CN109812356B - 双燃料喷射系统及具有其的双燃料发动机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种双燃料喷射系统及具有其的双燃料发动机，该双燃料喷射系统包括设置在回油管路上的主控制组件、设置在高压油路上的燃油控制组件以及设置在高压气路上的燃气控制组件，所述主控制组件包括换向阀，所述换向阀分别与所述回油管路、所述燃油控制组件和所述燃气控制组件连通；所述换向阀能够切换，以便所述燃气控制组件与所述回油管路连通或所述燃油控制组件与所述回油管路连通。上述双燃料喷射系统中，通过换向阀使得一套主控制组件同时控制燃油和燃气的供给，简化的结构，降低了制造的成本，由于结构的简化，从而减小了体积，节省了喷射系统占用的安装空间。

Description

双燃料喷射系统及具有其的双燃料发动机

技术领域

本发明涉及发动机燃料供给技术领域，尤其涉及一种用于双燃料发动机的双燃料喷射系统。本发明还涉及一种双燃料发动机的

背景技术

随着石油资源的不断消耗和发动机排放法规的日益严格，采用替代燃料是同时解决发动机发展所面临的能源短缺和环境污染问题的有效手段。天然气、石油气等以其资源丰富、价格低廉、燃烧清洁、热值大等优点，成为目前发动机的主要代用燃料。

目前，双燃料发动机的燃料供应方法是将燃气直接喷入燃烧室中，采用引燃量的液体燃料触发气体燃料燃烧的方式驱动发动机运转。在对发动机进行燃料供给的过程中，需要使用双燃料喷射装置将燃气和燃油分别送入燃烧室，实现发动机能源的供应。

现有技术中的双燃料喷射装置包括两套机构，即燃油供应机构和燃气供应机构，在进行燃料供应时，两套机构协同工作，实现燃油和燃气对燃烧室的有效供应，其中，燃油供应机构中设置一套电磁组件，燃气供应机构中设置一套电磁组件，车辆的ECU(Electronic Control Unit，电子控制单元)同时控制两套电磁组件，该种喷射装置结构复杂，制造成本高，同时，体积大，占用安装空间。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述存在的至少一个问题，该目的是通过以下技术方案实现的。

本发明提供了一种用于双燃料发动机的双燃料喷射系统，包括设置在回油管路上的主控制组件、设置在高压油路上的燃油控制组件以及设置在高压气路上的燃气控制组件，所述主控制组件包括换向阀，所述换向阀分别与所述回油管路、所述燃油控制组件和所述燃气控制组件连通；

所述换向阀能够切换，以使所述燃气控制组件与所述回油管路连通或使所述燃油控制组件与所述回油管路连通。

可选地，所述主控制组件还包括控制阀，所述换向阀通过所述控制阀与所述回油管路连通。

可选地，所述控制阀包括电磁线圈、衔铁、复位件和阀芯，所述阀芯在所述复位件作用下使得所述回油管路处于常闭状态，所述衔铁设置在所述阀芯上，所述电磁线圈能够通电后能够与所述衔铁配合，以便所述阀芯将所述回油管路开启。

可选地，所述燃油控制组件包括燃油针阀、燃油控制室、燃油针阀体盛油腔、弹性件和喷油孔，所述燃油控制室的一端与所述换向阀连通，所述燃油控制室的另一侧通过第一充油孔与所述高压油路连通，所述燃油控制室设置在所述燃油针阀的顶部，所述高压油路通过所述燃油针阀体盛油腔和所述喷油孔与所述双燃料发动机的燃烧室连通，所述燃油针阀穿过所述燃油针阀体盛油腔，所述燃油针阀在所述弹性件的作用下使得所述喷油孔处于常闭状态，在所述换向阀将所述燃油控制室与所述回油管路连通并且所述阀芯处于开启状态时，所述燃油针阀体盛油腔内的高压燃油能够使所述燃油针阀移动，以使所述喷油孔开启。

可选地，所述燃气控制组件包括燃气针阀、燃气控制室、燃气针阀体盛气腔、弹性体和喷气孔，所述燃气控制室的一端与所述换向阀连通，所述燃气控制室的另一侧通过第二充油孔与所述高压油路连通，所述燃气控制室设置在所述燃气针阀的顶部，所述高压气路通过所述燃气针阀体盛气腔和所述喷气孔与所述燃烧室连通，所述燃气针阀穿过所述燃气针阀体盛气腔，所述燃气针阀在所述弹性体的作用下使得所述喷气孔处于常闭状态，在所述换向阀将所述燃气控制室与所述回油管路连通并且所述阀芯处于开启状态时，所述燃气针阀体盛油腔内的高压燃气能够使所述燃气针阀移动，以便所述喷油孔开启。

可选地，所述弹性体和所述弹性件均为弹簧。

可选地，所述换向阀和所述控制阀分别与车辆的ECU电连接。

可选地，所述换向阀为电磁阀。

可选地，所述复位件为弹簧。

本发明还提供一种双燃料发动机，所述双燃料发动机安装有如上所述的用于双燃料发动机的双燃料喷射系统。

本发明所提供的用于双燃料发动机的双燃料喷射系统，包括设置在回油管路上的主控制组件、设置在高压油路上的燃油控制组件以及设置在高压气路上的燃气控制组件，所述主控制组件包括换向阀，所述换向阀分别与所述回油管路、所述燃油控制组件和所述燃气控制组件连通；所述换向阀能够切换，以使所述燃气控制组件与所述回油管路连通或使所述燃油控制组件与所述回油管路连通。上述主控制组件设置在回油管路上，用于控制燃油控制组件中的控制油与回油管路连通或者用于控制燃气控制组件中的控制有与回油管路连通，具体地，燃油控制组件的开启动作通过高压油路中的高压油进行驱动，燃气控制组件的开启动作也是通过高压油路中的高压油进行驱动，换向阀用于切换燃油控制组件或者燃气控制组件与回油管路连通。

换向阀的初始位置为燃气控制组件与回油管路连通，以一个工作循环为例，工作时，换向阀进行切换，将燃油控制组件与回油管路接通，部分高压燃油经换向阀流入回油管路，高压燃油在流入回流管路的过程中产生压力差，压力差使得燃油控制组件开启，其余高压燃油经燃油控制组件进入燃烧室；换向阀进行切换，将燃气控制组件与回油管路连通，部分高压燃油经换向阀流入回油管路，高压燃油在流入回流管路的过程中产生压力差，压力差使得燃气控制组件开启，燃气经燃气控制组件进入到燃烧室，通过喷入少量燃油将燃气进行引燃，从而为发动机提供能源。

上述用于双燃料发动机的双燃料喷射系统中，通过换向阀使得一套主控制组件同时控制燃油和燃气的供给，简化的结构，降低了制造的成本，由于结构的简化，从而减小了体积，节省了喷射系统占用的安装空间。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1为本发明所述提供的双燃料喷射系统的结构示意图；

图2为本发明所述提供的双燃料喷射系统的结构框图。

附图标记

1为主控制组件，11为电磁线圈，12为复位件，13为阀芯；

2为换向阀；

3为燃油控制组件，31为燃油控制室，32为弹性件，33为燃油针阀，34为燃油针阀体盛油腔；

4为燃气控制组件，41为燃气控制室，42为弹性体，43为燃气针阀，44为燃气针阀体盛气腔；

5为高压气路；

6为高压油路，61为第二充油孔，62为第一充油孔。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施方式。虽然附图中显示了本公开的示例性实施方式，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

请参考图1和图2，图1为本发明所述提供的双燃料喷射系统的结构示意图；图2为本发明所述提供的双燃料喷射系统的结构框图。

在一种具体实施方式中，本发明所提供了一种双燃料喷射系统，包括设置在回油管路上的主控制组件1、设置在高压油路6上的燃油控制组件3以及设置在高压气路5上的燃气控制组件4，主控制组件1包括换向阀2，换向阀2分别与回油管路、燃油控制组件3和燃气控制组件4连通；换向阀2能够切换，以使燃气控制组件4与回油管路连通或使燃油控制组件3与回油管路连通。上述主控制组件1设置在回油管路上，用于控制燃油控制组件3中的控制油与回油管路连通或者用于控制燃气控制组件4中的控制油与回油管路连通，具体地，燃油控制组件3的开启动作通过高压油路6中的高压油进行驱动，燃气控制组件4的开启动作也是通过高压油路6中的高压油进行驱动，换向阀2用于切换燃油控制组件3或者燃气控制组件4与回油管路连通。

换向阀2的初始位置为燃气控制组件4与回油管路连通，以一个工作循环为例，工作时，换向阀2进行切换，将燃油控制组件3与回油管路接通，部分高压燃油经换向阀2流入回油管路，高压燃油在流入回流管路的过程中产生压力差，压力差使得燃油控制组件3开启，其余高压燃油经燃油控制组件3进入燃烧室；换向阀2进行切换，将燃气控制组件4与回油管路连通，部分高压燃油经换向阀2流入回油管路，高压燃油在流入回流管路的过程中产生压力差，压力差使得燃气控制组件4开启，燃气经燃气控制组件4进入到燃烧室，通过喷入少量燃油将燃气进行引燃，从而为发动机提供能源。

上述双燃料喷射系统中，通过换向阀2使得一套主控制组件1同时控制燃油和燃气的供给，简化的结构，降低了制造的成本，由于结构的简化，从而减小了体积，节省了喷射系统占用的安装空间。

进一步理解的是，主控制组件1还包括控制阀，换向阀2通过控制阀与回油管路连通。控制阀设置在换向阀2的后端，用于控制回油管路的开启或关闭，当进行燃油或燃气的供给时，控制阀处于开启状态，利用换向阀2的切换实现燃油控制组件3或燃气控制组件4与回油管路的连通，从而实现不同燃料的供给。

进一步地，控制阀包括电磁线圈11、衔铁、复位件12和阀芯13，阀芯13在复位件12作用下使得回油管路处于常闭状态，衔铁设置在阀芯13上，电磁线圈11能够通电后能够与衔铁配合，以便阀芯13将回油管路开启。复位件12作用在阀芯13上，阀芯13使得回油管路处于关闭的状态，在进行燃料的供给时，将电磁线圈11进行通电，电磁线圈11产生磁性，从而吸引衔铁，使得阀芯13移动，复位件12发生弹性形变，阀芯13移动后回油管路被开启，此时，燃油控制组件3或燃气控制组件4通过换向阀2可与回油管路连通，从而实现燃油或燃料的供给，当燃料供给完毕后，电磁线圈11断电，复位件12恢复弹性形变，使得阀芯13反向移动，从而将回油管路关闭。该种结构简单，控制精准，能够快速有效实现回油管路的开启或关闭。

需要指出的是，上述阀芯13为球形阀，该种结构的密封性好，能够有效保证在回油管路关闭时的密封性，从而提高控制的准确性。

进一步地，燃油控制组件3包括燃油针阀33、燃油控制室31、燃油针阀体盛油腔34、弹性件32和喷油孔，燃油控制室31的一端与换向阀2连通，燃油控制室31的另一侧通过第一充油孔62与高压油路6连通，燃油控制室31设置在燃油针阀33的顶部，高压油路6通过燃油针阀体盛油腔34和喷油孔与双燃料发动机的燃烧室连通，燃油针阀33穿过燃油针阀体盛油腔34，燃油针阀33在弹性件32的作用下使得喷油孔处于常闭状态，在换向阀2将燃油控制室31与回油管路连通并且阀芯13处于开启状态时，燃油针阀体盛油腔34内的高压燃油能够使燃油针阀33移动，以使喷油孔开启。

具体地，当需要进行燃油供给时，控制阀开启，换向阀2将燃油控制室31与回油管路接通，高压油路6中的高压燃油分成两路，其中一路经第一充油孔62进入到燃油控制室31，另一路进入到燃油针阀体盛油腔34，由于燃油控制器位于燃油针阀33的上方，此时，燃油控制室31通过换向阀2和控制阀与回油管路连通，燃油针阀33上方的压力减小，燃油针阀体盛油腔34内的高压燃油的压力较高，从而在燃油针阀33的上方和下方形成压力差，燃油针阀33在压力差的作用下进行向上移动，由于燃油针阀33的上移，喷油孔被开启，燃油针阀体盛油腔34的高压燃油经喷油孔进入到燃烧室，从而实现燃油的供给。利用两路燃油形成的压力差，实现燃油针阀33的开启，从而实现燃油的供给，该结构简单，便于操作，能够有效保证燃油的供给。

具体地，弹性件32为弹簧。当换向阀2未将燃油控制室31与回油管路连通时，弹性件32作用在燃油针阀33上，燃油针阀33使得喷油孔处于关闭的状态，当换向阀2将燃油控制室31与回油管路连通时，由于压力差的作用，燃油针阀33移动，使得弹性件32发生弹性形变，当换向阀2再次将燃油控制室31将回油管路断开后，弹性件32将驱动燃油针阀33复位，再次将喷油孔关闭。弹簧作为弹性件32，一方面能够有效降低成本，另一方面复位性能佳，能够有效保证燃油针阀33能够有效复位，保证燃油孔处的密封性，保证燃油的有效供给。

需要里指出的是，上述弹性件32还可以为橡胶或气杆等，在此本申请不再进行赘述。

具体理解的是，燃气控制组件4包括燃气针阀43、燃气控制室41、燃气针阀体盛气腔44、弹性体42和喷气孔，燃气控制室41的一端与换向阀2连通，燃气控制室41的另一侧通过第二充油孔61与高压油路6连通，燃气控制室41设置在燃气针阀43的顶部，高压气路5通过燃气针阀体盛气腔44和喷气孔与燃烧室连通，燃气针阀43穿过燃气针阀体盛气腔44，燃气针阀43在弹性体42的作用下使得喷气孔处于常闭状态，在换向阀2将燃气控制室41与回油管路连通并且阀芯13处于开启状态时，燃气针阀43体盛油腔内的高压燃气能够使燃气针阀43移动，以便喷油孔开启。

具体地，当需要进行燃气供给时，控制阀开启，换向阀2将燃气控制室41与回油管路接通，高压油路6中的高压燃油经第二充油孔61进入到燃气控制室41，高压气路5中的高压燃气进入到燃气针阀体盛气腔44，由于燃气控制器位于燃气针阀43的上方，此时，燃气控制室41通过换向阀2和控制阀与回油管路连通，燃气针阀43上方的压力减小，燃气针阀体盛气腔44内的高压燃气的压力较高，从而在燃气针阀43的上方和下方形成压力差，燃气针阀43在压力差的作用下进行向上移动，由于燃气针阀43的上移，喷气孔被开启，燃气针阀体盛气腔44的高压燃气经喷气孔进入到燃烧室，从而实现燃气的供给。利用燃气针阀43上下两侧形成的压力差，实现燃气针阀43的开启，从而实现燃气的供给，该结构简单，便于操作，能够有效保证燃气的供给。

具体地，弹性体42为弹簧。当换向阀2未将燃气控制室41与回油管路连通时，弹性体42作用在燃气针阀43上，燃气针阀43使得喷气孔处于关闭的状态，当换向阀2将燃气控制室41与回油管路连通时，由于压力差的作用，燃气针阀43移动，使得弹性体42发生弹性形变，当换向阀2再次将燃气控制室41将回油管路断开后，弹性体42将驱动燃气针阀43复位，再次将喷气孔关闭。弹簧作为弹性体42，一方面能够有效降低成本，另一方面复位性能佳，能够有效保证燃油针阀33能够有效复位，保证燃油孔处的密封性，保证燃油的有效供给。

需要里指出的是，上述弹性体42还可以为橡胶或气杆等，在此本申请不再进行赘述。

具体地，换向阀2和控制阀分别与车辆的ECU电连接。通过将换向阀2和控制阀与车辆的ECU电连接，能够通过ECU对两个阀的开启和关闭进行自动控制，从而实现燃油和燃气的精准供给，进而保证发动机的有效运转。

需要指出的是，在ECU中预设有两个阀的控制逻辑，发动机在进行燃料的供给过程中，两个阀分别依据控制逻辑进行开启或关闭，从而提高控制的精准性。

具体地，换向阀2为电磁阀。电磁阀易于控制，并且反应迅速，能够提高切换过程的速率，从而能有效保证燃油和燃气的有效供给，进而保证发动机的正常运行。

具体地，复位件12为弹簧。当电磁线圈11为通电时，复位件12作用在阀芯13上，阀芯13将回油管路关闭，当需要进行燃油或燃气的供给时，电磁线圈11通电，阀芯13上移，使得复位件12发生弹性形变，当解除燃油或燃气的供给时，电磁线圈11断电，复位件12恢复弹性形变，从而使得阀芯13再次将回油管路关闭。弹簧作为复位件12，一方面能够有效降低成本，另一方面复位性能佳，能够有效保证阀芯13能够有效复位，保证回油管路的密封性，保证燃油或燃气的有效供给。

需要里指出的是，上述复位件12还可以为橡胶或气杆等，在此本申请不再进行赘述。

除了上述双燃料喷射系统，本发明还提供一种双燃料发动机，双燃料发动机安装有双燃料喷射系统，该双燃料喷射系统为如上所述的用于双燃料发动机的双燃料喷射系统，该双燃料发动机的其他各部分结构请参考现有技术，在此不作赘述。

应当理解的是，尽管可以在文中使用术语第一、第二、第三等来描述多个元件、部件、区域、层和/或部段，但是，这些元件、部件、区域、层和/或比段不应被这些术语所限制。这些术语可以仅用来将一个元件、部件、区域、层或部段与另一区域、层或部段区分开。除非上下文明确地指出，否则诸如“第一”、“第二”之类的术语以及其它数字术语在文中使用时并不暗示顺序或者次序。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (7)

1.一种用于双燃料发动机的双燃料喷射系统，包括设置在回油管路上的主控制组件、设置在高压油路上的燃油控制组件以及设置在高压气路上的燃气控制组件，其特征在于，所述主控制组件包括换向阀，所述换向阀分别与所述回油管路、所述燃油控制组件和所述燃气控制组件连通，所述主控制组件还包括控制阀，所述换向阀通过所述控制阀与所述回油管路连通；

所述换向阀能够切换，以使所述燃气控制组件与所述回油管路连通或使所述燃油控制组件与所述回油管路连通；

所述燃油控制组件包括燃油针阀、燃油控制室、燃油针阀体盛油腔、弹性件和喷油孔，所述燃油控制室的一端与所述换向阀连通，所述燃油控制室的另一侧通过第一充油孔与所述高压油路连通，所述燃油控制室设置在所述燃油针阀的顶部，所述高压油路通过所述燃油针阀体盛油腔和所述喷油孔与所述双燃料发动机的燃烧室连通，所述燃油针阀穿过所述燃油针阀体盛油腔，所述燃油针阀在所述弹性件的作用下使得所述喷油孔处于常闭状态，在所述换向阀将所述燃油控制室与所述回油管路连通并且所述控制阀的阀芯处于开启状态时，所述燃油针阀体盛油腔内的高压燃油能够使所述燃油针阀移动，以使所述喷油孔开启；

所述燃气控制组件包括燃气针阀、燃气控制室、燃气针阀体盛气腔、弹性体和喷气孔，所述燃气控制室的一端与所述换向阀连通，所述燃气控制室的另一侧通过第二充油孔与所述高压油路连通，所述燃气控制室设置在所述燃气针阀的顶部，所述高压气路通过所述燃气针阀体盛气腔和所述喷气孔与所述燃烧室连通，所述燃气针阀穿过所述燃气针阀体盛气腔，所述燃气针阀在所述弹性体的作用下使得所述喷气孔处于常闭状态，在所述换向阀将所述燃气控制室与所述回油管路连通并且所述阀芯处于开启状态时，所述燃气针阀体盛油腔内的高压燃气能够使所述燃气针阀移动，以便所述喷油孔开启。

2.根据权利要求1所述的用于双燃料发动机的双燃料喷射系统，其特征在于，所述控制阀包括电磁线圈、衔铁、复位件和所述阀芯，所述阀芯在所述复位件作用下使得所述回油管路处于常闭状态，所述衔铁设置在所述阀芯上，所述电磁线圈通电后能够与所述衔铁配合，以便所述阀芯将所述回油管路开启。

3.根据权利要求2所述的用于双燃料发动机的双燃料喷射系统，其特征在于，所述弹性体和所述弹性件均为弹簧。

4.根据权利要求1所述的用于双燃料发动机的双燃料喷射系统，其特征在于，所述换向阀和所述控制阀分别与车辆的ECU电连接。

5.根据权利要求4所述的用于双燃料发动机的双燃料喷射系统，其特征在于，所述换向阀为电磁阀。

6.根据权利要求2所述的用于双燃料发动机的双燃料喷射系统，其特征在于，所述复位件为弹簧。

7.一种双燃料发动机，其特征在于，所述双燃料发动机安装有根据权利要求1至6中任一项所述的用于双燃料发动机的双燃料喷射系统。

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