CN102635465A - 一种圆盘式燃气喷气阀 - Google Patents

Abstract

本发明涉及燃气发动机领域，特别涉及一种圆盘式燃气喷气阀。该圆盘式燃气喷气阀，包括安装在转轴上的固定圆盘、旋转圆盘和密封端盖，固定圆盘与转轴之间设有轴承B和骨架油封B，旋转圆盘与转轴之间键连接，密封端盖与转轴之间设有轴承A和骨架油封A，固定圆盘和密封端盖之间密封连接燃气进气腔，固定圆盘上设有固定圆盘开孔，旋转圆盘上设有旋转圆盘开孔，固定圆盘开孔与喷气管密封相连接。该圆盘式燃气喷气阀，结构简单，可靠性好，燃气喷气量充足，对气体洁净度要求低，自身消耗功率低，是替代目前气体发动机常用的电磁喷射式及进气管内凸轮轴小汽门喷射式的最佳选择。

Description

一种圆盘式燃气喷气阀

（一）      技术领域

    本发明涉及燃气发动机领域，特别涉及一种圆盘式燃气喷气阀。

（二）      背景技术

    目前国际、国内比较先进的燃气发动机均采用气道喷射式（国外简称MPI）：这种方式的可燃混合气在进气缸之前，其燃气和空气是在进气门附近混合，进气门打开，活塞下行后可燃气体和空气同时通过进气门，进入到汽缸内点燃后做功。该方式同时也被称为半内混式。与传统的外混式（空气与燃气在进气管内已充分混合）燃气发动机相比，它具有燃气消耗量低，排气温度低，基本消除进气管放炮的隐患，发动机动态特性好等优点。

目前世界上的气道喷射式发动机有两种：

①   电磁喷射式：它是由模拟电路或数字电路控制板发出电信号，由电磁喷射阀接受电信号后，根据信号量的多少及时间早晚，向进气道进气门附近直接喷射一定量的可燃气体，燃气与空气均通过进气门直接进入到气缸内，形成可燃混合气，经活塞上行压缩后，由火花塞点燃后推动活塞下行进而带动曲轴转动将热能转变成机械能；美国卡特皮勒公司采用此类型式的燃气发动机，其原理与目前汽车所用的电子喷射发动机相类似，但是这种气道喷射式在实际使用当中存在如下问题：

A.  电信号控制抗干扰能力差，稳定性不如外混式；

B.  电磁阀对可燃气体洁净度要求较高，如果使用的是干燥、洁净的天然气问题不大，但使用焦炉煤气、油井伴生气、垃圾生成气、瓦斯气等杂质、焦油、清油、水量较大时，电磁喷射阀就不能正常工作；

C.  燃气喷射量的问题因受电磁信号及电磁喷射阀控制功率的限制，电磁喷射阀不能做的过大，即燃气喷射量有限，这样就限制了大型燃气发动机采用此种方式的可能，同时也限制了像低浓度的瓦斯气、焦炉煤气、矿石裂解气、垃圾生成气采用此种方式的可能。

②   进气道内安装凸轮轴及小气门喷射方式：将可燃气经由进气管内凸轮轴控制通过燃气管道、小气门、喷管将燃气喷射到每个气缸的进气门附近，经由进气门进入到气缸内，在进气门附近，空气也与燃气同时带入气缸，活塞上行压缩后点燃爆发，推动活塞下行，进而带动曲轴转动，将热能转变为机械能，美国库珀公司采用此种结构方式，该方式存在如下问题：

A.在原燃气发动机已经有一套主配气系统之外，又增加了一套燃气喷射配气定时系统，增加了大量传动部件、凸轮轴部件、摇臂部件、小气门部件及气门座部件，这样就增加了发动机的故障率，同时带来了噪声的增加；

B.增加了发动机的成本；以Z12V190T型燃气发动机为例，内混机比外混机每台售价平均高出20万以上。

C.因进气管内配气系统结构复杂，此种结构应用到大型燃气发动机上比较困难，研制周期较长，零部件制造困难。同时此种配气系统受结构限制，燃气喷射量同样有限，只适合中热值以上范围内燃气，如果使用低热值气体，尤其是甲烷含量低、一氧化碳及氢气偏高的燃气时，其额定输出功率就有较大幅度的下降，极端情况时出力只有中热值气体额定输出功率的30%以下，以500KW中热值气体发动机为例，许多低热值气体最大输出功率只有150KW左右，这样就造成了较低的材料利用率以及较大的资源浪费。

（三）      发明内容

    本发明为了弥补现有技术的缺陷，提供了一种结构简单、可靠性能好、燃气喷射量充足、对气体洁净度要求低、自身消耗功率低的圆盘式燃气喷气阀。

本发明是通过如下技术方案实现的：

一种圆盘式燃气喷气阀，其特征是：包括安装在转轴上的固定圆盘、旋转圆盘和密封端盖，固定圆盘与转轴之间设有轴承B和骨架油封B，旋转圆盘与转轴之间键连接，密封端盖与转轴之间设有轴承A和骨架油封A，固定圆盘和密封端盖之间密封连接燃气进气腔，固定圆盘上设有固定圆盘开孔，旋转圆盘上设有旋转圆盘开孔，固定圆盘开孔与喷气管密封相连接。

该圆盘式燃气喷气阀，固定圆盘开孔与旋转圆盘开孔的数量为一个或多个。

本发明的有益效果是：该圆盘式燃气喷气阀，结构简单，可靠性好，燃气喷气量充足，对气体洁净度要求低，自身消耗功率低，是替代目前气体发动机常用的电磁喷射式及进气管内凸轮轴小汽门喷射式的最佳选择。

（四）      附图说明

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

附图1为本发明圆盘式燃气喷气阀的结构示意图。

图中，1固定圆盘，2旋转圆盘，3旋转轴，4燃气进气腔，5轴承A，6骨架油封A，7轴承B，8骨架油封B，9固定圆盘开孔，10旋转圆盘开孔，11喷气管，12密封端盖。

（五）      具体实施方式

附图为本发明的一种具体实施例。

图1中，该圆盘式燃气喷气阀，包括安装在转轴3上的固定圆盘1、旋转圆盘2和密封端盖12，固定圆盘1与转轴3之间设有轴承B7和骨架油封B8，旋转圆盘2与转轴3之间键连接，密封端盖12与转轴3之间设有轴承A5和骨架油封A6，固定圆盘1和密封端盖12之间密封连接燃气进气腔4，固定圆盘1上设有固定圆盘开孔9，旋转圆盘2上设有旋转圆盘开孔10，固定圆盘开孔9与喷气管11密封相连接。固定圆盘开孔9与旋转圆盘开孔10的数量为一个或多个，固定圆盘开孔9与旋转圆盘开孔10的形状、大小相同或不同，其形状可以为圆形、椭圆形、多边形或方形，其大小及圆盘的大小与汽缸的直径成正比。

该圆盘式燃气喷气阀，可用在单缸或多缸燃气发动机上，如果用在多缸燃气发动机上，则喷气阀与喷气阀转轴之间的连接可以为直联，也可为万向节联接。工作时两圆盘为贴合工作，正常工作时，转轴3带动旋转圆盘2转动，当固定圆盘开孔9与旋转圆盘开孔10开始重叠时，燃气进气腔4内的压力使可燃气体通过重叠的开孔流向喷气管11，从而达到向气缸盖进气门附近喷射燃气的目的。固定圆盘开孔9的位置和形状与气缸盖进气门开启与关闭之间的配气定时可根据不同的气体燃料做相应的调整。当固定圆盘9与旋转圆盘10继续相对旋转,两开孔重叠结束时,喷气阀停止喷气,这样周而复始即可完成在规定时间内向进气门附近喷射燃气的工作。

Claims (2)

1.一种圆盘式燃气喷气阀，其特征是：包括安装在转轴（3）上的固定圆盘（1）、旋转圆盘（2）和密封端盖（12），固定圆盘（1）与转轴（3）之间设有轴承B（7）和骨架油封B（8），旋转圆盘（2）与转轴（3）之间键连接，密封端盖（12）与转轴（3）之间设有轴承A（5）和骨架油封A（6），固定圆盘（1）和密封端盖（12）之间密封连接燃气进气腔（4），固定圆盘（1）上设有固定圆盘开孔（9），旋转圆盘（2）上设有旋转圆盘开孔（10），固定圆盘开孔（9）与喷气管（11）密封相连接。

2.根据权利要求1所述的圆盘式燃气喷气阀，其特征是：固定圆盘开孔（9）与旋转圆盘开孔（10）的数量为一个或多个。

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