CN105545555A - 一种实现双燃料喷射的喷嘴 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种实现双燃料喷射的喷嘴，包括阀体和固定针阀，所述固定针阀固定设置在阀体内，所述阀体开设有燃料1第一通道、燃料2第一通道、第一弧形滑槽、第二弧形滑槽、环形油槽、燃料1喷孔和燃料2喷孔；所述固定针阀开设有燃料1第二通道和燃料2第二通道，所述燃料1第二通道的出口与所述燃料1喷孔相连通；所述燃料2第二通道的入口与第二弧形密封腔相连通，燃料2第二通道的出口与所述弧形油槽相连通。所述阀体还开设有燃料2回油通道，所述燃料2回油通道与所述燃料2第一通道相连通。本发明通过改变燃料供给压力，可用于实现两种不同燃料的缸内直喷，解决了柴油引燃天然气发动机的缸内直喷问题，其结构简单，易于实现。

Description

一种实现双燃料喷射的喷嘴

技术领域

本发明属于发动机燃料供给系统技术领域，特指一种实现双燃料喷射的喷嘴。

背景技术

汽油机和柴油机由于热效率高、适应性能好、操作方便等优点被广泛应用于车辆船舶领域，使用十分广泛。而正因为内燃机数量扩增、分布广泛，所以对能源燃料与环境污染的影响尤其明显。一方面，主要因为内燃机燃用化石燃料，而石油不是再生能源，就当前的消耗使用量计算，可能会在未来的几十年内消耗殆尽，这就使得全球范围内的能源危机日益突出。另一方面，它排出的废气中含有大量有害物质，造成环境污染并危害人类身心健康。世界范围内的能源短缺和控制污染的强烈呼声迫使人们从节约能源和保护环境的角度出发，使内燃机燃料向多样化、代用化、低质化、混合化方向发展。研究人员提出使用一些清洁能源，如LPG、LNG、醇类等作为柴油和汽油的替代燃料，而由于动力性和可靠性方面的因素，经常需要实现新型燃料对传统燃料的部分替代，这就要求内燃机喷射系统能实现双燃料供应。

国内目前所研制的双燃料发动机燃料供给系统，大多采用进气道供气。进气道供应系统改装虽然方便，但是直接影响了发动机的充量系数，降低发动机动力性能。为降低进气道燃料供给对发动机充量系数的影响，研究者们提出通过改装发动机喷射器来实现双燃料缸内直喷。文献(SAE981400)提到的喷油器是一种在两冲程发动机中使用的一种双燃料喷射系统，其喷射系统是在传统的喷油器中增加一个阀套，柴油喷孔开在阀套上，而天然气喷孔开设在阀体上，阀套既充当柴油喷油器的阀体，又充当天然气喷油器的针阀。专利US5996558提出了几种针对气体燃料和双燃料的液压式喷嘴，对于双燃料喷嘴方面，该专利提出两种喷嘴，一种是利用两套喷嘴结构，当然两套喷嘴结构比较复杂，另外一种也是利用阀套，气体喷孔是通过阀套和针阀体齿形配合间隙构成，不是常规的圆形喷孔。

发明内容

本发明的解决的是发动机燃料供应系统实现缸内燃料直喷的问题，提出了一种可以向燃烧室内直接喷射两种燃料的喷嘴。

本发明是通过如下技术方案实现的：

一种实现双燃料喷射的喷嘴，包括阀体和固定针阀，所述固定针阀固定设置在阀体内，所述阀体开设有燃料1第一通道、燃料2第一通道、环形油槽、燃料1喷孔和燃料2喷孔，阀体内壁上还开有第一弧形滑槽和第二弧形滑槽；所述燃料1第一通道与第一弧形滑槽相连通，第一弧形滑槽与固定针阀的侧壁形成第一弧形空腔，第一弧形空腔内设有一个与第一弧形空腔为过盈配合并可活动的第一弧形滑块，第一弧形滑块远离燃料1第一通道的一面与第一弧形空腔之间设有一个第一弹性部件；所述燃料2第一通道与第二弧形滑槽相连通，第二弧形滑槽与固定针阀的侧壁形成第二弧形空腔，第二弧形空腔内设有一个与第二弧形空腔为过盈配合并可活动的第二弧形滑块，第二弧形滑块远离燃料2第一通道的一面与第二弧形空腔之间设有一个第二弹性部件；所述环形油槽与燃料2喷孔相连通；所述固定针阀开设有燃料1第二通道和燃料2第二通道，所述燃料1第二通道的入口与第一弧形空腔相连通，且在所述喷嘴不喷射燃料1时，第一弧形滑块将所述燃料1第二通道的入口封堵，所述燃料1第二通道的出口与所述燃料1喷孔相连通；所述燃料2第二通道的入口与第二弧形空腔相连通，且在所述喷嘴不喷射燃料2时，第二弧形滑块将所述燃料2第二通道的入口封堵，燃料2第二通道的出口与所述弧形油槽相连通。

所述阀体还开设有燃料2回油通道，所述燃料2回油通道与所述燃料2第一通道相连通。

进一步，所述第一弹性部件和第二弹性部件均为弹簧。

进一步，所述燃料1喷孔的尺寸大于所述燃料2喷孔的尺寸。

进一步，所述燃料1喷孔的尺寸为0.4～0.7mm，所述燃料2喷孔的尺寸为0.1～0.2mm。

有益效果：通过改变燃料供给压力，本发明可以用于实现两种不同燃料的缸内直喷，解决了柴油引燃天然气发动机的缸内直喷问题。喷嘴中的针阀是固定的，通过油压改变弧形滑块的位置，使燃料1第二通道与第一弧形空腔相通，以及使使燃料2第二通道与第二弧形空腔相通，就能实现两种燃料的供给，其结构简单，易于实现。通过改变油轨压力就可以实现不同的喷射压力。因此本发明在内燃机领域有很大的应用价值。

附图说明

图1为双燃料喷嘴结构示意图；

图2为双燃料喷嘴供油系统示意图。

图中：1-阀体；2-燃料1第一通道，3-第一弧形滑块，4-第一弹性部件，5-环形油槽，6-燃料1喷孔，7-燃料2喷孔，8-燃料1第二通道，9-燃料2第二通道，10-第二弹性部件，11-第二弧形滑块，12-燃料2第一通道，13-回油通道，14-固定针阀，15-第一弧形空腔，16-第二弧形空腔，17-燃料2高压油轨；18-燃料1储罐；19-喷嘴；20-电控单元；21-油箱；22-油泵；23-电磁阀；24-压力传感器

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明作进一步描述：

如图1所示，一种实现双燃料喷射的喷嘴，包括阀体1和固定针阀14，所述固定针阀14固定设置在阀体1内，所述阀体1开设有燃料1第一通道2、燃料2第一通道12、第一弧形滑槽、第二弧形滑槽、环形油槽5、燃料1喷孔6和燃料2喷孔7，所述燃料1第一通道2与第一弧形滑槽相连通，第一弧形滑槽与固定针阀14形成第一弧形空腔15，第一弧形空腔15内设有一个与第一弧形空腔15为过盈配合并可活动的第一弧形滑块3，第一弧形滑块3远离燃料1第一通道2的一面与第一弧形空腔15之间设有一个第一弹性部件4；所述燃料2第一通道12与第二弧形滑槽相连通，第二弧形滑槽与固定针阀14形成第二弧形空腔16，第二弧形空腔16内设有一个与第二弧形空腔16为过盈配合并可活动的第二弧形滑块11，第二弧形滑块11远离燃料2第一通道12的一面与第二弧形空腔16之间设有一个第二弹性部件10；所述环形油槽5与燃料2喷孔7相连通；所述固定针阀14开设有燃料1第二通道8和燃料2第二通道9，所述燃料1第二通道8的入口与第一弧形空腔15相连通，且在所述喷嘴不喷射燃料1时，第一弧形滑块3将所述燃料1第二通道8的入口封堵，所述燃料1第二通道8的出口与所述燃料1喷孔6相连通；所述燃料2第二通道9的入口与第二弧形空腔15相连通，且在所述喷嘴不喷射燃料2时，第二弧形滑块3将所述燃料2第二通道9的入口封堵，燃料2第二通道9的出口与所述弧形油槽5相连通；所述阀体1还开设有燃料2回油通道13，所述燃料2回油通道13与所述燃料2第一通道12相连通。

燃料1第二通道8的出口在固定针阀14尖端部时，效果最佳。

所述第一弹性部件4和第二弹性部件10均为弹簧。

所述燃料1喷孔6的尺寸大于所述燃料2喷孔7的尺寸，具体如下：所述燃料1喷孔6的尺寸为0.4～0.7mm，所述燃料2喷孔7的尺寸为0.1～0.2mm。

燃料2喷射时，燃料2从燃料2第一通道12进入第二弧形空腔16，接触第二弧形滑块11，随着第二弧形空腔16内压力的升高，第二弧形滑块11向下压缩弹簧。当第二弧形空腔16内达到一定压力时，弹簧被压缩到一定位置，第二弧形空腔16与燃料2第二通道连通，燃料2最终从燃料2喷孔7喷出。当停止供应燃料2时，第二弧形空腔16内压力减小，第二弧形滑块11在弹簧的作用下回复到原位置，隔断第二弧形空腔16与燃料2第二通道的联系，燃料2停止喷射；回油通道13在油压过大时，起到泄压的作用。

燃料1喷射时，燃料1从燃料1第一通道2进入第一弧形空腔15内，随着第一弧形空腔15内压力的升高，第一弧形滑块3向下压缩弹簧。当第一弧形空腔15内达到一定压力时，弹簧被压缩到一定位置，燃料1进入燃料1第二通道8，最终从燃料1喷孔6喷出。当停止供应燃料1，第一弧形空腔15内压力减小，第一弧形滑块3在弹簧的作用下逐渐回复到原位置，隔断第一弧形空腔15与燃料1第二通道的联系，燃料1停止喷射。如此完成一个双燃料喷射循环。

喷射器燃料供给系统如图2所示，供应引燃柴油时，油泵22将燃料2从油箱21供给燃料2高压油轨17，压力传感器24将轨压信号传到电控单元20，当压力达到要求时，电控单元20控制燃料2高压油轨17输油管上的电磁阀23开启，燃料1从燃料2高压油轨17供给到喷嘴19的燃料2第一通道12。回油通道13与油箱21相连，供油时通道上电磁阀23关闭，回油时电磁阀23开启。燃料1由燃料1储罐18供给。

所用的燃料1和燃料2分别可以为天然气和柴油。

Claims (4)

1.一种实现双燃料喷射的喷嘴，包括阀体(1)和固定针阀(14)，所述固定针阀(14)固定设置在阀体(1)内，其特征在于，

所述阀体(1)开设有燃料1第一通道(2)、燃料2第一通道(12)、环形油槽(5)、燃料1喷孔(6)和燃料2喷孔(7)，阀体(1)内壁上还开有第一弧形滑槽和第二弧形滑槽；所述燃料1第一通道(2)与第一弧形滑槽相连通，第一弧形滑槽与固定针阀(14)的侧壁形成第一弧形空腔(15)，第一弧形空腔(15)内设有一个与第一弧形空腔(15)为过盈配合并可活动的第一弧形滑块(3)，第一弧形滑块(3)远离燃料1第一通道(2)的一面与第一弧形空腔(15)之间设有一个第一弹性部件(4)；所述燃料2第一通道(12)与第二弧形滑槽相连通，第二弧形滑槽与固定针阀(14)的侧壁形成第二弧形空腔(16)，第二弧形空腔(16)内设有一个与第二弧形空腔(16)为过盈配合并可活动的第二弧形滑块(11)，第二弧形滑块(11)远离燃料2第一通道(12)的一面与第二弧形空腔(16)之间设有一个第二弹性部件(10)；所述环形油槽(5)与燃料2喷孔(7)相连通；

所述固定针阀(14)开设有燃料1第二通道(8)和燃料2第二通道(9)，所述燃料1第二通道(8)的入口与第一弧形空腔(15)相连通，且在所述喷嘴不喷射燃料1时，第一弧形滑块(3)将所述燃料1第二通道(8)的入口封堵，所述燃料1第二通道(8)的出口与所述燃料1喷孔(6)相连通；所述燃料2第二通道(9)的入口与第二弧形空腔(15)相连通，且在所述喷嘴不喷射燃料2时，第二弧形滑块(3)将所述燃料2第二通道(9)的入口封堵，燃料2第二通道(9)的出口与所述弧形油槽(5)相连通；

所述阀体(1)还开设有燃料2回油通道(13)，所述燃料2回油通道(13)与所述燃料2第一通道(12)相连通。

2.根据权利要求1所述的一种实现双燃料喷射的喷嘴，其特征在于，所述第一弹性部件(4)和第二弹性部件(10)均为弹簧。

3.根据权利要求1～2任意一项所述的一种实现双燃料喷射的喷嘴，其特征在于，所述燃料1喷孔(6)的尺寸大于所述燃料2喷孔(7)的尺寸。

4.根据权利要求3所述的一种实现双燃料喷射的喷嘴，其特征在于，所述燃料1喷孔(6)的尺寸为0.4～0.7mm，所述燃料2喷孔(7)的尺寸为0.1～0.2mm。