CN106523192A - 一种反向作动式气体/双燃料发动机天然气喷射装置 - Google Patents

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Abstract

本发明的目的在于提供一种反向作动式气体/双燃料发动机天然气喷射装置，电磁线圈通电后，衔铁带动天然气切断阀向下运动，脱离天然气喷射导管的阀座，天然气通过进气孔进入天然气喷射导管与天然气断气阀的腔体后，经天然气喷射导管阀座的斜面与天然气断气阀阀盘之间的间隙喷出；当电磁线圈断电后，在复位弹簧作用下天然气切断阀快速落座。本发明不仅能够防止天然气喷射残留造成的燃料损失，而且能够防止由于进气管压力过高导致天然气喷射阀自动开启而使空气倒流进气轨或天然气管，因此能够有效提高发动机经济性、排放性能和安全性。

Description

一种反向作动式气体/双燃料发动机天然气喷射装置
技术领域
本发明涉及的是一种发动机的喷射装置，具体地说是天然气喷射装置。
背景技术
天然气以其储量丰富和燃烧清洁等优势，成为当前替代石油的最现实的解决方案，因此天然气正被推广应用于电站、陆路交通和水上运输发动机领域。
天然气发动机的供气系统的结构和燃烧喷射方式对发动机的动力性、经济性具有直接的影响。近年来，进气管多点喷射技术被越来越多的应用在气体/双燃料发动机上。但是，目前市场上气体/双燃料发动机所使用的天然气喷射器多采用向上吸动式天然气喷射阀(具有类似结构的专利如201210115651.6和201310697726.0)，待线圈断电后，阀芯向下运动压在在阀座上实现气体密封，为了降低喷射器的功耗和阀体温度，同时考虑阀芯与阀座磨损问题，回位弹簧力不宜过高。当发动机为增压发动机且增压比较高时，具有这样结构的天然气喷射器很容易被进气管内的高压空气顶开，空气进入天然气供给系统，这不仅影响天然气喷射脉宽控制精度，而且影响天然气供给系统的安全性。
为了对发动机进气混合过程进行组织，同时利用天然气喷射射流的动能实现快速进气，通常在天然气喷射器的末端加上一个天然气喷射导管(如专利200910071966.3)，使其深入进气道，但是当天然气喷射电磁阀关闭后，天然气喷射导管内的压力逐渐下降，天然气喷射导管内外压力差减小，天然气流出速度下降。当发动机进气门关闭后，仍有部分天然气未进入气缸而残留在进气道中，这不仅影响发动机下一循环空燃比的控制精度，而且如果发动机具有较大的气门重叠角，则残留在进气道中天然气直接被扫到排气管中，造成燃料损失和环境污染。
发明内容
本发明的目的在于提供不仅能够合理组织进气混合和防止天然气喷射残留造成的燃料损失，而且能够防止由于进气管压力过高导致天然气喷射阀自动开启而使空气倒流进气轨或天然气管的一种反向作动式气体/双燃料发动机天然气喷射装置。
本发明的目的是这样实现的：
本发明一种反向作动式气体/双燃料发动机天然气喷射装置，其特征是：包括阀体、衔铁、天然气切断阀、天然气喷射导管，阀体和天然气喷射导管为中空结构，阀座和衔铁自上而下安装在阀体里，衔铁下方设置静铁芯，静铁芯与衔铁之间安装复位弹簧，静铁芯外部缠绕电磁线圈，阀体上安装电气接口，电气接口通过导线连接电磁线圈，天然气喷射导管上端的外表面加工有外螺纹，阀体下端的内表面加工有内螺纹，天然气喷射导管的上端通过其外螺纹与阀体的内螺纹配合安装在阀体里，天然气喷射导管的下端部设置阀座，阀座内表面设置阀座斜面，天然气切断阀的上端加工有外螺纹，天然气切断阀的下端为阀盘，阀盘上设置阀盘斜面，衔铁里设置内螺纹，天然气切断阀的上端通过其外螺纹与衔铁的内螺纹配合安装在阀体里，天然气切断阀下端穿出天然气喷射导管，并通过阀盘斜面与阀座斜面配合，天然气切断阀、阀体以及天然气喷射导管形成进气腔，进气腔连通天然气喷射导管的中空部分，阀体上设置进气孔，进气孔连通进气腔。
本发明还可以包括：
1、天然气喷射导管上部未加工螺纹的光管外侧加工有用于安装和拧紧的相互平行的凹槽；天然气喷射导管的外螺纹处设置凹坑，与其位置相对应的阀体上加工有螺纹孔，螺纹孔里安装螺钉，螺钉与凹坑相配合。
2、衔铁与静铁芯之间的距离为天然气切断阀的有效行程，衔铁与阀座之间留有防止因天然气切断阀过定位导致闭合不严的间隙。
3、阀盘底部加工有用于天然气切断阀安装和拧紧的内六角沉头孔，所述阀盘斜面和阀座斜面均采用进行过单独滚压、渗氮、热处理的耐磨金属材料。
本发明的优势在于：本发明通过加长天然气喷射导管实现对天然气射流的导向作用，并能充分利用天然气射流动能改善与空气的混合和加速进气；不仅能够防止天然气喷射残留造成的燃料损失，而且能够防止由于进气管压力过高导致天然气喷射阀自动开启而使空气倒流进气轨或天然气管，因此能够有效提高发动机经济性、排放性能和安全性。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2a为本发明的天然气喷射导管示意图，图2b为天然气喷射导管顶端示意图；
图3a为本发明的天然气切断阀示意图，图3b为阀盘底部示意图；
图4为本发明处于开启时的示意图。
具体实施方式
下面结合附图举例对本发明做更详细地描述：
结合图1-4，本发明一种反向作动式气体/双燃料发动机天然气喷射装置，包括天然气喷射阀和天然气喷射导管13。所述天然气喷射阀主要由阀座1、罩盖2、衔铁3、阀体4、复位弹簧5、电磁线圈6、静铁芯7、卡簧8、天然气切断阀14、密封圈15和电气接口16构成。
天然气切断阀14包括阀杆21和阀盘22两部分，阀杆21上部加工有外螺纹，阀盘22上加工有一个用于密封的斜面23，阀盘22的底部加工有内六角沉头孔24，用于天然气切断阀14的安装和拧紧。
天然气喷射导管13上部外表面上加工有螺纹，用于安装在天然气喷射阀阀体4下端的内腔，且上部未加工螺纹的光管外侧加工相互有平行的凹槽20，用于天然气喷射导管13的安装和拧紧；天然气喷射导管13的下端加工有阀座18，阀座18内部的斜面19与天然气切断阀14阀盘22上的斜面23实现紧密配合。
天然气喷射阀的阀体4上与天然气喷射导管13配合位置加工有两个螺纹孔，而在天然气喷射导管13相应配合位置加工有两个凹坑17，在天然气喷射导管13拧在天然气喷射阀阀体4上之后，用螺钉12将天然气喷射导管13紧固在天然气喷射阀阀体4上，防止松动和脱落。
衔铁3与天然气切断阀14为分体式结构，衔铁3下部加工有螺纹孔，天然气切断阀14上部的外螺纹与之配合安装，通过衔铁3带动天然气切断阀14上下运动。
衔铁3和静铁芯7安装在阀体4的内腔，电磁线圈6和静铁芯7位于衔铁3的下方，衔铁3与静铁芯7之间安装有弹簧5将衔铁3和静铁芯7分离，天然气喷射阀关闭后衔铁3与静铁芯7之间的距离则为天然气切断阀14的有效行程，而衔铁3与阀座1之间留有一个1mm的间隙，防止因天然气切断阀14的过定位而导致的闭合不严的问题。
天然气喷射导管下端阀座及天然气切断阀阀盘上的斜面处均采用耐磨金属材料，并进行单独滚压、渗氮和热处理。天然气喷射导管和天然气切断阀都能够进行整体灵活更换，而天然气喷射阀阀体可重复利用。天然气喷射阀采用侧部进气的方式，阀体下端加工有多个进气孔，天然气切断阀和天然气喷射导管内腔之间形成的空间足以保证不同发动机运行工况下流量要求。
结合图4对天然气喷射装置的工作过程进行说明。电磁线圈6通电后，衔铁3带动天然气切断阀14向下运动，脱离天然气喷射导管13的阀座18，天然气通过进气孔10进入天然气喷射导管13与天然气断气阀14的腔体后，经天然气喷射导管13阀座18的斜面19与天然气断气阀14阀盘23之间的间隙喷出；当电磁线圈6断电后，在复位弹簧5作用下天然气切断阀14快速落座。
本发明设计的天然气喷射装置的结构和原理也可用于其它气态燃料的喷射。

Claims (5)

1.一种反向作动式气体/双燃料发动机天然气喷射装置，其特征是：包括阀体、衔铁、天然气切断阀、天然气喷射导管，阀体和天然气喷射导管为中空结构，阀座和衔铁自上而下安装在阀体里，衔铁下方设置静铁芯，静铁芯与衔铁之间安装复位弹簧，静铁芯外部缠绕电磁线圈，阀体上安装电气接口，电气接口通过导线连接电磁线圈，天然气喷射导管上端的外表面加工有外螺纹，阀体下端的内表面加工有内螺纹，天然气喷射导管的上端通过其外螺纹与阀体的内螺纹配合安装在阀体里，天然气喷射导管的下端部设置阀座，阀座内表面设置阀座斜面，天然气切断阀的上端加工有外螺纹，天然气切断阀的下端为阀盘，阀盘上设置阀盘斜面，衔铁里设置内螺纹，天然气切断阀的上端通过其外螺纹与衔铁的内螺纹配合安装在阀体里，天然气切断阀下端穿出天然气喷射导管，并通过阀盘斜面与阀座斜面配合，天然气切断阀、阀体以及天然气喷射导管形成进气腔，进气腔连通天然气喷射导管的中空部分，阀体上设置进气孔，进气孔连通进气腔。
2.根据权利要求1所述的一种反向作动式气体/双燃料发动机天然气喷射装置，其特征是：天然气喷射导管上部未加工螺纹的光管外侧加工有用于安装和拧紧的相互平行的凹槽；天然气喷射导管的外螺纹处设置凹坑，与其位置相对应的阀体上加工有螺纹孔，螺纹孔里安装螺钉，螺钉与凹坑相配合。
3.根据权利要求1或2所述的一种反向作动式气体/双燃料发动机天然气喷射装置，其特征是：衔铁与静铁芯之间的距离为天然气切断阀的有效行程，衔铁与阀座之间留有防止因天然气切断阀过定位导致闭合不严的间隙。
4.根据权利要求1或2所述的一种反向作动式气体/双燃料发动机天然气喷射装置，其特征是：阀盘底部加工有用于天然气切断阀安装和拧紧的内六角沉头孔，所述阀盘斜面和阀座斜面均采用进行过单独滚压、渗氮、热处理的耐磨金属材料。
5.根据权利要求3所述的一种反向作动式气体/双燃料发动机天然气喷射装置，其特征是：阀盘底部加工有用于天然气切断阀安装和拧紧的内六角沉头孔，所述阀盘斜面和阀座斜面均采用进行过单独滚压、渗氮、热处理的耐磨金属材料。
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