CN109139315A - 一种新型双燃料喷射器 - Google Patents

Abstract

本发明属于喷射器技术领域，具体涉及一种新型双燃料喷射器。该新型双燃料喷射器，包括喷射器壳体、天然气电磁阀、柴油电磁阀和阀体，所述喷射器壳体上设有天然气电磁阀、柴油电磁阀和阀体，阀体与喷射器壳体连接处设有中间体，所述阀体内设有针阀和气阀，所述阀体上分别对应针阀和气阀设有柴油喷孔和天然气喷孔。其有益效果是：控制灵活度大，能实现柴油和天然气双燃料的独立控制和独立喷射，并且实现天然气在中重型汽车上的广泛使用。

Description

一种新型双燃料喷射器

技术领域

本发明属于喷射器技术领域，具体涉及一种新型双燃料喷射器。

背景技术

目前市场上的中重型车用发动机、船用发动机与中重型工程机械的发动机主要采用柴油与少部分采用天然气作为燃料，为满足逐渐加严的排放法规，当前内燃机主要使用单一柴油作为燃料的高压缸内直喷技术（高压共轨系统）或天然气作为燃料的进气歧管喷射技术。

使用柴油作为单一燃料的内燃机采用最新的高压共轨喷射技术，其燃烧效率基本上低于39%，喷出的柴油微小颗粒不能被完全燃烧，一部分以颗粒的状态排出，导致柴油发动机的废气中存在大量微小颗粒，同时也会排出一定量的氮氧化物，对空气污染很大，随着国六排放标准的发布，该内燃机排放难度逐渐增加，同时也带来后处理成本的增加。

目前的少量天然气内燃机均为气道喷射，通过火花塞进行点燃，其燃烧效率低于36% ,且其未燃烧的CH4直接排出，会形成对空气的污染，也难以满足逐渐提升的排放要求。

随着国家能源结构的调整以及对排放要求的提升，传统的以单一汽油或柴油为燃烧介质的内燃机将逐渐减少，而天然气在我国及全球资源丰富，会逐渐作为柴油的替代燃料开始应用于汽车市场。

一种可实现双燃料喷射的缸内直喷技术，采用压燃的方式可有效提高燃烧效率。先在燃烧室内喷射少量的柴油压燃后提升燃烧室内的温度，引燃随后喷射的天然气燃烧做功，既能将燃烧效率提升到42%及以上，又可以减少颗粒和氮氧化物的排放，为更清洁，更经济的内燃机喷射系统。但目前存在的双燃料喷射器尽管可实现两种燃料的喷射，但其响应速度不足，控制精度有限，同时因为结构繁琐，导致产品的一致性较差，成本较高，为双燃料内燃机的系统标定和大面积推广带来了困难。

发明内容

本发明为了弥补现有技术的缺陷，提供了一种新型双燃料喷射器。

本发明是通过如下技术方案实现的：

一种新型双燃料喷射器，包括喷射器壳体、天然气电磁阀、柴油电磁阀和阀体，所述喷射器壳体上与天然气电磁阀、柴油电磁阀和阀体进行连接并紧固，阀体与喷射器壳体连接处设有中间体，所述阀体内设有针阀和气阀，喷射器壳体上设有柴油高压进油口、天然气高压进气口和柴油回油孔，天然气高压进气口通过壳体内部气道和壳体内部连通气道经中间体上的中间体气道和喷嘴气道与阀体上对应的天燃气容腔和气阀连通，并通过天然气电磁阀进行控制，所述柴油高压进油口经中间体上的高压油道与高压蓄油腔和针阀连通，并通过柴油电磁阀进行控制，所述阀体头部设置天然气喷孔，气阀头部设置柴油喷孔。

进一步，所述柴油电磁阀通过第一连接通道与第一油道连通，柴油电磁阀通过柴油衔铁控制第二球导向带动第二球阀控制针阀开启和闭合，柴油高压进油口通过第二高压油道与中间体上的第三高压油道和第四高压油道连通，使高压油通过第四高压油道与针阀进油节流孔进入针阀控制腔，然后通过针阀出油节流孔与第四油道相通，第四油道通过第二油道与第一油道连通，最终实现柴油电磁阀对柴油喷射开启和关闭的控制，针阀控制腔的针阀进油节流孔和针阀出油节流孔的流量影响腔内压力变化速度。柴油电磁阀端通过柴油回油道与回油通道连通。

进一步，所述气阀设有第四高压油腔，针阀上设有针阀导向套，气阀上设有气阀套，第四高压油腔与高压蓄压腔连通，高压蓄压腔通过过油孔与针阀上的蓄压环带连通，蓄压环带通过过油通道与高压蓄油腔连通，当针阀上升后，高压蓄油腔与气阀上的各柴油喷孔连通，通过各柴油喷孔进行喷射。

进一步，所述阀体与中间体上分别设有多个中间体气道，各中间体气道一端分别通过壳体内部气道和壳体内部连通气道与天然气高压进气口连通，另外一端分别通过天然气通道与天然气容腔相通，当气阀上升后，天然气容腔与喷射腔连通，形成喷射腔的阀体上设有多个天然气喷孔。

进一步，所述天然气电磁阀通过第二连接通道与第三油道连通，第三油道通过第五油道与气阀出油节流孔与气阀控制腔连通，高压接头通过第二高压油道和第六油道经气阀进油节流孔与气阀控制腔连通，最终实现天然气电磁阀对天然气喷射开启和关闭的控制，通过气阀控制腔的气阀进油节流孔和气阀出油节流孔的流量影响腔内压力变化速度，天然气电磁阀端通过柴油回油道与回油通道连通。

进一步，所述针阀导向套的内侧和针阀的外侧匹配区域精密磨削并进行偶配，通过控制偶配间隙具有密封和节流效果，针阀控制腔由针阀与针阀导向套偶配后与喷射器壳体的下端面组成。

进一步，所述气阀套的内侧和气阀的外侧匹配区域精密磨削并进行偶配，通过控制偶配间隙具有密封和节流效果，气阀控制腔由气阀与气阀套偶配后与针阀、针阀导向套和喷射器壳体的下端面组成。

本发明的有益效果是：控制灵活度大，能实现柴油和天然气双燃料的独立控制和独立喷射；响应速度快，控制精度高，能够分别实现柴油和天然气两种燃料控制；在实现过程中结构简单，产品一致性增加从而成本降低，最终能够提高内燃机的燃烧效率，并且实现天然气在中重型汽车上的广泛使用。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

附图1为本发明的结构示意图；

附图2为本发明阀体的局部示意图；

附图3为本发明天然气电磁阀和柴油电磁阀的结构示意图；

附图4为本发明喷射器壳体和中间体内部的气道分布局部图；

附图5为本发明针阀导向套区域各油道局部剖视图；

附图6为本发明喷射处内部天然气气道及油道的局部剖视图；

附图7为本发明天然气进气道局部剖视图。

图中，1天然气电磁阀，2天然气衔铁，3第一球导向，4第一球阀，5第二连接通道，6柴油电磁阀，7柴油衔铁，8第二球导向，9第二球阀，10第一油道，11天然气高压进气口，12柴油回油道，13喷射器壳体，14第二油道，15第三油道，16回油通道，17柴油高压进油口,18第二高压油道，19第三高压油道，20第四高压油道，21第四油道，22针阀进油节流孔，23针阀出油节流孔，24壳体内部气道，25壳体内部连通气道，26喷嘴气道，27气阀控制腔，28过油通道，29第四高压油腔，30中间体，31阀体，32气阀，33针阀，34气阀套，35针阀导向套，36天然气容腔，37喷射腔，38天然气喷孔，39柴油喷孔，40中间体气道，41气阀出油节流孔，42第五油道，43第六油道，44蓄压环带，45第一连接通道，46高压蓄压腔，47过油孔，48气阀进油节流孔，49天然气通道，50针阀控制腔，51高压蓄油腔。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明一种新型双燃料喷射器6进行进一步说明。

附图1-7为本发明的一种具体实施例。该发明一种新型双燃料喷射器，包括喷射器壳体13、天然气电磁阀1、柴油电磁阀6和阀体31，所述喷射器壳体13与天然气电磁阀1、柴油电磁阀6和阀体31进行连接并紧固，阀体31与喷射器壳体13连接处设有中间体30，所述阀体31内设有针阀33和气阀32，喷射器壳体13上设有柴油高压进油口17、天然气高压进气口11和柴油回油通道16，天然气高压进气口11通过壳体内部气道24和壳体内部连通气道25经中间体30上的中间体气道40和喷嘴气道26与阀体31上对应的天然气容腔36和气阀32连通，并通过天然气电磁阀1进行控制，所述柴油高压进油口17经中间体30上的第三高压油道19与高压蓄油腔51和针阀33连通，并通过柴油电磁阀6进行控制，所述阀体31上针对气阀32设有天然气喷孔38，气阀32上针对针阀33设有柴油喷孔39。

进一步，所述柴油电磁阀6通过第一连接通道45与第一油道10连通，柴油电磁阀6通过柴油衔铁7控制第二球导向8带动第二球阀9控制针阀33开启和闭合，柴油高压进油口17通过第二高压油道18与中间体30上的第三高压油道19和第四高压油道20连通，使高压油通过第四高压油道20与针阀进油节流孔22进入针阀控制腔50，然后通过针阀出油节流孔23与第四油道21相通，第四油道21通过第二油道14与第一油道10连通，针阀控制腔50的针阀进油节流孔22和针阀出油节流孔23的流量影响腔内压力变化速度。

进一步，所述气阀32设有第四高压油腔29，针阀33上设有针阀导向套35，气阀32上设有气阀套34，第四高压油腔29与高压蓄压腔46连通，高压蓄压腔46通过过油孔47与针阀33上的蓄压环带44连通，蓄压环带44通过油通道28与高压蓄油腔51连通，当针阀33上升后，高压蓄油腔51与气阀32上的各柴油喷孔39连通，通过各柴油喷孔39进行喷射。

进一步，所述阀体31与中间体30上分别设有多个中间体气道40，各中间体气道40一端分别通过壳体内部气道24和壳体内部连通气道25与天然气高压进气口11连通，另外一端分别通过天然气通道49与天然气容腔36连通，当针阀32上升后，天然气容腔36与喷射腔37连通，阀体31在喷射腔37的形成面上设有多个天然气喷孔38。

进一步，所述天然气电磁阀1通过第二连接通道5与第三油道15连通，第三油道15通过第五油道42与气阀出油节流孔41与气阀控制腔27连通，高压接头17通过第二高压油道18和第六油道43经气阀进油节流孔48与气阀控制腔27连通，气阀控制腔27的气阀进油节流孔48和气阀出油节流孔41的流量影响腔内压力变化速度，天然气电磁阀1通过柴油回油道12与回油通道16连通。

进一步，所述针阀导向套35的内侧和针阀33的外侧匹配区域精密磨削并进行偶配，通过控制偶配间隙具有密封和节流效果，针阀控制腔50由针阀33与针阀导向套35偶配后与喷射器壳体13的下端面组成。

进一步，所述气阀套34的内侧和气阀32的外侧匹配区域精密磨削并进行偶配，通过控制偶配间隙具有密封和节流效果，气阀控制腔27由气阀32与气阀套34偶配后与针阀33、针阀导向套35和喷射器壳体13的下端面组成。

进一步，天然气电磁阀1控制天然气的开启和关闭，天然气电磁铁1控制第一球阀4的开启和关闭，控制气阀控制腔27的压力和气阀32的上下运动，最终控制天然气喷嘴38实现开启喷气或关闭喷气，气阀进油节流孔48和气阀出油节流孔41直径的控制能有效调节开启和关闭的响应速度，使用时天然气电磁铁1控制天然气衔铁2的上升和下降，加电后产生电磁力吸引天然气衔铁2上升，断电后在没有电磁力的情况下，天然气衔铁2在弹簧力的作用下下降，天然气衔铁2的上升和下降，将控制第一球导向3和第一球阀4的上升和下降，第一球阀4的上升和下降将导致第二连接通道5的开启和关闭，第二连接通道5的开启和关闭将影响第三油道15和第五油道42的压力，当第二连接通道5开启时第五油道42压力下降，当第二连接通道5关闭时第五油道42压力上升。

进一步，气阀控制腔27压力将影响气阀32的上升和下降，当控制腔27压力下降时气阀32上升，当气阀控制腔27压力上升时气阀32下降，高压油经柴油高压接头17通过第二高压油道18和第六油道43，通过气阀进油节流孔48进入气阀控制腔27，然后通过气阀出油节流孔41与第五油道42相通，气阀控制腔27的气阀进油节流孔48和气阀出油节流孔41的流量影响腔内压力变化速度，流量比值越大，泄压越快，气阀进油节流孔48流量越大，增压越快。

进一步，天然气通过天然气高压进气口11进入喷射器喷射器壳体13，通过壳体内部气道24和壳体内部连通气道25流入中间体气道40和喷嘴气道26，天然气以一定压力分布在油嘴天然气容腔36。

进一步，当天然气电磁铁1加电导致第一球阀4上升，引起第二连接通道5开启和第五油道42压力下降时，导致气阀控制腔27内压力下降，气阀32上升，天然气从容腔36流入喷射腔37，最后通过天然气喷孔38进行喷射，气阀进油节流孔48和气阀出油节流孔41的流量比值影响天然气的喷射时刻和喷射量，反之，当天然气电磁铁1断电导致第一球阀4下降，引起第二连接通道5关闭和第五油道42压力上升时，导致气阀控制腔27内压力上升，气阀32下降，天然气容腔36的天然气与喷射腔37断开，天然气停止喷射，气阀32的上升高度能影响座面密封区域的节流效应，从而影响最大天然气喷射量。

进一步，柴油电磁阀6控制第二球阀9的开启和关闭，控制针阀控制腔50的压力和针阀33的上下运动，针阀33的向上和向下运动控制柴油喷嘴39实现开启喷油和关闭喷油，柴油进油节流孔22直径和柴油出油节流孔23直径的控制能有效调节开启和关闭的响应速度。

进一步，柴油电磁阀6控制柴油衔铁7的上升和下降，加电后产生电磁力吸引柴油衔铁7上升，断电后在没有电磁力的情况下，柴油衔铁7在弹簧力的作用下下降，柴油衔铁7的上升和下降，将控制第二球导向8和第二球阀9的上升和下降，第二球阀9的上升和下降将影响第一连接通道45的开启和关闭，第一连接通道45的开启和关闭将影响第一油道10，第二油道14和第四油道21的压力，当第一连接通道45开启时第四油道21压力下降，当第一连接通道45关闭时第四油道21压力上升，针阀控制腔50压力将影响针阀33的上升和下降，当针阀控制腔50压力下降时针阀33上升，当针阀控制腔50压力上升时针阀33下降。

进一步，高压油通过柴油高压进油口17，通过第二高压油道18和第四高压油道20，针阀进油节流孔22进入针阀控制腔50，然后通过针阀出油节流孔23与第四油道21相通，针阀控制腔50的针阀进油节流孔22和针阀出油节流孔23的流量影响针阀控制腔50内压力变化速度，流量比值越大，泄压越快，针阀进油节流孔22流量越大，增压越快，同时，高压油通过柴油高压进油口17，通过第二高压油道18和第三高压油道19进入第四高压油腔29，第四高压油腔29内的高压油进入高压蓄压腔46，然后通过油孔47进入蓄压环带44，蓄压环带44内的高压油通过过油通道28进入高压蓄油腔51。

进一步，当柴油电磁阀6加电导致第二球阀9上升，引起第一连接通道45开启和第四油道21压力下降时，导致针阀控制腔50内压力下降，针阀33上升，高压柴油从高压蓄油腔51通过柴油喷孔39进行喷射，反之，当柴油电磁阀6断电导致第二球阀9下降，引起第一连接通道45关闭和第四油道21压力上升时，导致针阀控制腔50内压力上升，针阀33下降形成密封，高压蓄油腔51与柴油喷孔39隔断，柴油停止喷射。针阀33的上升高度能影响座面密封区域的节流效应，从而影响最大柴油喷油量。

本发明不局限于上述实施方式，任何人应得知在本发明的启示下作出的与本发明具有相同或相近的技术方案，均落入本发明的保护范围之内。

本发明未详细描述的技术、形状、构造部分均为公知技术。

Claims (7)

1.一种新型双燃料喷射器，包括喷射器壳体、天然气电磁阀、柴油电磁阀和阀体，其特征在于，所述喷射器壳体上与天然气电磁阀、柴油电磁阀和阀体进行连接并紧固，阀体与喷射器壳体连接处设有中间体，所述阀体内设有针阀和气阀，喷射器壳体上设有柴油高压进油口、天然气高压进气口和柴油回油孔，天然气高压进气口通过壳体内部气道和壳体内部连通气道经中间体上的中间体气道和喷嘴气道与阀体上对应的天燃气容腔和气阀连通，并通过天然气电磁阀进行控制，所述柴油高压进油口经中间体上的高压油道与高压蓄油腔和针阀连通，并通过柴油电磁阀进行控制，所述阀体头部设置天然气喷孔，气阀头部设置柴油喷孔。

2.根据权利要求1所述的一种新型双燃料喷射器，其特征在于：所述柴油电磁阀通过第一连接通道与第一油道连通，柴油电磁阀通过柴油衔铁控制第二球导向带动第二球阀从而控制针阀开启和闭合，柴油高压进油口通过第二高压油道与中间体上的第三高压油道和第四高压油道连通，使高压油通过第四高压油道与针阀进油节流孔进入针阀控制腔，然后通过针阀出油节流孔与第四油道相通，第四油道通过第二油道与第一油道连通，最终实现柴油电磁阀对柴油喷射开启和关闭的控制，针阀控制腔的针阀进油节流孔和针阀出油节流孔的流量影响腔内压力变化速度，柴油电磁阀端通过柴油回油道与回油通道连通。

3.根据权利要求1所述的一种新型双燃料喷射器，其特征在于：所述气阀设有第四高压油腔，针阀上设有针阀导向套，气阀上设有气阀套，第四高压油腔与高压蓄压腔连通，高压蓄压腔通过过油孔与针阀上的蓄压环带连通，蓄压环带通过油通道与高压蓄油腔连通，当针阀上升时，高压蓄油腔与气阀上的各柴油喷孔连通，通过各柴油喷孔进行喷射。

4.根据权利要求1所述的一种新型双燃料喷射器，其特征在于：所述阀体与中间体上分别设有多个中间体气道，各中间体气道一端分别通过壳体内部气道和壳体内部连通气道与天然气高压进气口连通，另外一端分别通过天然气通道与天然气容腔与喷射腔连通，形成喷射腔的阀体上设有多个天然气喷孔。

5.根据权利要求1所述的一种新型双燃料喷射器，其特征在于：所述天然气电磁阀通过第二连接通道与第三油道连通，第三油道通过第五油道与气阀出油节流孔和气阀控制腔连通，柴油高压进油口通过第二高压油道和第六油道经气阀进油节流孔和气阀控制腔连通，最终实现天然气电磁阀对天然气喷射开启和关闭的控制，气阀控制腔的气阀进油节流孔和气阀出油节流孔的流量影响腔内压力变化速度，天然气电磁阀端通过柴油回油道与回油通道连通。

6.根据权利要求3所述的一种新型双燃料喷射器，其特征在于：所述针阀导向套的内侧和针阀的外侧匹配区域精密磨削并进行偶配，通过控制偶配间隙具有密封和节流效果，针阀控制腔由针阀与针阀导向套偶配后于喷射器壳体的下端面组成。

7.根据权利要求3所述的一种新型双燃料喷射器，其特征在于：所述气阀套的内侧和气阀的外侧匹配区域精密磨削并进行偶配，通过控制偶配间隙具有密封和节流效果，气阀控制腔由气阀与气阀套偶配后与针阀、针阀导向套和喷射器壳体的下端面组成。