CN106089500A - 一种直通式双通道燃气喷射阀 - Google Patents

Abstract

一种直通式双通道燃气喷射阀，包括电磁线圈和动铁芯，所述电磁线圈的上、下两端分别与定铁芯、喷嘴密封配合，喷嘴顶部与动铁芯的外侧壁滑动配合，动铁芯与定铁芯之间设置有回位弹簧；喷嘴的下端同轴设置有阀座，所述阀座中部同轴设置有副阀座，阀座和副阀座的顶部均与动铁芯底部压紧配合，副阀座上端与阀座的内侧壁之间形成有环形气流通道，副阀座的底部开设有通气沉孔，通气沉孔的侧壁上开设有通孔，通孔连通环形气流通道与通气沉孔；所述动铁芯的中部开设有进气通孔，进气通孔的直径小于副阀座顶部直径，动铁芯的侧部设置有侧部气孔，侧部气孔连通进气通孔与喷嘴中部的进气腔。本设计不仅开启力小、开启电流低，而且响应速度快、使用寿命长。

Description

一种直通式双通道燃气喷射阀

技术领域

本发明涉及一种燃料喷射电磁阀，尤其涉及一种直通式双通道燃气喷射阀，具体适用于减小电磁阀开启力、减小驱动电流。

背景技术

燃气喷射阀是天然气发动机中的一个重要零件，起到燃料调节作用，电控系统的控制下适时、适量的供给发动机燃料。目前市场上的燃气喷射阀种类较多，按燃气进出方向分为直通式和侧向式，两种在市场占有量上相当；根据结构分为针阀式、柱塞式、球阀式等，市场上多为柱塞式，可靠性优于其它。

中国专利申请公布号为CN101907044A，申请公布日为2010年12月8日的发明专利公开了一种车用高速燃气喷射电磁阀，一部分被套进导磁端盖的定铁芯，定铁芯的外端一端固定带有接线端子的外壳，另一端为阀座；定铁芯的一端与气体进口连接，另一端连接动铁芯，内部中空，内壁两侧附有铜管；固定在定铁芯的线圈骨架，其上绕有被线圈外壳包裹的电磁线圈；弹簧安装在定铁芯的内孔和动铁芯的凹口之间，动铁芯的另一端固定有密封片，动铁芯的外端为阀座，阀座的末端安装有喷嘴。虽然该发明能够优化磁路、降低驱动电流，但其仍存在以下缺陷：

该发明的燃气流通面积由动铁芯的最大行程决定，由于动铁芯的最大行程较小，造成电磁阀的燃气流通面积小；当电磁阀关闭时，由于动铁芯的压紧面积较大，造成电磁阀的开启力较大，从而增大了开启电磁阀的驱动电流，延长了电磁阀的响应时间，缩短了电磁阀的使用寿命。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中存在的驱动电流大的问题，提供一种驱动电流小的直通式双通道燃气喷射阀。

为实现以上目的，本发明的技术解决方案是：

一种直通式双通道燃气喷射阀，包括同轴设置的电磁线圈、定铁芯、动铁芯和喷嘴，所述电磁线圈的上、下两端分别与定铁芯、喷嘴密封配合，所述喷嘴顶部与动铁芯的外侧壁滑动配合，所述动铁芯与定铁芯之间设置有回位弹簧；

所述喷嘴的中部开设有进气腔，所述喷嘴的下端同轴设置有阀座，所述阀座的外侧壁与喷嘴的内侧壁密封配合，所述阀座中部同轴设置有副阀座，所述阀座和副阀座的顶部均与动铁芯的底部压紧配合，所述副阀座上端与阀座的内侧壁之间形成有环形气流通道，所述副阀座的底部开设有通气沉孔，所述通气沉孔的侧壁上开设有至少两个通孔，所述通孔连通环形气流通道与通气沉孔；

所述动铁芯的中部同轴开设有进气通孔，所述进气通孔的直径小于副阀座顶部直径，所述动铁芯的侧部设置有至少两个侧部气孔，所述侧部气孔连通进气通孔与进气腔。

所述阀座为圆柱状结构，所述阀座的顶部开设有进气槽，所述进气槽的底部开设有安装槽，所述安装槽的底部开设有出气通孔，所述安装槽与副阀座的底部过盈配合，所述进气槽侧壁与副阀座之间为环形气流通道，所述副阀座底部的通气沉孔与出气通孔相通。

所述动铁芯的最大行程为L，所述副阀座的顶部外圆周直径为d，所述安装槽的内直径为D，D＞d＞4L，D－d≥4L。

所述阀座的顶部设置有第一密封环台，所述副阀座的顶部设置有第二密封环台，所述第一密封环台的顶面与第二密封环台的顶面等高设置；

所述动铁芯底部固定连接有橡胶垫片，所述动铁芯通过橡胶垫片分别与第一密封环台、第二密封环台压紧配合。

所述定铁芯包括上接口部、阀体盖板和铁芯部，所述上接口部的底部通过阀体盖板与铁芯部的顶部固定连接，所述阀体盖板与电磁线圈外部套设的阀壳的顶部卡紧配合，所述铁芯部与电磁线圈的上端插入配合，所述铁芯部上近阀体盖板处套设有上密封圈，铁芯部通过上密封圈与电磁线圈密封配合；

所述上接口部的顶部开设有进气口，所述铁芯部底部开设有贯通铁芯部、阀体盖板和上接口部的输气孔，所述输气孔的顶部与进气口相通，所述输气孔的底部与进气通孔的顶部相通。

所述铁芯部的底部固定连接有橡胶缓冲垫，所述铁芯部通过橡胶缓冲垫与动铁芯的顶部压紧配合。

所述上接口部的外壁上开设有O型圈槽，所述O型圈槽内设置有大O型圈。

所述喷嘴包括同轴设置的下接口部、阀体底板和喷嘴头，所述喷嘴头的底部通过阀体底板与下接口部的顶部固定连接，所述阀体底板与阀壳的底部卡紧配合，所述喷嘴头与电磁线圈的下端插入配合，所述喷嘴头上近阀体底板处套设有下密封圈，喷嘴头通过下密封圈与电磁线圈密封配合；

所述喷嘴头顶部开设有定位口，所述定位口的底部与进气腔的顶部相通，所述定位口与动铁芯的上端滑动配合，所述动铁芯的下端设置于进气腔内部；所述下接口部的底部开设有阀座安装口，所述阀座安装口的顶部与进气腔的底部相通，所述阀座安装口内设置有阀座，所述阀座通过阀座密封圈与阀座安装口的侧壁密封配合，所述定位口、进气腔、阀座安装口均与下接口部同轴设置。

所述下接口部的外壁上平行设置有两个卡环，所述下接口部底部两个卡环之间设置有小O型圈。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

1、本发明一种直通式双通道燃气喷射阀中阀座和副阀座的顶部均与动铁芯的底部压紧配合，副阀座的结构减小了动铁芯的压紧面积，从而降低了电磁阀的开启力，降低了电磁阀的开启电流，缩短电磁阀的响应时间，同时由于电磁线圈开启电流的减小，能够有效的降低电池线圈的电阻发热量，提高电磁阀可靠性的同时延长了电磁阀的使用寿命。因此，本设计开启电流小、响应时间短、使用寿命长。

2、本发明一种直通式双通道燃气喷射阀中由于电磁阀动铁芯的行程很小，故当电磁阀开启时，电磁阀的最小流通面积处为动铁芯与阀座之间的环形区域，本设计动铁芯的中部开设的进气通孔为电磁阀增加了一条气路通道，有效增大了电磁阀的流通面积，增大了电磁阀的气体流通量，同时进气通孔的结构减轻了动铁芯的质量，降低了动铁芯对阀座和副阀座的压力，进一步的减小了电磁阀的开启力，降低开启电流。因此，本设计的电磁阀的流通面积大、开启电流小。

3、本发明一种直通式双通道燃气喷射阀中第一密封环台和第二密封环台的设计，有效提高了电磁阀的密封性能，有效提升了电磁阀的密封可靠性，使电磁阀的工作更加稳定可靠。因此，本设计密封性能好、可靠性高。

4、本发明一种直通式双通道燃气喷射阀中定铁芯的结构高度集成，发挥电磁铁芯作用的同时还起到了连接接口、固定盖板和阀内密封的作用，减少了电磁阀的零件数量，降低了生产制造成本、缩短了装配时间。因此，本设计零件数量少、制造成本低、易于装配。

5、本发明一种直通式双通道燃气喷射阀中喷嘴分别与电磁线圈、阀壳之间固定配合，喷嘴结构固定稳固，从而保证动铁芯的运动轨迹固定，提高了电磁阀的工作可靠性。因此，本设计性能稳定、可靠性高。

附图说明

图1是本发明电磁阀开启状态的结构示意图。

图2是本发明电磁阀关闭状态的结构示意图。

图3是图1中阀座的结构示意图。

图4是图1中喷嘴的结构示意图。

图中：电磁线圈1、阀壳11、定铁芯2、进气口21、输气孔22、上接口部23、阀体盖板24、铁芯部25、O型圈槽26、大O型圈27、上密封圈28、橡胶缓冲垫29、动铁芯3、进气通孔31、侧部气孔32、橡胶垫片33、阀座4、环形气流通道41、进气槽42、安装槽43、出气通孔44、第一密封环台45、阀座密封圈46、回位弹簧5、副阀座6、通气沉孔61、通孔62、第二密封环台63、喷嘴7、进气腔71、下接口部72、阀体底板73、喷嘴头74、卡环75、小O型圈76、下密封圈77、定位口78、阀座安装口79。

具体实施方式

以下结合附图说明和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

参见图1至图4，一种直通式双通道燃气喷射阀，包括同轴设置的电磁线圈1、定铁芯2、动铁芯3和喷嘴7，所述电磁线圈1的上、下两端分别与定铁芯2、喷嘴7密封配合，所述喷嘴7顶部与动铁芯3的外侧壁滑动配合，所述动铁芯3与定铁芯2之间设置有回位弹簧5；

所述喷嘴7的中部开设有进气腔71，所述喷嘴7的下端同轴设置有阀座4，所述阀座4的外侧壁与喷嘴7的内侧壁密封配合，所述阀座4中部同轴设置有副阀座6，所述阀座4和副阀座6的顶部均与动铁芯3的底部压紧配合，所述副阀座6上端与阀座4的内侧壁之间形成有环形气流通道41，所述副阀座6的底部开设有通气沉孔61，所述通气沉孔61的侧壁上开设有至少两个通孔62，所述通孔62连通环形气流通道41与通气沉孔61；

所述动铁芯3的中部同轴开设有进气通孔31，所述进气通孔31的直径小于副阀座6顶部直径，所述动铁芯3的侧部设置有至少两个侧部气孔32，所述侧部气孔32连通进气通孔31与进气腔71。

所述阀座4为圆柱状结构，所述阀座4的顶部开设有进气槽42，所述进气槽42的底部开设有安装槽43，所述安装槽43的底部开设有出气通孔44，所述安装槽43与副阀座6的底部过盈配合，所述进气槽42侧壁与副阀座6之间为环形气流通道41，所述副阀座6底部的通气沉孔61与出气通孔44相通。

所述动铁芯3的最大行程为L，所述副阀座6的顶部外圆周直径为d，所述安装槽43的内直径为D，D＞d＞4L，D－d≥4L。

所述阀座4的顶部设置有第一密封环台45，所述副阀座6的顶部设置有第二密封环台63，所述第一密封环台45的顶面与第二密封环台63的顶面等高设置；

所述动铁芯3底部固定连接有橡胶垫片33，所述动铁芯3通过橡胶垫片33分别与第一密封环台45、第二密封环台63压紧配合。

所述定铁芯2包括上接口部23、阀体盖板24和铁芯部25，所述上接口部23的底部通过阀体盖板24与铁芯部25的顶部固定连接，所述阀体盖板24与电磁线圈1外部套设的阀壳11的顶部卡紧配合，所述铁芯部25与电磁线圈1的上端插入配合，所述铁芯部25上近阀体盖板24处套设有上密封圈28，铁芯部25通过上密封圈28与电磁线圈1密封配合；

所述上接口部23的顶部开设有进气口21，所述铁芯部25底部开设有贯通铁芯部25、阀体盖板24和上接口部23的输气孔22，所述输气孔22的顶部与进气口21相通，所述输气孔22的底部与进气通孔31的顶部相通。

所述铁芯部25的底部固定连接有橡胶缓冲垫29，所述铁芯部25通过橡胶缓冲垫29与动铁芯3的顶部压紧配合。

所述上接口部23的外壁上开设有O型圈槽26，所述O型圈槽26内设置有大O型圈27。

所述喷嘴7包括同轴设置的下接口部72、阀体底板73和喷嘴头74，所述喷嘴头74的底部通过阀体底板73与下接口部72的顶部固定连接，所述阀体底板73与阀壳11的底部卡紧配合，所述喷嘴头74与电磁线圈1的下端插入配合，所述喷嘴头74上近阀体底板73处套设有下密封圈77，喷嘴头74通过下密封圈77与电磁线圈1密封配合；

所述喷嘴头74顶部开设有定位口78，所述定位口78的底部与进气腔71的顶部相通，所述定位口78与动铁芯3的上端滑动配合，所述动铁芯3的下端设置于进气腔71内部；所述下接口部72的底部开设有阀座安装口79，所述阀座安装口79的顶部与进气腔71的底部相通，所述阀座安装口79内设置有阀座4，所述阀座4通过阀座密封圈46与阀座安装口79的侧壁密封配合，所述定位口78、进气腔71、阀座安装口79均与下接口部72同轴设置。

所述下接口部72的外壁上平行设置有两个卡环75，所述下接口部72底部两个卡环75之间设置有小O型圈76。

本发明的原理说明如下：电磁线圈1未通电时定铁芯3与阀座4、副阀座6压紧配合，电磁阀处于关闭状态；当电磁线圈1通电时定铁芯2与动铁芯3之间存在吸引力，动铁芯3克服回位弹簧5弹力和气体压力向定铁芯2运动，定铁芯3与阀座4、副阀座6之间形成两个环形气路，气流推动动铁芯3加速向上运动，直到动铁芯3与定铁芯2在磁力作用下压紧，动铁芯3停止运动、电磁阀开启；当电磁线圈1断电时，动铁芯3与定铁芯2之间的吸引力消失，动铁芯3在回位弹簧5弹力作用下向阀座4方向运动，当定铁芯3压紧阀座4和副阀座6时电磁阀关闭。

本设计电磁阀的工作过程如下：

本设计电磁阀的流通面积为：πL（D+d）；

本设计电磁阀的开启力为：P（D²-d²）π/4,其中P为介质压强；

环形气流通道41的截面积大于等于流通面积时，环形气流通道41不会产生节流现象。因此,（D²-d²）π/4≥πL（D+d）得出D－d≥4L。

在设计时动铁芯3的最大行程L越小动铁芯3对阀座4、副阀座6和定铁芯2的撞击力越小，电磁阀工作越稳定，同时L越小电磁阀的响应速度越快，能够有效提升电磁阀性能；本设计的电磁阀增加了一条气路，在保持足够的气体流通量的前提下，缩短了动铁芯3的最大行程L，提高电磁阀的响应速度。

实施例1：

参见图1至图4，一种直通式双通道燃气喷射阀，包括同轴设置的电磁线圈1、定铁芯2、动铁芯3和喷嘴7，所述电磁线圈1的上、下两端分别与定铁芯2、喷嘴7密封配合，所述喷嘴7顶部与动铁芯3的外侧壁滑动配合，所述动铁芯3与定铁芯2之间设置有回位弹簧5；所述喷嘴7的中部开设有进气腔71，所述喷嘴7的下端同轴设置有阀座4，所述阀座4的外侧壁与喷嘴7的内侧壁密封配合，所述阀座4中部同轴设置有副阀座6，所述阀座4和副阀座6的顶部均与动铁芯3的底部压紧配合，所述副阀座6上端与阀座4的内侧壁之间形成有环形气流通道41，所述副阀座6的底部开设有通气沉孔61，所述通气沉孔61的侧壁上开设有至少两个通孔62，所述通孔62连通环形气流通道41与通气沉孔61；所述动铁芯3的中部同轴开设有进气通孔31，所述进气通孔31的直径小于副阀座6顶部直径，所述动铁芯3的侧部设置有至少两个侧部气孔32，所述侧部气孔32连通进气通孔31与进气腔71；所述阀座4为圆柱状结构，所述阀座4的顶部开设有进气槽42，所述进气槽42的底部开设有安装槽43，所述安装槽43的底部开设有出气通孔44，所述安装槽43与副阀座6的底部过盈配合，所述进气槽42侧壁与副阀座6之间为环形气流通道41，所述副阀座6底部的通气沉孔61与出气通孔44相通；所述阀座4的顶部设置有第一密封环台45，所述副阀座6的顶部设置有第二密封环台63，所述第一密封环台45的顶面与第二密封环台63的顶面等高设置；所述动铁芯3的最大行程为L，所述副阀座6的顶部外圆周直径为d，所述安装槽43的内直径为D，D＞d＞4L，D－d≥4L；所述动铁芯3底部固定连接有橡胶垫片33，所述动铁芯3通过橡胶垫片33分别与第一密封环台45、第二密封环台63压紧配合；所述定铁芯2包括上接口部23、阀体盖板24和铁芯部25，所述上接口部23的底部通过阀体盖板24与铁芯部25的顶部固定连接，所述上接口部23的外壁上开设有O型圈槽26，所述O型圈槽26内设置有大O型圈27，所述阀体盖板24与电磁线圈1外部套设的阀壳11的顶部卡紧配合，所述铁芯部25与电磁线圈1的上端插入配合，所述铁芯部25上近阀体盖板24处套设有上密封圈28，铁芯部25通过上密封圈28与电磁线圈1密封配合，所述铁芯部25的底部固定连接有橡胶缓冲垫29，所述铁芯部25通过橡胶缓冲垫29与动铁芯3的顶部压紧配合；所述上接口部23的顶部开设有进气口21，所述铁芯部25底部开设有贯通铁芯部25、阀体盖板24和上接口部23的输气孔22，所述输气孔22的顶部与进气口21相通，所述输气孔22的底部与进气通孔31的顶部相通；所述喷嘴7包括同轴设置的下接口部72、阀体底板73和喷嘴头74，所述喷嘴头74的底部通过阀体底板73与下接口部72的顶部固定连接，所述下接口部72的外壁上平行设置有两个卡环75，所述下接口部72底部两个卡环75之间设置有小O型圈76，所述阀体底板73与阀壳11的底部卡紧配合，所述喷嘴头74与电磁线圈1的下端插入配合，所述喷嘴头74上近阀体底板73处套设有下密封圈77，喷嘴头74通过下密封圈77与电磁线圈1密封配合；所述喷嘴头74顶部开设有定位口78，所述定位口78的底部与进气腔71的顶部相通，所述定位口78与动铁芯3的上端滑动配合，所述动铁芯3的下端设置于进气腔71内部；所述下接口部72的底部开设有阀座安装口79，所述阀座安装口79的顶部与进气腔71的底部相通，所述阀座安装口79内设置有阀座4，所述阀座4通过阀座密封圈46与阀座安装口79的侧壁密封配合，所述定位口78、进气腔71、阀座安装口79均与下接口部72同轴设置。

Claims (9)

1.一种直通式双通道燃气喷射阀，包括同轴设置的电磁线圈（1）、定铁芯（2）、动铁芯（3）和喷嘴（7），所述电磁线圈（1）的上、下两端分别与定铁芯（2）、喷嘴（7）密封配合，所述喷嘴（7）顶部与动铁芯（3）的外侧壁滑动配合，所述动铁芯（3）与定铁芯（2）之间设置有回位弹簧（5），其特征在于：

所述喷嘴（7）的中部开设有进气腔（71），所述喷嘴（7）的下端同轴设置有阀座（4），所述阀座（4）的外侧壁与喷嘴（7）的内侧壁密封配合，所述阀座（4）中部同轴设置有副阀座（6），所述阀座（4）和副阀座（6）的顶部均与动铁芯（3）的底部压紧配合，所述副阀座（6）上端与阀座（4）的内侧壁之间形成有环形气流通道（41），所述副阀座（6）的底部开设有通气沉孔（61），所述通气沉孔（61）的侧壁上开设有至少两个通孔（62），所述通孔（62）连通环形气流通道（41）与通气沉孔（61）；

所述动铁芯（3）的中部同轴开设有进气通孔（31），所述进气通孔（31）的直径小于副阀座（6）顶部直径，所述动铁芯（3）的侧部设置有至少两个侧部气孔（32），所述侧部气孔（32）连通进气通孔（31）与进气腔（71）。

2.根据权利要求1所述的一种直通式双通道燃气喷射阀，其特征在于：

所述阀座（4）为圆柱状结构，所述阀座（4）的顶部开设有进气槽（42），所述进气槽（42）的底部开设有安装槽（43），所述安装槽（43）的底部开设有出气通孔（44），所述安装槽（43）与副阀座（6）的底部过盈配合，所述进气槽（42）侧壁与副阀座（6）之间为环形气流通道（41），所述副阀座（6）底部的通气沉孔（61）与出气通孔（44）相通。

3.根据权利要求2所述的一种直通式双通道燃气喷射阀，其特征在于：

所述动铁芯（3）的最大行程为L，所述副阀座（6）的顶部外圆周直径为d，所述安装槽（43）的内直径为D，D＞d＞4L，D－d≥4L。

4.根据权利要求1、2或3所述的一种直通式双通道燃气喷射阀，其特征在于：

所述阀座（4）的顶部设置有第一密封环台（45），所述副阀座（6）的顶部设置有第二密封环台（63），所述第一密封环台（45）的顶面与第二密封环台（63）的顶面等高设置；

所述动铁芯（3）底部固定连接有橡胶垫片（33），所述动铁芯（3）通过橡胶垫片（33）分别与第一密封环台（45）、第二密封环台（63）压紧配合。

5.根据权利要求4所述的一种直通式双通道燃气喷射阀，其特征在于：

所述定铁芯（2）包括上接口部（23）、阀体盖板（24）和铁芯部（25），所述上接口部（23）的底部通过阀体盖板（24）与铁芯部（25）的顶部固定连接，所述阀体盖板（24）与电磁线圈（1）外部套设的阀壳（11）的顶部卡紧配合，所述铁芯部（25）与电磁线圈（1）的上端插入配合，所述铁芯部（25）上近阀体盖板（24）处套设有上密封圈（28），铁芯部（25）通过上密封圈（28）与电磁线圈（1）密封配合；

所述上接口部（23）的顶部开设有进气口（21），所述铁芯部（25）底部开设有贯通铁芯部（25）、阀体盖板（24）和上接口部（23）的输气孔（22），所述输气孔（22）的顶部与进气口（21）相通，所述输气孔（22）的底部与进气通孔（31）的顶部相通。

6.根据权利要求5所述的一种直通式双通道燃气喷射阀，其特征在于：

所述铁芯部（25）的底部固定连接有橡胶缓冲垫（29），所述铁芯部（25）通过橡胶缓冲垫（29）与动铁芯（3）的顶部压紧配合。

7.根据权利要求5所述的一种直通式双通道燃气喷射阀，其特征在于：

所述上接口部（23）的外壁上开设有O型圈槽（26），所述O型圈槽（26）内设置有大O型圈（27）。

8.根据权利要求5所述的一种直通式双通道燃气喷射阀，其特征在于：

所述喷嘴（7）包括同轴设置的下接口部（72）、阀体底板（73）和喷嘴头（74），所述喷嘴头（74）的底部通过阀体底板（73）与下接口部（72）的顶部固定连接，所述阀体底板（73）与阀壳（11）的底部卡紧配合，所述喷嘴头（74）与电磁线圈（1）的下端插入配合，所述喷嘴头（74）上近阀体底板（73）处套设有下密封圈（77），喷嘴头（74）通过下密封圈（77）与电磁线圈（1）密封配合；

所述喷嘴头（74）顶部开设有定位口（78），所述定位口（78）的底部与进气腔（71）的顶部相通，所述定位口（78）与动铁芯（3）的上端滑动配合，所述动铁芯（3）的下端设置于进气腔（71）内部；所述下接口部（72）的底部开设有阀座安装口（79），所述阀座安装口（79）的顶部与进气腔（71）的底部相通，所述阀座安装口（79）内设置有阀座（4），所述阀座（4）通过阀座密封圈（46）与阀座安装口（79）的侧壁密封配合，所述定位口（78）、进气腔（71）、阀座安装口（79）均与下接口部（72）同轴设置。

9.根据权利要求8所述的一种直通式双通道燃气喷射阀，其特征在于：

所述下接口部（72）的外壁上平行设置有两个卡环（75），所述下接口部（72）底部两个卡环（75）之间设置有小O型圈（76）。