【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及发动机，尤其涉及一种双燃料喷射器、其设计方法和喷射控制方法。
技术介绍
1、现有的双燃料发动机通常采用双喷射器的方案，其中一个喷射器用于喷射燃油，另一个喷射器用于喷射燃气，通过燃油点燃燃气进行燃烧，从而实现节能减排。但是双喷射器的喷射控制不易同步，从而无法达到较好的喷射以及混合效果。对此，现有技术中提供一种双燃料喷射器，将喷油和喷气的功能集成在同一个喷射器上，从而保证同步喷射。但是现有的双燃料喷射器喷油和喷气的结构均为多孔喷射，并且喷射的油束和气束的方向平行，如此会导致喷射后的燃气多数喷射在燃烧室的边缘，对应的油气混合云图如图1所示，双燃料喷射器喷射后，随着曲轴的转动，燃油和燃气在燃烧室内混合，但混合后的燃料在燃烧室内较为分散，燃烧室凹坑内集中的燃料较少，燃烧速度慢，导致热效率降低，同时导致排放恶化。此外由于油束和气束平行喷射，使得二者距离较远，燃油对燃气的引燃效果较差，降低热效率。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种双燃料喷射器、其设计方法和喷射控制方法，以解决由于现有双燃料喷射器结构导致的热效率低以及排放恶化的问题。
2、本专利技术提供一种双燃料喷射器，包括喷油阀芯、喷油阀座和喷气阀座；
3、所述喷油阀座设置有喷油通道，所述喷油阀芯位于所述喷油通道内，所述喷油阀芯能够相对于所述喷油阀座运动以打开或关闭喷油通道，所述喷油阀座上设有喷油孔，所述喷油孔与所述喷油通道连通并用于向燃烧室内喷射燃油；
4、所述喷气阀座套设在所述
5、所述喷油孔的轴线与所述双燃料喷射器的中心轴线呈夹角设置，沿所述燃气的流动方向，所述喷气腔的延伸方向与所述中心轴线平行或朝向所述中心轴线倾斜。
6、作为双燃料喷射器的优选技术方案，所述喷气通道还包括稳压腔，所述调节腔和所述喷气腔通过所述稳压腔连通。
7、作为双燃料喷射器的优选技术方案，所述调节腔的最大宽度大于等于所述喷气腔的宽度。
8、作为双燃料喷射器的优选技术方案，沿所述中心轴线的方向，所述喷气腔的长度大于所述稳压腔的长度，所述稳压腔的长度大于所述调节腔的长度。
9、作为双燃料喷射器的优选技术方案，沿所述燃气的流动方向，所述喷气腔依次设置有入口段、加速段和喷射段，所述入口段为喇叭口结构，所述入口段的大端与所述稳压腔连通，所述加速段与所述入口段的小端连通，所述喷射段位于所述喷气阀座的一侧设置为直壁，位于所述喷油阀座的一侧设置为斜壁，所述斜壁朝向靠近所述中心轴线的方向倾斜。
10、作为双燃料喷射器的优选技术方案，所述喷射段位于所述喷油阀座的一侧的斜壁与水平方向的夹角小于60°。
11、作为双燃料喷射器的优选技术方案，所述稳压腔位于所述喷油阀座的一侧设置为直壁，所述稳压腔位于所述喷气阀座的一侧的上段设置为直壁，下段设置为斜壁并向下延伸形成为所述入口段位于所述喷气阀座一侧的斜壁，所述入口段位于所述喷油阀座一侧的斜壁与水平方向的夹角大于位于所述喷气阀座一侧的斜壁与水平方向的夹角。
12、作为双燃料喷射器的优选技术方案，所述入口段位于所述喷油阀座一侧的斜壁与水平方向的夹角大于等于45°且小于等于60°，所述入口段位于所述喷气阀座一侧的斜壁与水平方向的夹角大于等于45°且小于等于60°。
13、本专利技术提供一种双燃料喷射器的设计方法，用于对上述任一方案的双燃料喷射器进行结构设计，所述双燃料喷射器的设计方法包括：
14、建立双燃料喷射器的仿真模型；
15、调整喷油孔的数量和/或直径，使燃油贯穿距在第一预设范围内；
16、调整喷气通道的宽度，使燃气贯穿距在第二预设范围内；
17、根据燃油对燃气的引燃效果调节喷油孔轴线与中心轴线的夹角。
18、作为双燃料喷射器的设计方法的优选技术方案：
19、调整喷油孔的数量和直径的方法包括：
20、当燃油贯穿距小于第一预设范围的最小值时，减少喷油孔的数量和/或减小喷油孔的直径，直至燃油贯穿距在第一预设范围内；
21、当燃油贯穿距大于第一预设范围的最大值时，增加喷油孔的数量和/或增加喷油孔的直径，直至燃油贯穿距在第一预设范围内；
22、调整喷气通道的宽度的方法包括：
23、当燃气贯穿距小于第二预设范围的最小值时，减小喷气通道的宽度，直至燃气贯穿距在第二预设范围内；
24、当燃气贯穿距大于第二预设范围的最大值时，增加喷气通道的宽度，直至燃气贯穿距在第二预设范围内。
25、作为双燃料喷射器的设计方法的优选技术方案，喷油孔轴线与中心轴线的夹角的调节范围为10°-45°。
26、本专利技术提供一种双燃料喷射器的喷射控制方法，应用于上述方案的双燃料喷射器，所述双燃料喷射器的喷射控制方法包括：
27、根据所需的燃气进气量以及发动机转速计算所需的燃气流量；
28、根据双燃料喷射器的喷油阀座相对于喷气阀座运动的距离与燃气流量的对应关系，确定喷油阀座相对于喷气阀座运动的距离。
29、本专利技术的有益效果为：
30、本专利技术提供一种双燃料喷射器，通过喷油阀座和喷气阀座形成喷气通道直接向燃烧室内喷射燃气，燃气的喷射更加均匀，并且喷气通道的喷气腔的延伸方向与双燃料喷射器的中心轴线平行或朝向中心轴线倾斜，使燃气更多的喷射在燃烧室凹坑内，提高燃烧速度，从而提升热效率的同时避免排放恶化，并且喷油孔的轴线与中心轴线呈夹角设置，能够更快实现燃油对燃气引燃，实现热效率的提高。
31、本专利技术提供一种双燃料喷射器的设计方法，调整喷油孔的数量和直径，使燃油贯穿距在第一预设范围内；调整喷气通道的宽度，使燃气贯穿距在第二预设范围内；并且调节喷油孔轴线与中心轴线的夹角实现燃油能够更快引燃燃气，实现热效率的提高。并且通过该方法对双燃料喷射器进行设计，使其能够应用于不同结构和尺寸的燃烧室。
32、本专利技术提供一种双燃料喷射器的喷射控制方法，根据所需的燃气进气量以及发动机转速计算所需的燃气流量，并确定喷气通道的开度，从而喷射燃气时的喷射响应更迅速，喷射控制精度更高。
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1.双燃料喷射器，其特征在于，包括喷油阀芯(1)、喷油阀座(2)和喷气阀座(3)；
2.根据权利要求1所述的双燃料喷射器，其特征在于，所述喷气通道(20)还包括稳压腔(23)，所述调节腔(22)和所述喷气腔(24)通过所述稳压腔(23)连通。
3.根据权利要求2所述的双燃料喷射器，其特征在于，所述调节腔(22)的最大宽度大于等于所述喷气腔(24)的宽度。
4.根据权利要求2所述的双燃料喷射器，其特征在于，沿所述中心轴线的方向，所述喷气腔(24)的长度大于所述稳压腔(23)的长度，所述稳压腔(23)的长度大于所述调节腔(22)的长度。
5.根据权利要求2所述的双燃料喷射器，其特征在于，沿所述燃气的流动方向，所述喷气腔(24)依次设置有入口段(241)、加速段(242)和喷射段(243)，所述入口段(241)为喇叭口结构，所述入口段(241)的大端与所述稳压腔(23)连通，所述加速段(242)与所述入口段(241)的小端连通，所述喷射段(243)位于所述喷气阀座(3)的一侧设置为直壁，位于所述喷油阀座(2)的一侧设置为斜壁，所述斜壁朝向
6.根据权利要求5所述的双燃料喷射器，其特征在于，所述喷射段(243)位于所述喷油阀座(2)的一侧的斜壁与水平方向的夹角小于60°。
7.根据权利要求5所述的双燃料喷射器，其特征在于，所述稳压腔(23)位于所述喷油阀座(2)的一侧设置为直壁，所述稳压腔(23)位于所述喷气阀座(3)的一侧的上段设置为直壁，下段设置为斜壁并向下延伸形成为所述入口段(241)位于所述喷气阀座(3)一侧的斜壁，所述入口段(241)位于所述喷油阀座(2)一侧的斜壁与水平方向的夹角大于位于所述喷气阀座(3)一侧的斜壁与水平方向的夹角。
8.根据权利要求7所述的双燃料喷射器，其特征在于，所述入口段(241)位于所述喷油阀座(2)一侧的斜壁与水平方向的夹角大于等于45°且小于等于60°，所述入口段(241)位于所述喷气阀座(3)一侧的斜壁与水平方向的夹角大于等于45°且小于等于60°。
9.双燃料喷射器的设计方法，其特征在于，用于对权利要求1-8任一项所述的双燃料喷射器进行结构设计，所述双燃料喷射器的设计方法包括：
10.根据权利要求9所述的双燃料喷射器的设计方法，其特征在于：
11.根据权利要求9所述的双燃料喷射器的设计方法，其特征在于，喷油孔(10)轴线与中心轴线的夹角的调节范围为10°-45°。
12.双燃料喷射器的喷射控制方法，其特征在于，应用于权利要求1-8任一项所述的双燃料喷射器，所述双燃料喷射器的喷射控制方法包括：
...【技术特征摘要】
1.双燃料喷射器，其特征在于，包括喷油阀芯(1)、喷油阀座(2)和喷气阀座(3)；
2.根据权利要求1所述的双燃料喷射器，其特征在于，所述喷气通道(20)还包括稳压腔(23)，所述调节腔(22)和所述喷气腔(24)通过所述稳压腔(23)连通。
3.根据权利要求2所述的双燃料喷射器，其特征在于，所述调节腔(22)的最大宽度大于等于所述喷气腔(24)的宽度。
4.根据权利要求2所述的双燃料喷射器，其特征在于，沿所述中心轴线的方向，所述喷气腔(24)的长度大于所述稳压腔(23)的长度，所述稳压腔(23)的长度大于所述调节腔(22)的长度。
5.根据权利要求2所述的双燃料喷射器，其特征在于，沿所述燃气的流动方向，所述喷气腔(24)依次设置有入口段(241)、加速段(242)和喷射段(243)，所述入口段(241)为喇叭口结构，所述入口段(241)的大端与所述稳压腔(23)连通，所述加速段(242)与所述入口段(241)的小端连通，所述喷射段(243)位于所述喷气阀座(3)的一侧设置为直壁，位于所述喷油阀座(2)的一侧设置为斜壁，所述斜壁朝向靠近所述中心轴线的方向倾斜。
6.根据权利要求5所述的双燃料喷射器，其特征在于，所述喷射段(243)位于所述喷油阀座(2)的一侧的斜壁与水平方向的夹角小于6...
【专利技术属性】
技术研发人员：马常海，李志杰，刘俊龙，王雪鹏，谷允成，郑凯，刘晓鑫，曾笑笑，
申请(专利权)人：潍柴动力股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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