CN106401799B - 一种集成有滤清器的气轨总成 - Google Patents

Abstract

一种集成有滤清器的气轨总成，包括进气接头、出气接头与气轨本体，所述气轨本体包括上气轨、下气轨、过滤器与天然气喷射器，过滤器联通进气接头、上稳压腔，天然气喷射器联通上稳压腔、下稳压腔，下稳压腔联通天然气喷射器、出气接头，且天然气喷射器的数量至少为两个，种类为定升程、变升程两种。本设计不仅过滤效果较好，能够精确控制天然气流量，装配效率较高，能提升气轨总成的使用寿命，而且集成性较强、占用空间较小、稳压效果较强、制造成本较低。

Description

一种集成有滤清器的气轨总成

技术领域

本发明涉及一种喷射天然气的气轨装置，尤其涉及一种集成有滤清器的气轨总成，具体适用于内置过滤器以过滤净化天然气中杂质，提升气轨总成的使用寿命，且集成性较强、占用空间较小、制造成本较低。

背景技术

天然气发动机市场需求越来越大，同时市场对天然气发动机的可靠性要求也越来越高。天然气有别于汽、柴油，无润滑、冷却作用，这致使天然气发动机燃气专用部件使用寿命较短。

气轨总成是天然气发动机的关键部件，其天然气喷射器采用电磁阀，具有控制天然气流量的作用。天然气喷射器根据发动机控制单元提供的信号来决定阀芯升程大小，进而决定通过气轨总成的天然气流量。除去自身材料外，天然气喷射器受其工作频率和天然气纯度影响较大：天然气杂质越多，自身电磁阀开关频繁越高，也就越会加剧阀芯与密封座的磨损。

授权公告号为CN201568160U，授权公告日为2010年9月1日的实用新型专利公开了一种天然气发动机，包括机体、燃气供给系统和控制系统，所述燃气供给系统是通过管路依序连接的燃气高压储气罐、高压截止阀、减压器、过滤器、燃气气轨，所述燃气气轨设有与汽缸等量的输出接管，所述燃气气轨的输出接管分别连接各燃气喷嘴，所述燃气喷嘴固设于气缸进气歧管的下体；所述减压器具有加热水套，所述减压器加热水套的进水管连接所述发动机机体的出水管，所述减压器加热水套的出水管连接所述发动机机体的进水管。虽然该设计采用微机控制的多点顺序燃气电喷系统，以降低燃气消耗与排放，但其仍旧具有以下缺陷：

该设计中将气轨总成与过滤器分隔设置，相互独立，过滤器设置在气轨总成的上游，虽然能对天然气起到一定的过滤净化作用，但其需要额外增设一台过滤器，集成性较差，不仅会扩大整个气轨总成的占用空间，不利于安装与使用，而且会提高整个气轨总成的制造成本，不利于推广应用。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中存在的集成性较差、占用空间较大、制造成本较高的缺陷与问题，提供一种集成性较强、占用空间较小、制造成本较低的集成有滤清器的气轨总成。

为实现以上目的，本发明的技术解决方案是：一种集成有滤清器的气轨总成，包括进气接头、出气接头与气轨本体，所述气轨本体的一端与进气接头相联通，另一端与出气接头相联通，且在气轨本体内设置有天然气喷射器；

所述气轨本体包括上气轨、下气轨、过滤器与天然气喷射器，且在上气轨内开设有单向开口的上稳压腔，下气轨内开设有单向开口的下稳压腔；

所述上稳压腔的开口端经过滤器与进气接头相通，上稳压腔的侧围底部经天然气喷射器与下稳压腔的侧围顶部相通，上稳压腔的开口端与出气接头相通。

所述上稳压腔、下稳压腔上下相互平行设置，且过滤器位于上稳压腔、下稳压腔之间；所述过滤器上设置有温度压力传感器。

所述过滤器为内部开设有过滤腔的中空结构，过滤器的顶部开设有过滤器进气口与过滤器出气口，过滤器进气口与进气接头相通，过滤器出气口与上稳压腔的开口端相通，过滤器进气口内设置有滤芯，过滤器的底部与下气轨的侧围顶部相连接。

所述过滤器进气口的内壁上设置有滤芯安装导向槽；所述滤芯为T型结构，包括滤芯定位体与滤芯本体，滤芯定位体的底面与滤芯本体的顶面垂直连接，滤芯定位体底面上近滤芯本体的部位设置有台阶状的滤芯安装导向体，该滤芯安装导向体与滤芯安装导向槽一一对应连接，且在滤芯本体上开设有多个滤孔。

所述滤芯安装导向体、滤芯安装导向槽的数量均为四个，所有滤芯安装导向体沿同一个圆周呈均匀性设置，所有滤芯安装导向槽沿同一个圆周呈均匀性设置。

所述过滤器的底部设置有外凸的过滤器定位销，所述下气轨的侧围顶部上开设有下凹的过滤器定位槽，所述过滤器定位销、过滤器定位槽进行对应的销孔连接。

所述集成有滤清器的气轨总成还包括过滤器盖，该过滤器盖包括盖板、进气筒与出气筒，盖板上开设有盖板进气口、盖板出气口，盖板进气口与进气筒的底部对应连接，盖板出气口与出气筒的底部对应连接；

所述进气接头依次经进气筒、盖板进气口、过滤器进气口、滤芯后与过滤腔相通，所述过滤腔依次经过滤器出气口、盖板出气口、出气筒后与上稳压腔的开口端相通。

所述进气筒、出气筒的外壁与上气轨的内部之间是间隙配合，且在进气筒、出气筒外壁与上气轨内部的交接处设置有O型圈；

所述盖板的底部开设有盖定位销，过滤器的顶部开设有盖定位销孔，盖定位销与盖定位销孔进行对应的销孔连接。

所述天然气喷射器是高速电磁阀，其数量至少为两个，其种类为定升程和变升程两种。

所述天然气喷射器包括喷射器本体及其内部开设的同轴的喷射器天然气通道，所述喷射器天然气通道的顶、底两端分别设置有上气轨天然气出口、下气轨天然气进口，所述上气轨天然气出口与上稳压腔的侧围底部相通，所述下气轨天然气进口与下稳压腔的侧围顶部相通；

所述喷射器天然气通道包括同轴的上通道、下通道，所述上气轨天然气出口依次经上通道、下通道后与下气轨天然气进口相通，且上通道的直径小于下通道的直径。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

1、本发明一种集成有滤清器的气轨总成中，将过滤器设置在气轨总成的内部，即位于上、下气轨之间，不仅能由过滤器对进入的天然气进行过滤、净化，而且与气轨总成集成为一个整体，呈现为模块化设计，集成性很强，不仅不需要额外的占用空间，而且利于装配与后期维护，此外，不需要额外增设一台过滤器，大大降低了制作成本，甚至可以在现有的气轨总成的基础上进行改进，再次降低了制作成本，利于推广应用。因此，本发明不仅过滤效果较好，能过滤掉天然气中杂质，提升气轨总成的使用寿命，而且集成性较强、占用空间较小、制造成本较低。

2、本发明一种集成有滤清器的气轨总成中，在对过滤器进行安装时，不仅对过滤器的结构进行了独特设计，而且对气轨总成的结构也进行了相应的改进，具体包括：首先，过滤器设计为进气口、出气口、过滤腔的组合，不仅能在进气之初就对天然气进行过滤，确保过滤效果，而且利用过滤腔的稳压作用，确保过滤后的气体压力均衡，利于从出气口流出，确保气体供给的稳定；其次，过滤器经过滤器盖、过滤器定位销与上气轨、下气轨进行连接，定位作用强，连接方便，且密封性较强，利于提高装配效率；再次，上、下气轨平行设置，上、下稳压腔平行设置，以及上、下稳压腔的侧围通过天然气喷射器相通，单向开口端分别与过滤器、出气接头相通的设计，不仅利于过滤器的装配，也利于过滤后天然气在喷射前的稳压，不妨碍喷射操作。因此，本发明不仅过滤效果较强、装配效率较高，而且稳压效果较强、利于喷射天然气。

3、本发明一种集成有滤清器的气轨总成中，天然气喷射器采取定升程+变升程的组合，一部分天然气喷射器是定升程，另一部分天然气喷射器是变升程，使用时，定升程确保一定的稳定流量，变升程能根据相关信号对所需天然气量进行补偿，实现精确控制，实现天然气流量的稳定性、可调性相结合，不仅能提高流量控制的精确度，而且可降低电磁阀自身的开/关频率，提高喷嘴的使用寿命，进而提高整个气轨的使用寿命。因此，本发明不仅能够精确控制天然气流量，而且使用寿命较长。

4、本发明一种集成有滤清器的气轨总成中，过滤器进气口内安装滤芯，滤芯为T型结构，包括滤芯定位体与滤芯本体，使用时，滤芯定位体上设置的滤芯安装导向体与过滤器进气口内的滤芯安装导向槽对应连接，不仅易于安装，而且安装后的稳定性较强，不会在使用中脱落，此外，滤芯本体上密布的滤孔也利于提高过滤效率。因此，本发明不仅过滤效果较好，而且装配效率较高。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是图1的剖视图。

图3是图2中过滤器的立体结构示意图。

图4是图3的剖视图。

图5是图2中滤芯的立体结构示意图。

图6是图5的剖视图。

图7是图2中过滤器盖的结构示意图。

图8是图2中天然气喷射器的结构示意图。

图中：进气接头1、出气接头2、气轨本体3、上气轨31、下气轨32、上稳压腔33、下稳压腔34、过滤器定位槽35、天然气喷射器4、喷射器本体41、喷射器天然气通道42、上通道421、下通道422、上气轨天然气出口43、下气轨天然气进口44、上气轨天然气喷射器安装孔内腔45，下气轨天然气喷射器安装孔内腔46，上气轨O型密封圈47，下气轨O型密封圈48、过滤器5、过滤腔51、过滤器进气口52、过滤器出气口53、滤芯安装导向槽54、过滤器定位销55、盖定位销孔56、滤芯6、滤芯定位体61、滤芯本体62、滤孔63、滤芯安装导向体64、滤芯进气口65、过滤器盖7、盖板71、进气筒72、出气筒73、盖板进气口74、盖板出气口75、盖定位销76、O型圈77、温度压力传感器8。

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8，一种集成有滤清器的气轨总成，包括进气接头1、出气接头2与气轨本体3，所述气轨本体3的一端与进气接头1相联通，另一端与出气接头2相联通，且在气轨本体3内设置有天然气喷射器4；

所述气轨本体3包括上气轨31、下气轨32、过滤器5与天然气喷射器4，且在上气轨31内开设有单向开口的上稳压腔33，下气轨32内开设有单向开口的下稳压腔34；

所述上稳压腔33的开口端经过滤器5与进气接头1相通，上稳压腔33的侧围底部经天然气喷射器4与下稳压腔34的侧围顶部相通，上稳压腔33的开口端与出气接头2相通。

所述上稳压腔33、下稳压腔34上下相互平行设置，且过滤器5位于上稳压腔33、下稳压腔34之间；所述过滤器5上设置有温度压力传感器8。

所述过滤器5为内部开设有过滤腔51的中空结构，过滤器5的顶部开设有过滤器进气口52与过滤器出气口53，过滤器进气口52与进气接头1相通，过滤器出气口53与上稳压腔33的开口端相通，过滤器进气口52内设置有滤芯6，过滤器5的底部与下气轨32的侧围顶部相连接。

所述过滤器进气口52的内壁上设置有滤芯安装导向槽54；所述滤芯6为T型结构，包括滤芯定位体61与滤芯本体62，滤芯定位体61的底面与滤芯本体62的顶面垂直连接，滤芯定位体61底面上近滤芯本体62的部位设置有台阶状的滤芯安装导向体64，该滤芯安装导向体64与滤芯安装导向槽54一一对应连接，且在滤芯本体62上开设有多个滤孔63。

所述滤芯安装导向体64、滤芯安装导向槽54的数量均为四个，所有滤芯安装导向体64沿同一个圆周呈均匀性设置，所有滤芯安装导向槽54沿同一个圆周呈均匀性设置。

所述过滤器5的底部设置有外凸的过滤器定位销55，所述下气轨32的侧围顶部上开设有下凹的过滤器定位槽35，所述过滤器定位销55、过滤器定位槽35进行对应的销孔连接。

所述集成有滤清器的气轨总成还包括过滤器盖7，该过滤器盖7包括盖板71、进气筒72与出气筒73，盖板71上开设有盖板进气口74、盖板出气口75，盖板进气口74与进气筒72的底部对应连接，盖板出气口75与出气筒73的底部对应连接；

所述进气接头1依次经进气筒72、盖板进气口74、过滤器进气口52、滤芯6后与过滤腔51相通，所述过滤腔51依次经过滤器出气口53、盖板出气口75、出气筒73后与上稳压腔33的开口端相通。

所述进气筒72、出气筒73的外壁与上气轨31的内部之间是间隙配合，且在进气筒72、出气筒73外壁与上气轨31内部的交接处设置有O型圈77；

所述盖板71的底部开设有盖定位销76，过滤器5的顶部开设有盖定位销孔56，盖定位销76与盖定位销孔56进行对应的销孔连接。

所述天然气喷射器4是高速电磁阀，其数量至少为两个，其种类为定升程和变升程两种。

所述天然气喷射器4包括喷射器本体41及其内部开设的同轴的喷射器天然气通道42，所述喷射器天然气通道42的顶、底两端分别设置有上气轨天然气出口43、下气轨天然气进口44，所述上气轨天然气出口43与上稳压腔33的侧围底部相通，所述下气轨天然气进口44与下稳压腔34的侧围顶部相通；

所述喷射器天然气通道42包括同轴的上通道421、下通道422，所述上气轨天然气出口43依次经上通道421、下通道422后与下气轨天然气进口44相通，且上通道421的直径小于下通道422的直径。

本发明的原理说明如下：

本发明旨在提出一种集成有过滤器的气轨总成，主要通过改善天然气纯度，以及降低电磁阀的开关频率的方式来提高气轨总成的使用寿命。

“改善天然气纯度”的效果由集成于气轨总成内部的过滤器实现，该过滤器不仅可除去天然气杂质，提高天然气纯度，而且易于装配，可与气轨总成集成为模块化设计，利于推广应用。

“降低电磁阀的开关频率”的效果则由定升程+变升程的天然气喷射器组合来实现，定升程天然气喷射器可持续供给天然气，而变升程天然气喷射器可根据发动机具体需求适时供给一定量天然气，两种均为高速电磁阀，反应快、精度高，具体而言，比如说有6个天然气喷射器，3个为定升程，3个为变升程（定升程、变升程的数量以及布局顺序视具体情况而定，设置定升程的主要作用是减少电磁阀的工作频次，设置变升程的的主要作用是为了精调喷射量，且延长天然气喷射器的使用寿命，进而延长气轨总成使用寿命），上稳压腔内的天然气则一部分经过3个定升程（最大升程）天然气喷射器进入下稳压腔，另一部分天然气则经3个变升程（升程量随发动机工况变化）喷射器进入下稳压腔。

三、其余设计：

上稳压腔、下稳压腔：其目的是消除天然气进气压力波动，使天然气喷射器在稳定压力下工作。稳压腔主要起集气作用，足够的储存腔可使稳压腔内各处压力趋于一致，使各天然气喷射器有相对统一的进气压力。

盖定位销、盖定位销孔的销孔连接配合：两者的连接处位于出气口的上下两端，呈对角线设置，该种设计方式可使过滤器盖安装的更为平稳，避免使用中的上气轨产生任意方向的滑移，以致损坏天然气喷射器、过滤器盖进出口或O型密封圈。

实施例1：

参见图1至图8，一种集成有滤清器的气轨总成，包括进气接头1、出气接头2与气轨本体3，所述气轨本体3包括上气轨31、下气轨32、过滤器5与天然气喷射器4，且在上气轨31内开设有单向开口的上稳压腔33，下气轨32内开设有单向开口的下稳压腔34；所述上稳压腔33的开口端经过滤器5与进气接头1相通，上稳压腔33的侧围底部经天然气喷射器4与下稳压腔34的侧围顶部相通，上稳压腔33的开口端与出气接头2相通。所述上稳压腔33、下稳压腔34上下相互平行设置，且过滤器5位于上稳压腔33、下稳压腔34之间；所述过滤器5上设置有温度压力传感器8。

实施例2：

基本内容同实施例1，不同之处在于：

所述过滤器5为内部开设有过滤腔51的中空结构，过滤器5的顶部开设有过滤器进气口52与过滤器出气口53，过滤器进气口52与进气接头1相通，过滤器出气口53与上稳压腔33的开口端相通，过滤器进气口52内设置有滤芯6，过滤器5的底部与下气轨32的侧围顶部相连接。所述过滤器进气口52的内壁上设置有滤芯安装导向槽54；所述滤芯6为T型结构，包括滤芯定位体61与滤芯本体62，滤芯定位体61的顶面上开设有滤芯进气口65以流入天然气，滤芯定位体61的底面与滤芯本体62的顶面垂直连接，滤芯定位体61底面上近滤芯本体62的部位设置有台阶状的滤芯安装导向体64，该滤芯安装导向体64与滤芯安装导向槽54一一对应连接（滤芯安装导向体64、滤芯安装导向槽54的数量优选为四个），且在滤芯本体62上开设有多个滤孔63。所述过滤器5的底部设置有外凸的过滤器定位销55，所述下气轨32的侧围顶部上开设有下凹的过滤器定位槽35，所述过滤器定位销55、过滤器定位槽35进行对应的销孔连接。

实施例3：

基本内容同实施例2，不同之处在于：

所述集成有滤清器的气轨总成还包括过滤器盖7，该过滤器盖7包括盖板71、进气筒72与出气筒73，盖板71上开设有盖板进气口74、盖板出气口75，盖板进气口74与进气筒72的底部对应连接，盖板出气口75与出气筒73的底部对应连接；所述进气接头1依次经进气筒72、盖板进气口74、过滤器进气口52、滤芯6后与过滤腔51相通，所述过滤腔51依次经过滤器出气口53、盖板出气口75、出气筒73后与上稳压腔33的开口端相通。所述进气筒72、出气筒73的外壁与上气轨31的内部之间是间隙配合，且在进气筒72、出气筒73外壁与上气轨31内部的交接处设置有O型圈77；所述盖板71的底部开设有盖定位销76，过滤器5的顶部开设有盖定位销孔56，盖定位销76与盖定位销孔56进行对应的销孔连接。

实施例4：

基本内容同实施例1，不同之处在于：

所述天然气喷射器4是高速电磁阀，其数量至少为两个，其种类为定升程和变升程两种。所述天然气喷射器4包括喷射器本体41及其内部开设的同轴的喷射器天然气通道42，所述喷射器天然气通道42的顶、底两端分别设置有上气轨天然气出口43、下气轨天然气进口44，所述上气轨天然气出口43与上稳压腔33的侧围底部相通，所述下气轨天然气进口44与下稳压腔34的侧围顶部相通；所述喷射器天然气通道42包括同轴的上通道421、下通道422，所述上气轨天然气出口43依次经上通道421、下通道422后与下气轨天然气进口44相通，且上通道421的直径小于下通道422的直径。

Claims (9)

1.一种集成有滤清器的气轨总成，包括进气接头（1）、出气接头（2）与气轨本体（3），所述气轨本体（3）的一端与进气接头（1）相联通，另一端与出气接头（2）相联通，且在气轨本体（3）内设置有天然气喷射器（4），其特征在于：

所述气轨本体（3）包括上气轨（31）、下气轨（32）、过滤器（5）与天然气喷射器（4），且在上气轨（31）内开设有单向开口的上稳压腔（33），下气轨（32）内开设有单向开口的下稳压腔（34）；

所述上稳压腔（33）的开口端经过滤器（5）与进气接头（1）相通，上稳压腔（33）的侧围底部经天然气喷射器（4）与下稳压腔（34）的侧围顶部相通，上稳压腔（33）的开口端与进气接头（1）相通；

所述过滤器（5）为内部开设有过滤腔（51）的中空结构，过滤器（5）的顶部开设有过滤器进气口（52）与过滤器出气口（53），过滤器进气口（52）与进气接头（1）相通，过滤器出气口（53）与上稳压腔（33）的开口端相通，过滤器进气口（52）内设置有滤芯（6），过滤器（5）的底部与下气轨（32）的侧围顶部相连接。

2.根据权利要求1所述的一种集成有滤清器的气轨总成，其特征在于：所述上稳压腔（33）、下稳压腔（34）上下相互平行设置，且过滤器（5）位于上稳压腔（33）、下稳压腔（34）之间；所述过滤器（5）上设置有温度压力传感器（8）。

3.根据权利要求1或2所述的一种集成有滤清器的气轨总成，其特征在于：所述过滤器进气口（52）的内壁上设置有滤芯安装导向槽（54）；所述滤芯（6）为T型结构，包括滤芯定位体（61）与滤芯本体（62），滤芯定位体（61）的底面与滤芯本体（62）的顶面垂直连接，滤芯定位体（61）底面上近滤芯本体（62）的部位设置有台阶状的滤芯安装导向体（64），该滤芯安装导向体（64）与滤芯安装导向槽（54）一一对应连接，且在滤芯本体（62）上开设有多个滤孔（63）。

4.根据权利要求3所述的一种集成有滤清器的气轨总成，其特征在于：所述滤芯安装导向体（64）、滤芯安装导向槽（54）的数量均为四个，所有滤芯安装导向体（64）沿同一个圆周呈均匀性设置，所有滤芯安装导向槽（54）沿同一个圆周呈均匀性设置。

5.根据权利要求1或2所述的一种集成有滤清器的气轨总成，其特征在于：所述过滤器（5）的底部设置有外凸的过滤器定位销（55），所述下气轨（32）的侧围顶部上开设有下凹的过滤器定位槽（35），所述过滤器定位销（55）、过滤器定位槽（35）进行对应的销孔连接。

6.根据权利要求1或2所述的一种集成有滤清器的气轨总成，其特征在于：

所述集成有滤清器的气轨总成还包括过滤器盖（7），该过滤器盖（7）包括盖板（71）、进气筒（72）与出气筒（73），盖板（71）上开设有盖板进气口（74）、盖板出气口（75），盖板进气口（74）与进气筒（72）的底部对应连接，盖板出气口（75）与出气筒（73）的底部对应连接；

所述进气接头（1）依次经进气筒（72）、盖板进气口（74）、过滤器进气口（52）、滤芯（6）后与过滤腔（51）相通，所述过滤腔（51）依次经过滤器出气口（53）、盖板出气口（75）、出气筒（73）后与上稳压腔（33）的开口端相通。

7.根据权利要求6所述的一种集成有滤清器的气轨总成，其特征在于：

所述进气筒（72）、出气筒（73）的外壁与上气轨（31）的内部之间是间隙配合，且在进气筒（72）、出气筒（73）外壁与上气轨（31）内部的交接处设置有O型圈（77）；

所述盖板（71）的底部开设有盖定位销（76），过滤器（5）的顶部开设有盖定位销孔（56），盖定位销（76）与盖定位销孔（56）进行对应的销孔连接。

8.根据权利要求1或2所述的一种集成有滤清器的气轨总成，其特征在于：所述天然气喷射器（4）是高速电磁阀，其数量至少为两个，其种类为定升程和变升程两种。

9.根据权利要求1或2所述的一种集成有滤清器的气轨总成，其特征在于：

所述天然气喷射器（4）包括喷射器本体（41）及其内部开设的同轴的喷射器天然气通道（42），所述喷射器天然气通道（42）的顶、底两端分别设置有上气轨天然气出口（43）、下气轨天然气进口（44），所述上气轨天然气出口（43）与上稳压腔（33）的侧围底部相通，所述下气轨天然气进口（44）与下稳压腔（34）的侧围顶部相通；

所述喷射器天然气通道（42）包括同轴的上通道（421）、下通道（422），所述上气轨天然气出口（43）依次经上通道（421）、下通道（422）后与下气轨天然气进口（44）相通，且上通道（421）的直径小于下通道（422）的直径。