一种发动机混合器制造技术

一种发动机混合器，包括混合器本体、混合器管芯，混合器本体为两端开口的中空结构，包括进气端、混合气出口端、内腔，进气端的内壁与混合器管芯的外壁插入配合，进气端的外壁上连接有天然气进气管，该天然气进气管通过内腔与混合气出口端相通，混合器管芯为一端开口的中空结构，其开口端为空气进口，该空气进口通过混合器管芯的管壁上开设的多个通孔与内腔相通。本设计利用空气流束的较大动量冲散天然气流束，不仅提高了天然气与空气的混合均匀度，而且减小了流动阻力。

【技术实现步骤摘要】
一种发动机混合器
本专利技术涉及一种汽车用混合器，尤其涉及一种汽车发动机混合器，具体适用于提高天然气与空气的混合均匀度、减小流动阻力。
技术介绍
能源危机与大气的严重污染促使人们寻求一种新能源以替代燃油，天然气因其清洁、储量大的特点而成为备受关注的代用燃料。天然气的主要成分是甲烷，不仅比其他烃类燃料的碳氢比小，燃烧时只产生较少量的CO2、NOx，而且燃烧安全性较好，此外，天然气还具有不含CO有毒成分、爆炸极限窄、辛烷值高等优点，一旦泄露也易于在空气中消散，因而天然气日益成为重要的代用燃料。为了更好地使用天然气，国内天然气发动机整机开发技术迅猛发展，但关键系统和部件还存在短板，尤其是关键零部件多依赖于进口。很多厂家都是引进国外整套技术来生产发动机，就供气系统而言，混合器的设计很少有自己的特色，直接导致现有的大部分混合器只能满足小功率、小缸径发动机的要求，而对于大功率、大缸径发动机却无能为力了，这严重制约了发动机性能的进一步优化。天然气发动机开发的关键技术就是稀薄燃烧，这就要求合理组织混合，使得混合后的空气与燃气更加均匀，从而实现缸内充分燃烧，以输出更大动力来驱动大功率、大缸径的发动机。中国专利：申请公布号为CN102913342A，申请公布日为2013年2月6日的专利技术专利公开了一种发动机混合器，包括混合器本体、管状阀芯和与混合器本体连接的混合器接管以及位于混合器本体和混合器接管之间的扰流体。虽然该专利技术中可燃气体经过扰流体再进入混合器接管使得可燃气体在流通过程中产生轴向旋转和向心旋转的涡流，使空气和天然气的混合效果更好，从而提高了发动机的工作性能和安全性，但仍然存在以下缺陷：1、该混合器采用燃气流束冲击并扩散进空气流束的方式形成混合燃气，因燃气的动量小，无法冲散动量较大的空气流束，只能改变运动方向随着空气流束向前运动，因此容易形成明显的分层现象，混合效果不佳；2、为了改善混合效果，该专利技术采用了在混合器出口处安装扰流体的方法，此法虽能有效提高混合燃气的质量，但不仅会带来进气阻力增大、发动机控制响应慢的问题，而且会加大混合器的长度、增加混合器的重量，不利于发动机的紧凑化、轻量化设计。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服现有技术中存在的混合效果不佳、发动机控制响应慢、混合器长度较长的问题，提供一种混合效果较优、发动机控制响应快、混合器长度较短的发动机混合器。为实现以上目的，本专利技术的技术方案如下：一种发动机混合器，包括混合器本体、混合器管芯，所述混合器本体为两端开口的中空结构，包括进气端、混合气出口端、内腔，所述进气端的内壁与混合器管芯的外壁插入配合，进气端的外壁上连接有天然气进气管，该天然气进气管通过内腔与混合气出口端相通；所述混合器管芯为一端开口的中空结构，其开口端为空气进口，该空气进口通过混合器管芯的管壁上开设的多个通孔与内腔相通。所述进气端内部沿其周圈开设有与天然气进气管相通的环状天然气稳压腔，该环状天然气稳压腔上近混合气出口端的一端设置有沿混合器管芯的外围均匀布置的多个天然气喷射管，所述天然气喷射管的进口端、出口端分别与环状天然气稳压腔、内腔相通。所述通孔沿管壁的周圈均匀分布，并形成2N+1个沿轴向均匀布置的通孔层，每个通孔层中通孔的数量都相等，且相邻的通孔层中的通孔沿轴向交错分布，其中，N≥1。所述通孔层包括与空气进口的轴向距离最小的第一通孔层、与空气进口的轴向距离最大的第2N+1通孔层，所述出口端、第一通孔层的距离为第一通孔层、第2N+1通孔层的距离的1/3‐1/2。所述天然气喷射管的个数＝通孔的总个数/(2N+1)，且出口端位于同一通孔层中的相邻两通孔之间。所述通孔的总个数*通孔的内孔面积≥空气进口的内孔面积，天然气喷射管的总个数*出口端的内孔面积≥天然气进气管的内孔面积，内腔的最大横截面积≥2*空气进口的内孔面积。所述混进气端上开设有密封圈安装槽。所述管壁外部套设的连接板上开设有一号连接孔，该一号连接孔通过紧固螺栓与进气端上开设的二号连接孔固定连接。与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：1、本专利技术一种发动机混合器中混合器管芯为一端开口的中空结构，其开口端为空气进口，该空气进口通过混合器管芯的管壁上开设的多个通孔与内腔相通，发动机运行时，空气依次经由空气进口、通孔后进入内腔与天然气混合，即以空气流束作为动力源，利用空气流束冲散天然气流束，使天然气较容易地扩散到空气流束中，该设计不仅能够形成匀质的混合气，而且无需采用混合辅助装置，进气阻力小、混合器长度较短、发动机控制响应快。因此，本专利技术不仅改善了混合燃气的质量，而且进气阻力小、混合器长度较短、发动机控制响应快。2、本专利技术一种发动机混合器中通孔沿管壁的周圈均匀分布，并形成2N+1个沿轴向均匀布置的通孔层，且相邻的通孔层中的通孔沿轴向交错分布，即通孔沿轴向和径向均匀、交错布置，该布置方式一方面使得经过相邻各通孔的空气流束相互碰撞，增强了扰流效果，加速了天然气流束和空气流束的相互扩散，从而加强了天然气与空气的混合效果，另一方面，减小了天然气流束、空气流束的轴向流动阻力，同时可降低径向容积密度，有利于气体扩散。因此，本专利技术不仅促进了天然气与空气的均匀混合，而且有利于气体扩散。3、本专利技术一种发动机混合器中出口端、第一通孔层的距离为第一个通孔层、第2N+1通孔层的距离的1/3‐1/2，一方面，天然气喷射管的管状设计能够将通孔以出口端所在平面为界分成上、下两层，当上层空气流束与天然气流束混合形成上层混合燃气后，上层混合燃气再与下层空气流束相互冲击扩散形成均匀的混合燃气经由混合气出口排出，通过该混合方式可有效提升混合燃气的质量，另一方面，将出口端的位置设定在所述范围内不仅可以保证上层空气流束能充满整个空间，而且也能增大上层混合燃气的动量，加强再混过程中的动量交换，实现空气与天然气的均匀混合。因此，本专利技术提进一步提升了混合燃气的质量。4、本专利技术一种发动机混合器中通孔的总个数*通孔的内孔面积≥空气进口的内孔面积，天然气喷射管的总个数*出口端的内孔面积≥天然气进气管的内孔面积，内腔的最大横截面积≥2*空气进口的内孔面积，该设计有利于减小天然气、空气在流动过程中的阻力，保证天然气、空气的流通量。因此，本专利技术减小了流动阻力，保证了流通量。附图说明图1为本专利技术的结构示意图。图2为图1中混合器本体的结构示意图。图3为图1中混合器管芯的结构示意图。图中：混合器本体1、进气端11、混合气出口端12、天然气进气管13、内腔14、二号连接孔15、混合器管芯2、空气进口21、管壁22、通孔23、环状天然气稳压腔3、天然气喷射管4、进口端41、出口端42、通孔层5、第一通孔层51、第2N+1通孔层52、连接板6、一号连接孔61、紧固螺栓7、密封圈安装槽8。具体实施方式下面结合附图说明和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。参见图1‐图3，一种发动机混合器，包括混合器本体1、混合器管芯2，所述混合器本体1为两端开口的中空结构，包括进气端11、混合气出口端12、内腔14，所述进气端11的内壁与混合器管芯2的外壁插入配合，进气端11的外壁上连接有天然气进气管13，该天然气进气管13通过内腔14与混合气出口端12相通；所述混合器管芯2为一端开口的中空结构，其开口端为空气进口21，该空气进口21本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种发动机混合器，包括混合器本体（1）、混合器管芯（2），所述混合器本体（1）为两端开口的中空结构，包括进气端（11）、混合气出口端（12）、内腔（14），所述进气端（11）的内壁与混合器管芯（2）的外壁插入配合，进气端（11）的外壁上连接有天然气进气管（13），该天然气进气管（13）通过内腔（14）与混合气出口端（12）相通，其特征在于：所述混合器管芯（2）为一端开口的中空结构，其开口端为空气进口（21），该空气进口（21）通过混合器管芯（2）的管壁（22）上开设的多个通孔（23）与内腔（14）相通。

【技术特征摘要】
1.一种发动机混合器，包括混合器本体（1）、混合器管芯（2），所述混合器本体（1）为两端开口的中空结构，包括进气端（11）、混合气出口端（12）、内腔（14），所述进气端（11）的内壁与混合器管芯（2）的外壁插入配合，进气端（11）的外壁上连接有天然气进气管（13），该天然气进气管（13）通过内腔（14）与混合气出口端（12）相通，其特征在于：所述混合器管芯（2）为一端开口的中空结构，其开口端为空气进口（21），该空气进口（21）通过混合器管芯（2）的管壁（22）上开设的多个通孔（23）与内腔（14）相通；所述进气端（11）内部沿其周圈开设有与天然气进气管（13）相通的环状天然气稳压腔（3），该环状天然气稳压腔（3）上近混合气出口端（12）的一端设置有沿混合器管芯（2）的外围均匀布置的多个天然气喷射管（4），所述天然气喷射管（4）的进口端（41）、出口端（42）分别与环状天然气稳压腔（3）、内腔（14）相通。2.根据权利要求1所述的一种发动机混合器，其特征在于：所述通孔（23）沿管壁（22）的周圈均匀分布，并形成2N+1个沿轴向均匀布置的通孔层（5），每个通孔层（5）中通孔（23）的数量都相等，且相邻的通孔层（5）中的通孔（23）沿轴向交错分布，其中，N≥1...

【专利技术属性】
技术研发人员：贾李水，程伟，李阳，
申请(专利权)人：东风商用车有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42