空气具有良好的混合效果。

附图说明

在下文中将基于实施例并参考附图来对本发明进行更详细的描述。其中：

图1显示了本发明的燃气混合器与进气歧管装配时的结构示意图；

图2显示了本发明的燃气混合器的混合管其中一种结构的示意图；

图3显示了图2中的混合管的燃气喷口处的局部结构放大图；

图4显示了本发明的燃气混合器的混合管另一种结构的示意图；

图5显示了图4中的混合管的燃气喷口处的局部结构放大图；

图6显示了本发明的燃气混合器的混合管的横截面结构示意图；

在附图中，相同的部件使用相同的附图标记。附图并未按照实际的比例。

附图标记：

1-混合管，11-燃气喷口，2-进气歧管。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明作进一步说明。

本发明的一种发动机的燃气混合器，包括混合管1，混合管1沿径向插入至发动机的进气歧管2中，混合管1的管壁上开设有所多个燃气喷口11，燃气喷口11为沿混合管1轴线方向延伸的条形。

具体地，如附图图1，混合管1的轴线方向与进气歧管2的轴线方向垂直，将燃气喷口11设置为沿混合管1轴线方向延伸的条形，这样由燃气喷口11喷出的燃气形成沿混合管1轴线方向延伸的风墙，而空气的流动方向是沿进气歧管2的轴线方向，所以空气直接接触到燃气形成的风墙的墙面，二者接触面积非常大，有利于充分混合得到高质量的混合气体。

本发明的燃气混合器在现有混合器的基础上，将燃气喷口11由常规的圆孔形改进为条形，在燃气喷口11流通面积不变的前提下，大大增加了燃气与空气的接触面积。并且，通过实际测试，条形燃气喷口11的气体混合面积是圆形孔燃气喷口11的气体混合面积的2倍以上。而且，在燃气喷口11流通面积一定的前提下，条形燃气喷口11的宽度越小，气体混合面积越大，其气体混合面积相较于圆形孔燃气喷口11的倍数越高。本发明的燃气混合器在实际应用测试中，其计算条形孔的混合面积是圆形孔混合面积的2.6倍，大大提高了混合效果预混合效率。

在一个实施例中，燃气喷口11沿混合管1轴线方向连续延伸，多个燃气喷口11沿混合管1的周向分布。

具体地，本实施例中的燃气喷口11沿混合管1轴线方向连续延伸，如附图图1至图3所示，即混合管1管壁周向上同一位置只有一个燃气喷口11，该燃气喷口11喷出的燃气形成的风墙也是连续的。

优选的，燃气喷口11为波浪状。波浪状的燃气喷口11在混合管长度一定的前提下，可以增大燃气喷口11的长度，进而可以进一步增大所喷出的燃气与空气的混合接触面积。

在一个实施例中，波浪状的燃气喷口11的相邻波峰或相邻波谷之间的距离沿其长度中点处至两端的方向逐渐增大。

具体地，如附图图1至图3所示，本实施例改进的波浪形的燃气喷口11在其长度中点附近的波峰与波谷较密集、波长较小，在其靠近两端附近的波峰与波谷较稀疏、波长较大，进而整个燃气喷口11的沿混合管1的轴线方向的流通面积分布不均匀。

该改进的依据是进气歧管2中的空气流速分布的不均匀，空气通过进气歧管2流动时，靠近进气歧管2中心轴线位置的空气流速大、靠近进气歧管2管壁位置的空气流速小，这是因为空气流动过程中与进气歧管2管壁有摩擦阻力会降低流速。而空气流速与空气流量成正比例关系，所以如附图图1所示，靠近进气歧管2中心轴线位置的空气流量大、靠近进气歧管2管壁位置的空气流量小，所以燃气喷口11对应进气歧管2中心轴线位置的中点附近的燃气流通面积大、对应进气歧管2管壁位置的燃气流通面积小，保证不同区域燃气与空气保持一定相同的比例，有利于提高两种气体的混合效果。

在一个实施例中，多个燃气喷口11组成沿混合管1的轴线方向分布的多组喷口组，每组喷口组中均包括沿混合管1的周向分布的多个燃气喷口11。

具体地，本实施例中，燃气喷口11在混合管1周向上同一位置成不连续分布，该同一位置上可能有多个燃气喷口11，在混合管1轴线方向上一定位置处沿周向分布的多个燃气喷口11组成一个喷口组。

在一个实施例中，相邻喷口组之间的距离沿多组喷口组分布位置的中心朝两端外侧方向依次增大。

具体地，本实施例中，靠近多组喷口组分布位置的中心处，喷口组分布密集；靠近多组喷口组分布位置的两端外侧处，喷口组分布稀疏，该改进同样是针对进气歧管2中的空气流速分布的不均匀而对燃气喷口11的分布作进一步的优化，其作用同样是为了针对靠近进气歧管2轴线位置空气流量大而增大燃气的输出量。

在一个实施例中，沿多组喷口组分布位置的中心朝两端外侧方向上的喷口组中的燃气喷口11的数量依次减少。

具体地，本实施中的改进是通过改变不同位置的喷口组中的燃气喷口11的数量来进一步优化燃气喷口11的布局，以优化其在不同位置分布的疏密程度，最终调整燃气的流通面积以致调整燃气在不同区域的输出量。

在一个实施例中，沿进气歧管2轴线的一个方向为空气进气方向，从混合管1内部中心穿过燃气喷口11向外的方向为燃气出气方向，燃气出气方向与空气进气方向之间的夹角不小于30°且不大于180°。

具体地，本实施例实际上是对燃气喷口11在混合管1周向方向上的分布进行进一步限定，燃气出气方向与空气进气方向之间的矢量夹角的范围表现在混合管1结构上即是：混合管1背对空气进气方向的部位上没有燃气喷口11的设置，对应附图图6所示混合管1横截面的最左侧部位。因为空气流动的进气方向近似于平行，而从附图图6上可以看出，混合管1背对空气进气方向的部位由于混合管1本身的阻挡，其基本不会与空气直接接触；如果在该部位上开设燃气喷口11，通过该燃气喷口11输出的燃气在第一时间是接触不到空气的，同时，其流动方向近似于与空气的流动方向相同，故其后续与空气接触的扰动程度小，进而会影响燃气与空气的混合效果。

需要说明的是，混合管1上除了附图图6所示背对空气进气方向的部位上没有开设燃气喷口11，其余部位上的多个燃气喷口11是均匀分布的，即燃气喷口11在其分布区域内沿周向是均匀分布的。

在一个实施例中，混合管1的横截面形状为椭圆形且椭圆的长轴方向与进气歧管2的轴线方向平行。

具体地，本实施例对混合管1的横截面形状的改进，使其在空气流动方向上的直径最大(即椭圆的长轴)，在垂直于空气流动方向上的直径最小(即椭圆的短轴)。混合管1横截面的这种形状降低了混合管对发动机进气流动的阻力，同时增大了混合管1在垂直于空气流动方向上的面积，为燃气喷口11提供了布局空间，为进一步改善燃气与空气的混合均匀性提供了可能。

在一个实施例中，混合管1位于进气歧管2内的末端部分为锥形。

具体地，本实施例中，混合管1末端采用锥形的无堵头设计，其根据是从端部附近流过的空气较少，该区域需要提供的燃气流量也较低，所以不需要设置为圆柱形，也就不需要设置堵头。故在混合管1的实际加工中，直接将末端挤压为锥形或者直接压扁均可，方便加工。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“底”、“顶”、“前”、“后”、“内”、“外”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

虽然在本文中参照了特定的实施方式来描述本发明，但是应该理解的是，这些实施例仅仅是本发明的原理和应用的示例。因此应该理解的是，可以对示例性的实施例进行许多修改，并且可以设计出其他的布置，只要不偏离所附权利要求所限定的本发明的精神和范围。应该理解的是，可以通过不同于原始权利要求所描述的方式来结合不同的从属权利要求和本文中所述的特征。还可以理解的是，结合单独实施例所描述的特征可以使用在其他所述实施例中。