一种基于文丘里效应的氨气发动机氨空混合器的制作方法

本发明涉及氨气发动机零部件领域，具体涉及一种基于文丘里效应的氨气发动机氨空混合器。

背景技术：

1、为了减少碳排放，实现“双碳”目标，世界各国都在进行着多种无碳能源研究，目前主流的无碳能源包括氢气和氨气。氨气是一种具有多种优势的能源，一方面，氨气可以通过氢气和氮气合成；另一方面，氨气在常温下加压即可液化，便于储存和运输，并且比液态氢具有更高的能量密度，因此，氨气具有作为最理想无碳能源的潜力。

2、内燃机作为当今世界道路交通、非道路移动机械和国防装备的主要动力，在碳中和、电动化的大背景下，内燃机面临巨大压力，寻找内燃机的可持续发展道路具有重要的现实和经济意义。而氨作为零碳燃料和富氢载体，在碳中和时代越来越受到关注，也成为内燃机领域研究的热点。因此，随着氨气的制造与储存等技术的日益成熟，以氨气为燃料的内燃机在汽车发动机领域再次引起关注，其中，氨气的燃料供给系统成为氨气内燃机的关键核心技术。

3、在氨内燃机中，氨气通过喷嘴将高压氨气(400-700kpa)喷入进气道与空气进行混合后进入气缸内燃烧。氨气与空气的混合质量是一个关键参数，对燃烧效率、排放与输出功率等都有较大影响。而目前氨内燃机行业在内氨气燃料供给系统中所使用的氨气混合器结构设计不够合理，氨空内芯内腔形状设计较为简单，不利于氨气均匀进入芯部通道，也影响氨气与新鲜空气的混合效果。从而导致氨气与新鲜空气的混合质量欠佳，燃烧效率不够高，排放效果也稍显不足。

4、有鉴于此，本发明人针对现有技术中的上述缺陷深入研究，遂有本案产生。

技术实现思路

1、为解决上述技术问题，我们设计了一种基于文丘里效应的氨气发动机氨空混合器，以促进氨气与新鲜空气进行均匀混合，提高氨气与新鲜空气的混合质量，提高燃烧效率，改善排放。

2、为达到上述目的，本发明的技术方案如下：

3、一种基于文丘里效应的氨气发动机氨空混合器，包括外壳体、内芯、管接头和孔用弹性挡圈，所述外壳体包括连接部和进气端，所述内芯包括内固定环、圆筒芯体和外固定环；

4、所述连接部芯部在前后方向上贯通有圆柱形安装孔，连接部侧壁上向外贯通有氨气进气孔，且在连接部外侧面氨气进气孔孔口侧围向外与所述管接头内侧端连接；所述进气端内部在前后方向上贯通有圆柱形通孔，且进气端的后端面与连接部的前端面连接，所述连接部芯部圆柱形安装孔的直径大于所述进气端内部圆柱形通孔的直径；

5、所述圆筒芯体内部具有前后贯通的空气进气孔，圆筒芯体的周圈筒壁上向外贯通均匀排布有若干个透气小圆孔；所述内固定环向外凸起在圆筒芯体的内侧端，所述外固定环向外凸起在圆筒芯体的外侧端；所述圆筒芯体的周圈筒壁表面形状为外宽内窄的平滑曲面，并使空气进气孔形成了外侧孔径大内侧孔径小的孔型结构；

6、所述内芯固定在所述外壳体的连接部内，并使内芯的内固定环与连接部芯部圆柱形安装孔内侧端处的环形台阶紧密贴合，内芯的外固定环与所述孔用弹性挡圈紧密贴合，孔用弹性挡圈固定在圆柱形安装孔外侧端的连接部内壁上。

7、优选的，所述连接部呈长方体状空芯结构，且其芯部在前后方向上贯通有圆柱形安装孔，连接部的侧壁上向外贯通有两个氨气进气孔，且两个氨气进气孔分别设置在所述外壳体的连接部相邻两面侧壁上，并在连接部外侧面氨气进气孔孔口侧围向外与所述管接头内侧端连接；所述进气端为圆筒型结构，其内部在前后方向上贯通有圆柱形通孔，且进气端的后端面与连接部的前端面连接，并使进气端内部圆柱形通孔的中心线与所述连接部芯部圆柱形安装孔的中心线在同一条直线上；所述连接部芯部圆柱形安装孔的直径大于所述进气端内部圆柱形通孔的直径，并在连接部芯部圆柱形安装孔与进气端内部圆柱形通孔的连接处形成一环形台阶。

8、优选的，所述圆筒芯体的本体呈圆筒型结构，在其内部具有前后贯通的空气进气孔，圆筒芯体的周圈筒壁上向外贯通均匀排布有若干个透气小圆孔；所述内固定环向外凸起在圆筒芯体的内侧端，所述外固定环向外凸起在圆筒芯体的外侧端；所述圆筒芯体的周圈筒壁内侧端和外侧端均设计为弧形端面，且圆筒芯体周圈筒壁厚度自内向外逐渐变薄，使圆筒芯体内腔处的筒壁表面形状为外宽内窄的平滑曲面，并使空气进气孔形成了外侧孔径大内侧孔径小的孔型结构。

9、优选的，所述透气小圆孔在圆筒芯体筒壁的前后方向上成行设置，所述圆筒芯体的周圈筒壁上均匀分布有数行透气小圆孔，且每行透气小圆孔的数量相同，并在圆筒芯体的周圈筒壁上形成有透气小圆孔阵列。

10、优选的，所述圆筒芯体筒壁上的每排透气小圆孔在前后方向上沿直线均匀排布，且圆筒芯体的周圈筒壁上均匀分布有十二排透气小圆孔，且每排透气孔的数量均为四个。

11、优选的，所述圆筒芯体的周圈内壁内侧端弧形端面处的直径和其外侧端弧形端面处的直径相一致。

12、优选的，所述内固定环和外固定环的外径与所述连接部芯部圆柱形安装孔的直径相一致，并能够在内芯安装在外壳体内时内固定环和外固定环与连接部的内壁紧密贴合。

13、优选的，所述管接头内孔直径与氨气进气孔的孔径相一致，并在所述管接头连接在连接部外表面时管接头内孔与氨气进气孔正对，且管接头设置在连接部的中部外侧位置处。

14、优选的，所述内芯安装在外壳体内以后，在内固定环、圆筒芯体、外固定环和连接部的内壁之间形成有一圈气体容腔，所述气体容腔外侧中间处与所述氨气进气孔及管接头内孔连通。

15、优选的，所述连接部的内壁靠近外侧端设有环形卡槽，且环形卡槽的宽度与孔用弹性挡圈的厚度相一致，并在所述孔用弹性挡圈安装固定外固定环时孔用弹性挡圈的外侧边缘内嵌在环形卡槽内。

16、通过上述技术方案，本发明采用将氨气发动机氨空混合器设计成包括外壳体、内芯、管接头和孔用弹性挡圈，外壳体包括连接部和进气端，内芯包括内固定环、圆筒芯体和外固定环。圆筒芯体的本体呈圆筒型结构，在其内部具有前后贯通的空气进气孔，圆筒芯体的周圈筒壁上向外贯通均匀排布有若干个透气小圆孔，且透气小圆孔在圆筒芯体筒壁的前后方向上成行设置，圆筒芯体的周圈筒壁上均匀分布有数行透气小圆孔，且每行透气小圆孔的数量相同，并在圆筒芯体的周圈筒壁上形成有透气小圆孔阵列；内固定环向外凸起在圆筒芯体的内侧端，外固定环向外凸起在圆筒芯体的外侧端；圆筒芯体的周圈筒壁内侧端和外侧端均设计为弧形端面，且圆筒芯体周圈筒壁厚度自内向外逐渐变薄，使圆筒芯体内腔处的筒壁表面形状为外宽内窄的平滑曲面，并使空气进气孔形成了外侧孔径大内侧孔径小的孔型结构；内芯固定在外壳体的连接部内，并使内芯的内固定环与连接部芯部圆柱形安装孔内侧端处的环形台阶紧密贴合，内芯的外固定环与孔用弹性挡圈紧密贴合，孔用弹性挡圈固定在圆柱形安装孔外侧端的连接部内壁上。由于将氨空混合器圆筒芯体内腔处的筒壁表面形状设计为外宽内窄的平滑曲面，结合上述结构设计，其基于文丘里效应，利用伯努利原理促进氨气均匀进入芯部通道，以促进氨气与新鲜空气进行均匀混合，从而提高了氨气与新鲜空气的混合质量，提升了燃烧效率，也改善了排放。实践证明，在现有的氨内燃机氨气燃料供给系统中使用本氨气发动机氨空混合器以后，氨气与新鲜空气的混合质量极佳，燃烧效率也得到较大提高，排放效果也较以前有所提升。从而达到了设计新颖、结构合理、且应用效果好的目的。