CN102434322A - 一种一体化燃气喷射器总成 - Google Patents

Abstract

一体化燃气喷射器总成，包括本体，本体包括一第二减压腔室，一第二级减压机构设置于第二减压腔室中，第二级减压机构包括第二级减压腔室盖，减压腔室盖安装在本体以封闭第二级减压腔室；燃气喷射器总成还包括减压稳压调节机构，所述减压稳压调节机构包括压力微调组件，压力微调组件包括在第二级减压腔室盖上开设一内螺纹孔，一空心螺栓配合在内螺纹孔中，空心螺栓的一端伸入第二级减压腔室盖的内侧，另一端露出在第二级减压腔室盖的外侧并有一螺母拧合于其上。此一体化燃气喷射器总成具有减压稳压调节机构，可以根据每台发动机需要而对进入发动机的可燃气压力进行微调，增加减压机构的稳定性，消除因一体化燃气喷射器零部件的累计制造误差，保证最佳的空燃比。

Description

一种一体化燃气喷射器总成

技术领域

本发明涉及一体化燃气喷射器总成，用于对发动机供给燃料，属于机械动力工程领域，尤其涉及用于一体燃气喷射器总成的减压稳压调节机构。

背景技术

机械动力系统的核心组成部分——发动机，其重要意义不言而喻。而作为发动机燃料供给装置的喷射器分为燃油喷射器(电喷或化油器)和燃气喷射器在能源日益紧张的今天，代替传统能源的液化气、天然气、沼气等绿色能源越来越受到人们的青睐，而燃气喷射器是燃气发动机喷气系统的关键装置之一，它的性能优劣直接影响到发动机的工作性能。

燃气喷射器是由减压稳压机构，燃气喷嘴和油门操作机构组合而成。为了控制燃气喷射器对发动机气缸的输入量，实现在复杂负荷下发动机的正常工作，现有的燃气喷射器普遍采用的是通过一次减压、稳压，再通过喷嘴和喉管空气混合之后进入发动机燃烧，来实现控制燃气的输入量。这种结构一方面只有一级减压、稳压机构，而市场上诸如：液化气、天然气、沼气的原始可燃气压力不一致从而导致经过减压稳压后可燃气的压力不稳定，间接导致可燃气体进发动机流量不稳定。另一方面是一次减压稳压后压力易波动、易漏气，安全性差。

在现有技术的燃气喷射器中，包括：a、分体式：减压稳压器在前面，后面再增加一个油门开度控制器，两者是通过橡胶管连接，这里两个部件之间的橡胶管容易老化发生漏气，同时在整机安装位置占用空间大；b、整体式：一级减压稳压后通过喷嘴和空气混合进入发动机燃烧，这个问题是一级减压受外部气源气体压力影响较大，致使经过减压稳压后可燃气的压力不稳定，间接导致可燃气体进入发动机流量不稳定，无法精确控制进入发动机的可燃气流量，也无法达到最佳空燃比。

发明内容

为解决现有技术的上述问题，本发明提供了一种用于一体化燃气喷射器总成，具有减压稳压调节机构，可以根据每台发动机需要而对进入发动机的可燃气压力进行微调，增加减压机构的稳定性，消除因一体化燃气喷射器零部件的累计制造误差，保证最佳的空燃比。

为实现上述目的，本发明提供的一种一体化燃气喷射器总成，所述燃气喷射器总成包括本体，其特征在于，所述本体包括一第二减压腔室，一第二级减压机构设置于所述第二减压腔室中，所述第二级减压机构包括第二级减压腔室盖，所述减压腔室盖安装在所述本体以封闭所述第二级减压腔室；所述燃气喷射器总成还包括减压稳压调节机构，所述减压稳压调节机构包括压力微调组件，所述压力微调组件包括在所述第二级减压腔室盖上开设一内螺纹孔，一空心螺栓配合在所述内螺纹孔中，所述空心螺栓的一端伸入所述第二级减压腔室盖的内侧，另一端露出在所述第二级减压腔室盖的外侧并有一螺母拧合于其上。

与现有技术的燃气喷射器相比，本发明的一体化燃气喷射器总成具有减压稳压调节机构，可以根据每台发动机需要而对进入发动机的可燃气压力进行微调，增加减压机构的稳定性，消除因一体化燃气喷射器零部件的累计制造误差，保证最佳的空燃比。

附图的简要说明

以下参照附图，对本发明的优选实施例作出详细描述以便清楚地说明本发明的构思及特点，其中：

图1是本发明一体化燃气喷射器总成的主视图；

图2是本发明一体化燃气喷射器总成的仰视图；

图3是本发明一体化燃气喷射器总成的工作原理框图；

图4A-4E是图1所示喷射器总成的本体立体图，以示出本体中的各个腔室以及示意地表示喷射器总成的工作原理；

图5是沿图1中A-A线剖切的截面图，以表示本发明喷射器总成的第一级和第二级减压机构；

图5A是图5所示第一级和第二级减压机构的结构分解图；

图6是沿图1中的B-B线剖切的截面图，以表示本发明喷射器总成的第一级和第二级减压机构的减压稳压调节机构；

图7是沿图2中的C-C线剖切的截面图，以反映本发明喷射器总成的切断阀机构；

图8是图7所示切断阀机构的结构分解图；

图9是表示用于切断阀机构的切断阀打开通道机构；

图10是图6所示减压稳压调节机构的结构分解图。

具体实施方式

如图1和图2所示，本发明的一体化燃气喷射器总成包括本体1，第一级和第二级减压阀机构2，3，切断阀机构4和节气门喉管机构5。本发明的一体化燃气喷射器总成是在一个集成结构中完成对外源燃气，例如液化气、天然气、沼气的的二级减压并有控制地输送到本体喉管中与空气混合，随后输送到发动机气缸中。如图3和图4A-4E的工作原理示意图所示，外源可燃气，如天然气从本体1上的进气孔I进入第一级减压腔室11，经过第一级减压后进入第二级减压腔室12，经第二级减压后的气体进入切断阀腔室13，经切断阀机构3控制，进入本体喉管腔室14，与空气混合，再经本体上混合气排出腔输出到发动机进气管中。

具体请见图4A-4E所示，本发明喷射器总成的本体1包括第一级减压腔室11，与第一级减压腔室11连通的第二级减压腔室12，与第二级减压腔室12连通的切断阀腔室13，与切断阀腔室13连通的本体喉管腔室14，本体喉管腔室14与发动机进气管连通。各腔室之间藉由设置在本体1内的通道15(15a-15e)连通。本体1可由金属铸造工艺一体地制成。

参见图1，5，5A所示，本发明喷射器总成的第一级减压机构2设置在本体1的第一级减压腔室11内。外源气体，例如天然气，通过设置在本体上的进气孔I，经本体中的通道15进入第一级减压腔室11，通道15在第一级减压腔室中的进气嘴如标号15a所示。第一级减压机构2包括一靠近进气嘴15a设置的进气阀座21，一摇臂22可枢转地安装在该进气阀座21上，摇臂22的一端设置有一阀盖23，阀盖23上设有堵头231，该堵头231与进气嘴15a配合时即将进气嘴密封地关闭。利用橡胶材料制成堵头231，这样藉由橡胶材料的可塑性，可以降低进气嘴面的加工精度，弥补因零部件制造误差和压铸件的误差，而起到良好的密封作用。

第一级减压机构2还包括一减压膜片组件24，该组件具有一减压膜241，此减压膜241可由橡胶薄膜制成，上压板242和下压板243将减压膜241夹在其间，下压板243上设有一连接套244，上述摇臂22的另一端连接在此连接套244上。

第一级减压机构2还包括一减压弹簧25和减压腔室盖26，减压腔室盖26藉由螺钉安装在本体1上以封闭第一级减压腔室11。减压弹簧25位于减压膜片组件24的上压板242与减压腔室盖26之间。位于上压板242与减压腔室盖26之间的减压弹簧25具有预定的初始压力，将夹于上压板242和下压板243之间的减压膜241向下推，进而推着摇臂22连接于其上的一端亦向下，因摇臂22是可枢转地连接于进气阀座21上的，摇臂22另一端的阀盖23即向上而使进气嘴15a打开。

减压弹簧25的初始压力设定为在外源气体的正常压力范围内使得进气嘴15a处于常开状态。当外源气体压力高于正常压力时，使得第一级减压腔室11内的压力逐渐升高，克服减压弹簧25的压力，将减压膜241向上推，此时下压板243上的连接套244带动摇臂22的一端向上，摇臂22枢转，其另一端的阀盖23向下配合到进气嘴15a上，而将进气嘴15a关闭，阻止外源气体进一步进入第一级减压腔室11内，使第一级减压腔室11内的压力可保持基本稳定。

当第一级减压腔室11内的压力随着气体排出而降低时，减压弹簧25再次发生作用，推着下压板243向下，进而带动摇臂22上的阀盖23打开进气嘴15a，再使外源气体可以进入第一减压腔室11。

藉由第一级减压机构2的作用，可对外源气体压力进行第一级调节，使其基本上保持稳定。经过第一级减压后的燃气随后经过第一级减压腔室11的第一级出气嘴15b，经本体1中的通道15进入第二级减压腔室12。

如图1和图5，5A所示，本发明喷射器总成的第二级减压机构3设置在本体1的第二级减压腔室12内。第二级减压机构3包括一靠近进气嘴15c设置的进气阀座31，一摇臂32可枢转地安装在该进气阀座31上，摇臂32的一端设置有一阀盖33，阀盖33上设有堵头331，该堵头331与进气嘴15c配合时即将进气嘴密封地关闭。利用橡胶材料制成堵头331，这样藉由橡胶材料的可塑性，可以降低进气嘴面的加工精度，弥补因零部件制造误差和压铸件的误差，而起到良好的密封作用。

第二级减压机构3还包括一减压膜片组件34，该组件具有一减压膜341，此减压膜341可由橡胶薄膜制成，上压板342和下压板343将减压膜341夹在其间，下压板343上设有一连接套344，上述摇臂32的另一端连接在此连接套344中。

第二级减压机构3还包括一减压弹簧35和减压腔室盖36，减压腔室盖36藉由螺钉安装在本体1以封闭第二级减压腔室12。减压弹簧35位于减压膜片组件34的上压板342与减压腔室盖36之间。位于上压板342与减压腔室盖36之间的减压弹簧35具有预定初始压力，将夹于上压板342和下压板343之间的减压膜341向下推，进而推着摇臂32连接于其上的一端亦向下，因摇臂32是可枢转地连接于进气阀座31上的，摇臂32另一端的阀盖33即向上而使进气嘴15c打开。

减压弹簧35的初始压力设定为在经过第一次减压的气体正常压力范围内使得进气嘴15c处于常开状态。当压力高于正常压力时，使得第二级减压腔室12内的压力逐渐升高，克服减压弹簧35的压力，将减压膜341向上推，此时下压板343上的连接套344带动摇臂32的一端向上，摇臂32枢转，其另一端的阀盖33向下配合到进气嘴15c上，而将进气嘴15c关闭，阻止气体进一步进入第二级减压腔室12内，使第二级减压腔室12内的压力比第一组减压腔室11内的压力更稳定。

当第二级减压腔室12内的压力随着气体排出而降低时，减压弹簧35再次发生作用，推着下压板343向下，进而带动摇臂32上的阀盖33打开进气嘴15c，再使气体可以进入第二减压腔室12。

藉由第二级减压机构3的作用，可对外源气体压力进行第二级调节，使其进一步保持稳定。经过第二级减压后的燃气随后经过第二级减压腔室12的第二级出气嘴15d(如图7所示)，经本体1中的通道15进入切断阀腔室13。

再如图1，5A，图6和图10所示，在第二级减压腔室13中还设置有一减压稳压调节机构6。由于零部件制造误差或压力本身的误差影响，现有的喷射器应用于发动机的适应性往往较差，而本发明所提供的减压稳压调节机构6可消除零部件制造误差或压力本身的误差影响，达到应用于各种发动机时减压稳压效果的一致性，而且可以根据每台发动机的需要，对进入发动机喷嘴的压力进行微调，消除本发明一体化燃气喷射器制造累计误差，保证最佳的空燃比。

具体地，如图5A，6和10所示，该减压稳压调节机构6包括压力微调组件61和阀盖辅助开闭组件62。压力微调组件61包括在第二级减压腔室盖36上开设一内螺纹孔361，一空心螺栓611通过螺纹配合在该内螺纹孔361中，空心螺栓611的一端伸入减压腔室盖36的内侧，另一端露出在减压腔室盖36的外侧并有一螺母612拧合于其上。空心螺栓611的内径大小设定为可部分地容纳第二级减压机构3的减压弹簧35。在此实施例中，空心螺栓611上设置外螺纹，第二级减压腔室盖36上设置内螺纹，但本领域普通技术人员可以理解，亦可在空心螺栓上设置内螺纹，在第二级减压腔室盖36上设置外螺纹，此变化属于与前述实施例的等同结构。

当本发明的喷射器需要应用于某台发动机时，按需要对进入发动机的可燃气压力进行微调以适应此台发动机。此时，通过手动地转动螺母612可以改变空心螺栓在减压腔室盖36内侧的伸出长度，从而改变部分地容纳于其中的减压弹簧35的初始压力。

阀盖辅助开闭组件62具体如图6，10所示，包括一开设于本体1上的通孔621，此通孔621贯通第二级减压腔室12与本体外部。通孔621的一部分为内螺纹孔，一空心螺栓622配合在此内螺纹孔中。空心螺栓622的内径设定为可容纳一辅助开闭弹簧623的一端，辅助开闭弹簧623另一端连接一连杆624，此连杆624再与摇臂32连接。此辅助开闭弹簧623设置成其压缩方向与阀盖33开闭方向相关，即当摇臂32受压向下而通过枢转打开阀盖33时，此辅助开闭弹簧623受到压缩力作用，当摇臂32被向上拉而通过枢转关闭阀盖33时，辅助开闭弹簧623受到压力作用。在通孔621靠近本体1外部的那一部分中，设有一封堵件625，以在对空心螺栓622进行出厂前的初始位置调整之后，将通孔621封闭以免第二级减压腔室12中的可燃气泄漏到喷射器本体1外。

在喷射器正常运行时，阀盖33始终处于打开状态，此时辅助开闭弹簧623保持受压缩状态，当第二级减压腔室12中的压力略有升高时，第二级减压机构的减压膜341开始被升高的压力向上推，此时摇臂32亦被拉动向上，此时保持在受压缩状态下的辅助开闭弹簧623藉由与摇臂32连接的连杆624的作用而被压缩，可以迅速将摇臂32的一端推起，使阀盖32迅速下落而封堵住进气嘴15c。当压力减小时，藉由相反的作用力，而使阀盖32迅速打开，从而更好地在第二级腔室中实现减压稳压效果。

如图7，8，9所示，本发明一体化喷射器的切断阀机构4设置在本体1的切断阀腔室13中。切断阀机构4包括切断阀座41，此阀座41与切断阀腔室13内壁配合地安装于腔室中。一切断阀针阀42固定于一切断阀膜片组件43上。切断阀膜片组件43包括上压板431，下压板432以及夹于其间的膜片433。在本发明中，膜片较佳地是以旋铆接方式夹于上、下压板之间，这样可保证膜片在长时间工作中不发生脱离，而不易发生燃气泄漏。

切断阀机构4还包括切断阀弹簧44和切断阀腔室盖45，该腔室盖45可藉由螺钉固定在本体1上以封闭切断阀腔室13，弹簧44位于腔室盖45与切断阀膜片组件43的上压板431之间，并具有预设的初始压力。

具体地再如图8所示，切断阀针阀42由阀针421与阀杆422构成，阀针421在本实施例中可由锥形橡胶材料构成，且其直径小于阀杆422的直径。由于橡胶材料的可塑性和锥度，可以在发动机不工作的情况下阻隔燃气进入发动机腔。切断阀阀座41具有与阀针421和阀杆422配合的台阶形通道411，在切断阀阀座41中间位置设有进气孔15e，此进气孔15e与第二级减压腔室12连通，经过二级减压稳压后的可燃气可通过此进气孔15e进入切断阀腔室13。

如图8所示，切断阀机构4还包括一切断阀喷嘴46，此切断阀喷嘴46位于切断阀腔室13与本体喉管腔室14连通处。

本发明一体化喷射器的切断阀机构4还与一切断阀打开通道机构7协同工作。具体地如图4B，9所示，该切断阀打开通道机构7由负压感应通道71和拐角孔72构成。负压感应通道71开设在喷射器的本体1上，位于本体喉管腔室14的混合气体排出腔142与切断阀腔室盖45之间。拐角孔72开设在切断阀腔室盖45上，使切断阀腔室盖45的底面与腔室盖45的内侧部连通，且当切断阀腔室盖45安装于本体1上时，拐角孔72与负压感应通道71连通，从而将切断阀腔室盖45的内侧部与本体喉管腔室14的混合气体排出腔142连通。

藉由上述的切断阀打开通道机构7，将切断阀腔室与节气阀喉管腔室的混合气体排出腔连通，因此可感应发动机启动与否的负压变化。当发动机启动时，切断阀打开通道机构7感应到负压的升高，此时藉由可克服弹簧44的压力，使切断阀膜片组件43整体向上移动(沿图9的上侧方向)，带动切断阀针阀42向上移动，阀针421离开阀座41，直至退至针阀座中间进气孔上方，此时针阀座上的进气孔15e被完全打开，来自于第二级减压腔室12中的可燃气进入切断阀腔室13，藉由切断阀喷嘴46进入本体喉管腔室14。当发动机停止工作时，混合气体排出腔142没有负压了，通过负压感应通道71，此负压可反映到切断阀腔室中，使切断阀腔室的正压力增大和切断阀回位弹簧共同作用下，推动切断阀膜片组件43整体向下移动(沿图9的下侧方向)，带动切断阀针阀42向下移动，阀针421抵靠在阀座41上，且阀杆422位于台阶形通道411的较大直径部分，阻止可燃气进入本体喉管处和切断阀腔室，切断可燃气的供应。

采用设置在喷射器本体1中的切断阀打开通道机构7，实现了将各个部件连接燃气通路一体化设置在压铸而成的本体1内部，没有外露件，不会因燃气连接管路老化而发生漏气，提高了喷射器的可靠性。

藉由切断阀机构4的作用，减压稳压后的可燃气通过喷嘴46进入本体喉管腔室14。如图4E和9所示，本发明喷射器的本体喉管腔室14具有一位于本体1上的进气孔15f，切断阀喷嘴46位于此进气孔15f内并伸入本体喉管腔室14内部。本体喉管腔室14对应于进气孔15f的部位截面积较小而构成喉管部分143，在此喉管部分的两侧分别构成空气腔141和混合气体排出腔142，其中空气腔141与空气滤清器(图中未示)连接，混合气体排出腔142与发动机进气管(图中未示)连接。来自于切断阀腔室13的可燃气进入喉管部分143，在此与来自空气滤清器的空气混合，经混合气体排出腔里面的节气门开度控制再到发动机进气管中，以供发动机工作。

在本体喉管腔室14中还设有节气门机构5，该机构5包括位于空气腔141中的阻风门组件51和位于混合气体排出腔142中的节气门组件52。

在低温状态下，阻风门组件51可控制发动机启动时的空气进气量，从而使发动机在低温状态下可以正常启动。具体地如图9所示，阻风门组件51包括阻风门片511，此阻风门片511安装于一阻风门轴512上，门轴512可枢转地安装于喷射器本体1上，一位于本体1外部的门轴手柄513可控制门轴的枢转，随着门轴512的转动，阻风门片511开度变化。在发动机的正常温度状态下(常温下)，阻风门片511转动到最大开度的状态，使空气可以顺畅地进入空气腔内。如需在低温状态下启动发动机时，转动手柄513，使门片511转过一定角度，减少空气进气量，增加混合气体中可燃气的浓度，保证发动机顺利启动。

再如图9所示，节气门组件52包括节气门片521，此节气门片521安装于一节气门轴522上，门轴522可枢转地安装于喷射器本体1上，一位于本体1外部的门轴手柄523可控制门轴的枢转，此手柄与发动机节气门操纵机构连接。当发动机工作过程中负载发生变化时，发动机节气门操纵机构带动手柄转动，而使门轴522枢转，调节节气门片521的开度，增大或减小混合气体的通过量，从而改变混合气体的排出量，满足发动机负载变化的需要。

以上结合附图对本发明一体化燃气喷射器的较佳实施例作了详细描述。本领域普通技术人员可以理解，在本发明的构思范围内还可以对该实施例作出改变，例如可以增加减压稳压级数以获得更加稳定的可燃气等等，但是可以理解这些变化都降落入所附权利要求书的保护范围中。

Claims (8)

1.一种一体化燃气喷射器总成，所述燃气喷射器总成包括本体(1)，其特征在于，所述本体(1)包括一第二减压腔室(12)，一第二级减压机构(3)设置于所述第二减压腔室(12)中，所述第二级减压机构(3)包括第二级减压腔室盖(36)，所述减压腔室盖(36)安装在所述本体(1)以封闭所述第二级减压腔室(12)；所述燃气喷射器总成还包括减压稳压调节机构(6)，所述减压稳压调节机构包括压力微调组件(61)，所述压力微调组件(61)包括在所述第二级减压腔室盖(36)上开设一内螺纹孔(361)，一空心螺栓(611)配合在所述内螺纹孔(361)中，所述空心螺栓(611)的一端伸入所述第二级减压腔室盖(36)的内侧，另一端露出在所述第二级减压腔室盖(36)的外侧并有一螺母(612)拧合于其上。

2.如权利要求1所述的一体化燃气喷射器总成，其特征在于，所述空心螺栓(611)的内径大小设定为可部分地容纳所述第二级减压机构(3)的所述减压弹簧(35)。

3.如权利要求1所述的一体化燃气喷射器总成，其特征在于，所述减压稳压调节机构(6)还包括阀盖辅助开闭组件(62)，所述阀盖辅助开闭组件(62)包括一开设于所述本体(1)上的通孔(621)，所述通孔(621)贯通所述第二级减压腔室(12)与所述本体外部，所述通孔(621)的一部分为内螺纹孔，一空心螺栓(622)配合在所述内螺纹孔(621)中，所述空心螺栓(622)的内径设定为一辅助开闭弹簧(623)一端容纳于其中，辅助开闭弹簧(623)另一端连接一连杆(624)，所述连杆(624)再与所述第二级机构连接，所述辅助开闭弹簧(623)设置成其压缩方向与所述第二级减压机构的阀盖(33)开闭方向相关。

4.如权利要求1所述的一体化燃气喷射器总成，其特征在于，所述本体是由金属压铸工艺一体制成的。

5.如权利要求1所述的一体化燃气喷射器总成，其特征在于，所述第二级减压机构(3)包括：进气阀座(31)，一摇臂(32)可枢转地安装在所述进气阀座(31)上，所述摇臂(32)的一端设置有所述阀盖(33)；一减压膜片组件(34)，所述摇臂(32)的另一端连接于所述减压膜片组件上；一减压弹簧(35)和减压腔室盖(36)，所述减压弹簧(35)位于所述减压膜片组件(34)与所述减压腔室盖(36)之间。

6.如权利要求5所述的一体化燃气喷射器总成，其特征在于，所述第二级减压机构(3)的所述阀盖(33)上设有堵头(331)，所述堵头(331)可与位于第二级减压腔室(13)中的进气嘴(15c)配合。

7.如权利要求5所述的一体化燃气喷射器总成，其特征在于，所述第二级减压机构(3)的所述减压膜组件(34)具有一减压膜(341)，上压板(342)和下压板(343)，所述减压膜(341)夹在所述上、下压板之间，所述下压板(343)上设有一连接套(344)，所述述摇臂(32)的另一端连接在所述连接套(344)中。

8.如权利要求5所述的一体化燃气喷射器总成，其特征在于，所述减压弹簧(35)位于所述减压膜片组件(341)的上压板(342)与所述减压腔室盖(36)之间。

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