CN113294253B - 天然气与柴油双燃料同轴喷射的燃料喷射器及其控制方法 - Google Patents

天然气与柴油双燃料同轴喷射的燃料喷射器及其控制方法 Download PDF

Info

Publication number
CN113294253B
CN113294253B CN202110465487.0A CN202110465487A CN113294253B CN 113294253 B CN113294253 B CN 113294253B CN 202110465487 A CN202110465487 A CN 202110465487A CN 113294253 B CN113294253 B CN 113294253B
Authority
CN
China
Prior art keywords
natural gas
cavity
diesel
oil
valve
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202110465487.0A
Other languages
English (en)
Other versions
CN113294253A (zh
Inventor
曹礼轩
王谦
张宇宽
姜鹏
刘旭
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Jiangsu University
Original Assignee
Jiangsu University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Jiangsu University filed Critical Jiangsu University
Priority to CN202110465487.0A priority Critical patent/CN113294253B/zh
Publication of CN113294253A publication Critical patent/CN113294253A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN113294253B publication Critical patent/CN113294253B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D19/00—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
    • F02D19/06—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures peculiar to engines working with pluralities of fuels, e.g. alternatively with light and heavy fuel oil, other than engines indifferent to the fuel consumed
    • F02D19/0602—Control of components of the fuel supply system
    • F02D19/0605—Control of components of the fuel supply system to adjust the fuel pressure or temperature
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D19/00—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
    • F02D19/06—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures peculiar to engines working with pluralities of fuels, e.g. alternatively with light and heavy fuel oil, other than engines indifferent to the fuel consumed
    • F02D19/0639—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures peculiar to engines working with pluralities of fuels, e.g. alternatively with light and heavy fuel oil, other than engines indifferent to the fuel consumed characterised by the type of fuels
    • F02D19/0642—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures peculiar to engines working with pluralities of fuels, e.g. alternatively with light and heavy fuel oil, other than engines indifferent to the fuel consumed characterised by the type of fuels at least one fuel being gaseous, the other fuels being gaseous or liquid at standard conditions
    • F02D19/0647—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures peculiar to engines working with pluralities of fuels, e.g. alternatively with light and heavy fuel oil, other than engines indifferent to the fuel consumed characterised by the type of fuels at least one fuel being gaseous, the other fuels being gaseous or liquid at standard conditions the gaseous fuel being liquefied petroleum gas [LPG], liquefied natural gas [LNG], compressed natural gas [CNG] or dimethyl ether [DME]
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D19/00—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
    • F02D19/06—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures peculiar to engines working with pluralities of fuels, e.g. alternatively with light and heavy fuel oil, other than engines indifferent to the fuel consumed
    • F02D19/0663—Details on the fuel supply system, e.g. tanks, valves, pipes, pumps, rails, injectors or mixers
    • F02D19/0673—Valves; Pressure or flow regulators; Mixers
    • F02D19/0678—Pressure or flow regulators therefor; Fuel metering valves therefor
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/30—Use of alternative fuels, e.g. biofuels

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Fuel-Injection Apparatus (AREA)

Abstract

本发明公开了一种天然气与柴油双燃料同轴喷射的燃料喷射器及其控制方法，包括阀体、阀芯和阀套，阀套和阀芯将阀体内部分隔成压力室、天然气腔、柴油型腔和压力控制型腔，所述阀体上设有公共喷孔、天然气进气通道、柴油第一进、回油通道和柴油第二进、回油通道；所述柴油第一、二回油通道上分别设有第一电磁阀和第二电磁阀；分别通过控制第一、二电磁阀，实现柴油喷射模式、天然气喷射模式和喷射器关闭模式。有益效果：本发明公共喷孔使喷射器结构得到简化；压力控制型腔简化喷射装置的复杂程度，通过油压来对燃料喷射器进行控制，减少复位弹簧的使用数量，解决长期使用后复位弹簧老化造成弹力不足的问题，延长了燃料喷射器的使用寿命。

Description

天然气与柴油双燃料同轴喷射的燃料喷射器及其控制方法
技术领域
本发明涉及一种内燃机燃料喷射器及其控制方法，特别涉及一种可以实现天然气与柴油双燃料同轴喷射的燃料喷射器及其控制方法，属于内燃机喷油器技术领域。
背景技术
目前内燃机燃烧领域都在追求高热效率和低排放两大目标，为了实现两大目标，人们提出了先进的喷射策略（如RCCI喷射方式）配合使用清洁能源(如天然气)作为替代燃料的方法。天然气在我国储量丰富，并且随着中国能源供应侧改革的不断推进，天然气在我国能源结构中的地位不断上升，具有广阔的运用前景。
传统喷油器多为单燃料喷射器，无法在缸内喷射不同种类燃料形成活性分层降低燃烧速率，进而降低压力升高率来拓宽发动机负荷。因此传统喷油器配合先进喷射策略发动机缸内必须安装多个喷油器，这无疑会增加内燃机喷油装置的复杂程度。双燃料喷油器可以克服以上缺陷，并且配合使用天然气这样的清洁能源能在降低排放的同时获得高热效率。目前的双燃料喷油器结构一般为同轴喷射结构和多轴喷射结构，多轴喷射结构复杂且装置体积较大，而同轴喷射中燃料切换结构多为依靠复位弹簧控制的阀门结构，其结构简单，易于实现，但也存在长期使用后弹簧老化造成弹力不足的缺陷。
发明内容
发明目的：本发明的目的是针对现有技术中同轴喷射器存在的长期使用后复位弹簧老化造成弹力不足的问题，提出一种天然气与柴油双燃料同轴喷射的燃料喷射器及其控制方法。
技术方案：一种天然气与柴油双燃料同轴喷射的燃料喷射器，包括阀体、阀芯和阀套，所述阀芯和阀套同轴安装于阀体内；所述阀套将阀体内部分隔成压力室、天然气腔和柴油型腔，所述阀体上设有与压力室连通的公共喷孔、与天然气腔连通的天然气进气通道、与柴油型腔连通的柴油第一进油通道和柴油第一回油通道；所述阀芯顶部与阀体内壁形成压力控制型腔，所述阀体上设有与压力控制型腔连通的柴油第二进油通道和柴油第二回油通道；所述柴油第一进油通道和柴油第二进油通道同时与柴油机的供油管道连通，所述柴油第一回油通道上设有第一电磁阀，所述柴油第二回油通道上设有第二电磁阀；
所述阀芯包括上阀芯、下阀芯和第一复位弹簧，所述第一复位弹簧位于上阀芯和下阀芯之间，所述阀芯内的第一复位弹簧处与阀体内壁形成平衡腔，所述阀体上设有与平衡腔连通的泄压孔；所述第一复位弹簧的弹力大于天然气供气系统的气压，所述第一复位弹簧的弹力小于柴油机供油系统的油压；
所述阀套底部设有与阀体底部锥面配合的密封外锥面，所述密封外锥面与阀体底部锥面的配合控制压力室和天然气腔的通断；
所述阀套外径上设有密封凸台，所述密封凸台与阀体内壁配合将天然气腔和柴油型腔分隔成互不相通的腔室；所述阀套的内壁底部设有内锥面，所述下阀芯底部设有与内锥面配合的外锥面；所述下阀芯的外径与阀套的内径之间设有与柴油型腔连通的油道，所述外锥面与内锥面的配合控制油道和压力室的通断。
本发明可以实现柴油或天然气的单独喷射，两种燃料通过公共喷孔进行喷射；阀体内的压力控制型腔与柴油型腔共享同一个柴油机的供油系统；压力控制型腔可以使得柴油型腔作为燃料腔的同时也起到控制天然气喷射的作用；与其他双燃料喷射装置相比，公共喷孔使喷射器结构得到简化；压力控制型腔的存在使得切换燃料喷射时无需切断燃料供应或者使用外部泄压阀降低燃料压力，简化喷射装置的复杂程度，通过油压来对燃料喷射器进行控制而不是仅仅利用弹簧自身的弹力，减少复位弹簧的使用数量，解决长期使用后复位弹簧老化造成弹力不足的问题，延长了燃料喷射器的使用寿命。
优选项，为了提高上阀芯与下阀芯之间滑动的可靠性，所述上阀芯与下阀芯之间设有导向组件，所述导向组件沿阀芯长度方向布置。
优选项，为了进一步实现上阀芯与下阀芯之间滑动的可靠性，导向组件包括导向杆和导向孔，所述导向杆上端与上阀芯固定连接，所述导向杆下端穿过第一复位弹簧插入导向孔内，所述导向孔位于下阀芯内。导向杆和导向孔的配合可以有效地减少下阀芯轴向上下滑动时的径向摆动。
优选项，为了进一步实现上阀芯与下阀芯之间滑动的可靠性，导向组件包括导向杆和导向孔，所述导向杆下端与下阀芯固定连接，所述导向杆上端穿过第一复位弹簧插入导向孔内，所述导向孔位于上阀芯内。导向杆和导向孔的配合可以有效地减少下阀芯轴向上下滑动时的径向摆动。
优选项，为了减小加工难度降低成本，所述导向杆为圆柱形结构，所述导向孔为圆孔。所述导向杆与导向孔之间采用间隙配合，方便在发生相对运动时导向孔内的气体排出。
优选项，为了提高滑动的可靠性同时方便导向孔内气体的排出，所述导向杆的横截面为多边形结构，所述导向孔为与导向杆匹配的孔。导向杆的横截面可以是正方形、三角形，也可以是其他正多边形或者其他异形结构。
优选项，为了压力控制型腔能够提供持续作用于上阀芯的推力，所述压力控制型腔内设有第二复位弹簧，第二复位弹簧两端分别与阀体内壁上顶部和上阀芯的上顶部接触，所述第二复位弹簧为压缩弹簧。
优选项，为了提高天然气腔密封性和可靠性，所述天然气腔内设有第三复位弹簧，所述第三复位弹簧两端分别与密封凸台的下底面和阀套的底面固定连接，所述第三复位弹簧为拉力弹簧。
优选项，为了提高天然气腔密封性和可靠性，所述柴油型腔内设有第四复位弹簧，所述第四复位弹簧两端分别与密封凸台的上顶面和阀套内壁凸台顶面接触，所述第四复位弹簧为压缩弹簧。
一种天然气与柴油双燃料同轴喷射的燃料喷射器的控制方法，通过分别控制第一电磁阀和第二电磁阀的开启与关闭，实现燃料喷射器柴油喷射模式、天然气喷射模式和喷射器关闭模式；
柴油喷射模式：同时关闭第一电磁阀和第二电磁阀；柴油通过柴油第一进油通道进入柴油型腔，柴油通过柴油第二进油通道进入压力控制型腔，天然气通过天然气进气通道进入天然气腔；第一电磁阀关闭，柴油型腔内的油压大于天然气腔内的气压，阀套底部的密封外锥面与阀体底部锥面紧密接触关闭天然气腔与压力室通道；所述柴油型腔与压力控制型腔内的油压相等，上阀芯静止；柴油型腔内的油压大于第一复位弹簧的弹力，柴油型腔内的油液推动下阀芯克服第一复位弹簧的弹力向上滑动，下阀芯与阀套分离，柴油型腔与压力室连通，柴油进入压力室从公共喷孔喷出，同时天然气腔与压力室之间通道关闭；
天然气喷射模式：同时打开第一电磁阀和第二电磁阀；柴油型腔的油液从柴油第一回油通道排出，压力控制型腔的油液从柴油第二回油通道排出，天然气通过天然气进气通道进入天然气腔；天然气腔内的天然气推动阀套带动阀芯整体向上移动，阀套与阀体分离，天然气腔与压力室连通，天然气进入压力室从公共喷孔喷出，同时柴油型腔与压力室之间通道关闭；
喷射器关闭模式：打开第一电磁阀，同时关闭第二电磁阀；柴油型腔的油液从柴油第一回油通道排出，柴油通过柴油第二进油通道进入压力控制型腔，天然气通过天然气进气通道进入天然气腔；压力控制型腔内的油压大于天然气腔的气压，阀芯带动阀套向下移动，天然气腔的气压小于第一复位弹簧的弹力，天然气腔与压力室之间通道无法打开，同时阀芯与阀套紧密接触，柴油型腔与压力室之间通道关闭。
有益效果：本发明可以实现柴油或天然气的单独喷射，两种燃料通过公共喷孔进行喷射；阀体内的压力控制型腔与柴油型腔共享同一个柴油机的供油系统；压力控制型腔可以使得柴油型腔作为燃料腔的同时也起到控制天然气喷射的作用；与其他双燃料喷射装置相比，公共喷孔使喷射器结构得到简化；压力控制型腔的存在使得切换燃料喷射时无需切断燃料供应或者使用外部泄压阀降低燃料压力，简化喷射装置的复杂程度，通过油压来对燃料喷射器进行控制而不是仅仅利用弹簧自身的弹力，减少复位弹簧的使用数量，解决长期使用后复位弹簧老化造成弹力不足的问题，延长了燃料喷射器的使用寿命。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本发明第一实施例喷射器关闭模式的结构示意图；
图2为本发明阀套的结构示意图；
图3为本发明阀芯的结构示意图；
图4为本发明第一实施例柴油喷射模式的结构示意图；
图5为本发明第一实施例天然气喷射模式的结构示意图；
图6为本发明第二实施例喷射器关闭模式的结构示意图；
图7为本发明第三实施例喷射器关闭模式的结构示意图；
图8为本发明第四实施例喷射器关闭模式的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
实施例一
如图1所示，一种天然气与柴油双燃料同轴喷射的燃料喷射器，包括阀体1、阀芯2和阀套3，所述阀芯2和阀套3同轴安装于阀体1内；其特征在于：所述阀套3将阀体1内部分隔成压力室4、天然气腔5和柴油型腔6，所述阀体1上设有与压力室4连通的公共喷孔11、与天然气腔5连通的天然气进气通道12、与柴油型腔6连通的柴油第一进油通道13和柴油第一回油通道14；所述阀芯2顶部与阀体1内壁形成压力控制型腔7，所述阀体1上设有与压力控制型腔7连通的柴油第二进油通道15和柴油第二回油通道16；所述柴油第一进油通道13和柴油第二进油通道15同时与柴油机供油管道连通，所述柴油第一回油通道14上设有第一电磁阀17，所述柴油第二回油通道16上设有第二电磁阀18；
所述阀芯2包括上阀芯21、下阀芯22和第一复位弹簧23，所述第一复位弹簧23位于上阀芯21和下阀芯22之间，所述阀芯2内的第一复位弹簧23处与阀体1内壁形成平衡腔8，所述阀体1上设有与平衡腔8连通的泄压孔19，泄压孔19与外界连通，保证气压平衡，确保下阀芯22可沿轴向自由上下滑动；所述第一复位弹簧23的弹力大于天然气供气系统的气压，所述第一复位弹簧23的弹力小于柴油机供油系统的油压；
所述阀套3底部设有与阀体1底部锥面配合的密封外锥面31，所述密封外锥面31与阀体1底部锥面的配合控制压力室4和天然气腔5的通断；
如图2所示，所述阀套3外径上设有密封凸台32，所述密封凸台32与阀体1内壁配合将天然气腔5和柴油型腔6分隔成互不相通的腔室；所述阀套3的内壁底部设有内锥面33，所述下阀芯22底部设有与内锥面33配合的外锥面24；所述下阀芯22的外径与阀套3的内径之间设有与柴油型腔6连通的油道9，所述外锥面24与内锥面33的配合控制两侧油道9和压力室4的通断。
所述上阀芯21与下阀芯22之间设有导向组件25，所述导向组件25沿阀芯2长度方向布置。
如图3所示，导向组件25包括导向杆251和导向孔252，所述导向杆251上端与上阀芯21固定连接，所述导向杆251下端穿过第一复位弹簧23插入导向孔252内，所述导向孔252位于下阀芯22内。
另外对于导向组件25还有其他实施例未给出图示，导向组件25包括导向杆251和导向孔252，所述导向杆251下端与下阀芯22固定连接，所述导向杆251上端穿过第一复位弹簧23插入导向孔252内，所述导向孔252位于上阀芯21内。
所述导向杆251为圆柱形结构，所述导向孔252为圆孔。所述导向杆251的横截面也可以为多边形结构，所述导向孔252为与导向杆251匹配的孔。
一种天然气与柴油双燃料同轴喷射的燃料喷射器的控制方法，通过分别控制第一电磁阀17和第二电磁阀18的开启与关闭，实现燃料喷射器柴油喷射模式、天然气喷射模式和喷射器关闭模式；
如图4所示，柴油喷射模式：同时关闭第一电磁阀17和第二电磁阀18；柴油通过柴油第一进油通道13进入柴油型腔6，柴油通过柴油第二进油通道15进入压力控制型腔7，天然气通过天然气进气通道12进入天然气腔5；第一电磁阀17关闭，柴油型腔6内的油压大于天然气腔5内的气压，阀套3底部的密封外锥面31与阀体1底部锥面紧密接触关闭天然气腔5与压力室4通道；所述柴油型腔6与压力控制型腔7内的油压相等，上阀芯21静止；柴油型腔6内的油压大于第一复位弹簧23的弹力，柴油型腔6内的油液推动下阀芯22克服第一复位弹簧23的弹力向上滑动，下阀芯22与阀套3分离，柴油型腔6与压力室4连通，柴油进入压力室4从公共喷孔11喷出，同时天然气腔5与压力室4之间通道关闭；
如图5所示，天然气喷射模式：同时打开第一电磁阀17和第二电磁阀18；柴油型腔6的油液从柴油第一回油通道14排出，压力控制型腔7的油液从柴油第二回油通道16排出，天然气通过天然气进气通道12进入天然气腔5；天然气腔5内的天然气推动阀套3带动阀芯2整体向上移动，阀套3与阀体1分离，天然气腔5与压力室4连通，天然气进入压力室4从公共喷孔11喷出，同时柴油型腔6与压力室4之间通道关闭；
如图1所示，喷射器关闭模式：打开第一电磁阀17，同时关闭第二电磁阀18；柴油型腔6的油液从柴油第一回油通道14排出，柴油通过柴油第二进油通道15进入压力控制型腔7，天然气通过天然气进气通道12进入天然气腔5；压力控制型腔7内的油压大于天然气腔5的气压，阀芯2带动阀套3向下移动，天然气腔5的气压小于第一复位弹簧23的弹力，天然气腔5与压力室4之间通道无法打开，同时阀芯2与阀套3紧密接触，柴油型腔6与压力室4之间通道关闭。
实施例二
如图6所示，为了压力控制型腔7能够提供持续作用于上阀芯21的推力，所述压力控制型腔7内设有第二复位弹簧71，第二复位弹簧71两端分别与阀体1内壁上顶部和上阀芯21的上顶部接触，所述第二复位弹簧71为压缩弹簧。
实施例三
如图7所示，为了提高天然气腔密封性和可靠性，所述天然气腔5内设有第三复位弹簧51，所述第三复位弹簧51两端分别与密封凸台32的下底面和阀套3的底面固定连接，所述第三复位弹簧51为拉力弹簧。
实施例四
如图8所示，为了提高天然气腔密封性和可靠性，所述柴油型腔6内设有第四复位弹簧61，所述第四复位弹簧61两端分别与密封凸台32的上顶面和阀套3内壁凸台顶面接触，所述第四复位弹簧61为压缩弹簧。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种天然气与柴油双燃料同轴喷射的燃料喷射器，包括阀体（1）、阀芯（2）和阀套（3），所述阀芯（2）和阀套（3）同轴安装于阀体（1）内；其特征在于：所述阀套（3）将阀体（1）内部分隔成压力室（4）、天然气腔（5）和柴油型腔（6），所述阀体（1）上设有与压力室（4）连通的公共喷孔（11）、与天然气腔（5）连通的天然气进气通道（12）、与柴油型腔（6）连通的柴油第一进油通道（13）和柴油第一回油通道（14）；所述阀芯（2）顶部与阀体（1）内壁形成压力控制型腔（7），所述阀体（1）上设有与压力控制型腔（7）连通的柴油第二进油通道（15）和柴油第二回油通道（16）；所述柴油第一进油通道（13）和柴油第二进油通道（15）同时与柴油机的供油管道连通，所述柴油第一回油通道（14）上设有第一电磁阀（17），所述柴油第二回油通道（16）上设有第二电磁阀（18）；
所述阀芯（2）包括上阀芯（21）、下阀芯（22）和第一复位弹簧（23），所述第一复位弹簧（23）位于上阀芯（21）和下阀芯（22）之间，所述阀芯（2）内的第一复位弹簧（23）处与阀体（1）内壁形成平衡腔（8），所述阀体（1）上设有与平衡腔（8）连通的泄压孔（19）；所述第一复位弹簧（23）的弹力大于天然气供气系统的气压，所述第一复位弹簧（23）的弹力小于柴油机供油系统的油压；
所述阀套（3）底部设有与阀体（1）底部锥面配合的密封外锥面（31），所述密封外锥面（31）与阀体（1）底部锥面的配合控制压力室（4）和天然气腔（5）的通断；
所述阀套（3）外径上设有密封凸台（32），所述密封凸台（32）与阀体（1）内壁配合将天然气腔（5）和柴油型腔（6）分隔成互不相通的腔室；所述阀套（3）的内壁底部设有内锥面（33），所述下阀芯（22）底部设有与内锥面（33）配合的外锥面（24）；所述下阀芯（22）的外径与阀套（3）的内径之间设有与柴油型腔（6）连通的油道（9），所述外锥面（24）与内锥面（33）的配合控制油道（9）和压力室（4）的通断。
2.根据权利要求1所述的天然气与柴油双燃料同轴喷射的燃料喷射器，其特征在于：所述上阀芯（21）与下阀芯（22）之间设有导向组件（25），所述导向组件（25）沿阀芯（2）长度方向布置。
3.根据权利要求2所述的天然气与柴油双燃料同轴喷射的燃料喷射器，其特征在于：导向组件（25）包括导向杆（251）和导向孔（252），所述导向杆（251）上端与上阀芯（21）固定连接，所述导向杆（251）下端穿过第一复位弹簧（23）插入导向孔（252）内，所述导向孔（252）位于下阀芯（22）内。
4.根据权利要求2所述的天然气与柴油双燃料同轴喷射的燃料喷射器，其特征在于：导向组件（25）包括导向杆（251）和导向孔（252），所述导向杆（251）下端与下阀芯（22）固定连接，所述导向杆（251）上端穿过第一复位弹簧（23）插入导向孔（252）内，所述导向孔（252）位于上阀芯（21）内。
5.根据权利要求3或4所述的天然气与柴油双燃料同轴喷射的燃料喷射器，其特征在于：所述导向杆（251）为圆柱形结构，所述导向孔（252）为圆孔。
6.根据权利要求3或4所述的天然气与柴油双燃料同轴喷射的燃料喷射器，其特征在于：所述导向杆（251）的横截面为多边形结构，所述导向孔（252）为与导向杆（251）匹配的孔。
7.根据权利要求1所述的天然气与柴油双燃料同轴喷射的燃料喷射器，其特征在于：所述压力控制型腔（7）内设有第二复位弹簧（71），第二复位弹簧（71）两端分别与阀体（1）内壁上顶部和上阀芯（21）的上顶部接触，所述第二复位弹簧（71）为压缩弹簧。
8.根据权利要求1或7所述的天然气与柴油双燃料同轴喷射的燃料喷射器，其特征在于：所述天然气腔（5）内设有第三复位弹簧（51），所述第三复位弹簧（51）两端分别与密封凸台（32）的下底面和阀套（3）的底面固定连接，所述第三复位弹簧（51）为拉力弹簧。
9.根据权利要求1或7所述的天然气与柴油双燃料同轴喷射的燃料喷射器，其特征在于：所述柴油型腔（6）内设有第四复位弹簧（61），所述第四复位弹簧（61）两端分别与密封凸台（32）的上顶面和阀套（3）内壁凸台顶面接触，所述第四复位弹簧（61）为压缩弹簧。
10.根据权利要求1所述的天然气与柴油双燃料同轴喷射的燃料喷射器的控制方法，其特征在于：通过分别控制第一电磁阀（17）和第二电磁阀（18）的开启与关闭，实现燃料喷射器柴油喷射模式、天然气喷射模式和喷射器关闭模式；
柴油喷射模式：同时关闭第一电磁阀（17）和第二电磁阀（18）；柴油通过柴油第一进油通道（13）进入柴油型腔（6），柴油通过柴油第二进油通道（15）进入压力控制型腔（7），天然气通过天然气进气通道（12）进入天然气腔（5）；第一电磁阀（17）关闭，柴油型腔（6）内的油压大于天然气腔（5）内的气压，阀套（3）底部的密封外锥面（31）与阀体（1）底部锥面紧密接触关闭天然气腔（5）与压力室（4）通道；所述柴油型腔（6）与压力控制型腔（7）内的油压相等，上阀芯（21）静止；柴油型腔（6）内的油压大于第一复位弹簧（23）的弹力，柴油型腔（6）内的油液推动下阀芯（22）克服第一复位弹簧（23）的弹力向上滑动，下阀芯（22）与阀套（3）分离，柴油型腔（6）与压力室（4）连通，柴油进入压力室（4）从公共喷孔（11）喷出，同时天然气腔（5）与压力室（4）之间通道关闭；
天然气喷射模式：同时打开第一电磁阀（17）和第二电磁阀（18）；柴油型腔（6）的油液从柴油第一回油通道（14）排出，压力控制型腔（7）的油液从柴油第二回油通道（16）排出，天然气通过天然气进气通道（12）进入天然气腔（5）；天然气腔（5）内的天然气推动阀套（3）带动阀芯（2）整体向上移动，阀套（3）与阀体（1）分离，天然气腔（5）与压力室（4）连通，天然气进入压力室（4）从公共喷孔（11）喷出，同时柴油型腔（6）与压力室（4）之间通道关闭；
喷射器关闭模式：打开第一电磁阀（17），同时关闭第二电磁阀（18）；柴油型腔（6）的油液从柴油第一回油通道（14）排出，柴油通过柴油第二进油通道（15）进入压力控制型腔（7），天然气通过天然气进气通道（12）进入天然气腔（5）；压力控制型腔（7）内的油压大于天然气腔（5）的气压，阀芯（2）带动阀套（3）向下移动，天然气腔（5）的气压小于第一复位弹簧（23）的弹力，天然气腔（5）与压力室（4）之间通道无法打开，同时阀芯（2）与阀套（3）紧密接触，柴油型腔（6）与压力室（4）之间通道关闭。
CN202110465487.0A 2021-04-28 2021-04-28 天然气与柴油双燃料同轴喷射的燃料喷射器及其控制方法 Active CN113294253B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110465487.0A CN113294253B (zh) 2021-04-28 2021-04-28 天然气与柴油双燃料同轴喷射的燃料喷射器及其控制方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110465487.0A CN113294253B (zh) 2021-04-28 2021-04-28 天然气与柴油双燃料同轴喷射的燃料喷射器及其控制方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN113294253A CN113294253A (zh) 2021-08-24
CN113294253B true CN113294253B (zh) 2022-07-22

Family

ID=77321775

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202110465487.0A Active CN113294253B (zh) 2021-04-28 2021-04-28 天然气与柴油双燃料同轴喷射的燃料喷射器及其控制方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN113294253B (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US12085050B2 (en) 2022-10-26 2024-09-10 Caterpillar Inc. Switching fuel rail for a diesel fuel engine

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8733326B2 (en) * 2011-06-24 2014-05-27 Caterpillar Inc. Dual fuel injector for a common rail system
CN102705120B (zh) * 2012-06-19 2015-03-11 哈尔滨工程大学 双燃料电控单体喷射器
CN103089505B (zh) * 2013-01-21 2015-04-22 江苏大学 一种实现天然气柴油双燃料喷射的装置和方法
CN105756830B (zh) * 2016-04-21 2018-04-24 哈尔滨工程大学 组合式机械喷油-增压电磁喷气混合燃料喷射装置
CN110645128B (zh) * 2019-11-07 2024-04-16 江苏科技大学 一种双燃料喷射器

Also Published As

Publication number Publication date
CN113294253A (zh) 2021-08-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101297108B (zh) 适合于低粘性燃油的燃油喷射系统
US9422899B2 (en) Dual fuel injector with hydraulic lock seal and liquid leak purge strategy
CN103930661B (zh) 双燃料共轨系统和燃料喷射器
US8783229B2 (en) Internal combustion engine, combustion charge formation system, and method
CN114151254B (zh) 压电直驱-先导双作用的双针阀喷油器
US9447740B2 (en) Engine system having hydraulically actuated gas injector
CN111120166A (zh) 一种带单向阀的集成式直喷双燃料喷射器
CN113294253B (zh) 天然气与柴油双燃料同轴喷射的燃料喷射器及其控制方法
CN113719388B (zh) 一种双燃料喷射器
CN110645128B (zh) 一种双燃料喷射器
CN105351130A (zh) 增压无泄漏压电控制式燃气喷射装置
CN109058013B (zh) 一种天然气柴油喷射器
CN111577498B (zh) 一种两位三通原理的共轨喷油器
CN209925136U (zh) 一种新型双燃料缸内直喷喷射器
US5950596A (en) Fuel injector deflector
CN110848060A (zh) 一种电控蓄压喷油器
CN205779392U (zh) 组合式双增压电磁喷油‑压电喷气混合燃料喷射装置
JP2001207935A (ja) ソレノイド作動式の改良された逆止弁を有する燃料噴射装置アセンブリ
CN112081673A (zh) 一种双燃料喷射器
CN201221425Y (zh) 一种高压共轨喷油器
CN105756820A (zh) 组合式增压电磁喷油-非增压压电喷气混合燃料喷射装置
CN205207029U (zh) 增压无泄漏压电控制式燃气喷射装置
CN221195241U (zh) 一种控制阀喷油器
CN116857096B (zh) 一种喷油规律可变的低回油电控喷油器
CN114483383B (zh) 一种气体燃料喷射器

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant