CN113898499A - 一种高压差气体机用燃气喷射阀 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高压差气体机用燃气喷射阀，包括电磁阀、衔铁、限位圈、限程盘、阀壳体、阀片、圆柱销、阀座和复位弹簧。阀壳体的中心贯穿形成阶梯通孔，且下端为出气口，阀壳体的侧壁开设有腰形进气口，阀座、阀片、限程盘、限位圈至下而上依次安装在阶梯通孔内，阀片下端面与阀座上端面配合，形成有阀片舵形燃气流道或者阀座舵形燃气流道，可以使补气更及时有效，进气节流效应降到最低；同时可以减小阀座与阀片的密封面积，增大密封比压，使密封比压与工作环境压力呈正相关，避免电磁阀在高压差环境下电磁力不足的问题，从而可以使阀片在高压差燃气环境下顺利开启，进而优化发动机性能，提高响应速度。
Description
技术领域
本发明涉及气体机部件，具体涉及一种高压差气体机用燃气喷射阀。
背景技术
目前，气体机以较低的污染排放、较好的燃油经济性和较高的性价比得到国内外市场的青睐。其中，燃气喷射阀是燃料喷射系统的核心零部件之一，加强燃气喷射阀的自主研发至关重要。
CN106121867A公开了一种气体燃料发动机用燃气电喷阀，包括壳体、电磁阀部件和阀芯部件。阀芯部件包括阀芯、阀片、阀座和衔铁，阀片安装在阀芯内，阀片与衔铁下端固定连接，电磁阀部件通电时，在电磁力作用下，衔铁拉动所述阀片向上移动，使阀片的下表面与阀座的上表面之间形成燃气通道，电磁阀部件断电时，阀片的下表面与阀座的上表面贴合形成密封面，阻断燃气通道。其能够适用于中高速气体机和双燃料发动机，但是其采用环形流道的方式，在高压差环境下会出现电磁力不足的问题，会导致阀片在高压差燃气环境下不能顺利开启，不适用于高压差气体机。
发明内容
本发明的目的是提供一种高压差气体机用燃气喷射阀，以使阀片在高压差燃气环境下顺利开启，进而优化发动机性能，提高响应速度。
本发明所述的一种高压差气体机用燃气喷射阀，包括电磁阀、衔铁、限位圈、限程盘、阀壳体、阀片、阀座和复位弹簧，阀壳体的中心贯穿形成阶梯通孔，且下端为出气口，阀壳体的侧壁开设有腰形进气口，阀座、阀片、限程盘、限位圈至下而上依次安装在所述阶梯通孔内，限程盘的中心开设有台阶孔，电磁阀固定安装在阀壳体上，衔铁位于电磁阀下方，且衔铁的上部位于限位圈的中心孔内、下部位于限程盘的台阶孔内，阀片固定连接在衔铁的下端且靠近腰形进气口，复位弹簧套在衔铁的下部，且上端与限程盘的台阶孔的端面抵靠、下端与阀片的上端面抵靠，限程盘能限制阀片的上移行程，阀片的下端面与阀座的上端面相配合。阀片的下端面由内向外依次间隔开设有第一导气圆槽、第一内圆环槽和第一外圆环槽，第一导气圆槽开设在阀片的下端面中心，第一外圆环槽开设在阀片的下端面边缘，阀片的下端面沿周向均匀开设有多条第一径向贯穿槽，多条第一径向贯穿槽将第一导气圆槽、第一内圆环槽、第一外圆环槽贯穿连通，形成阀片舵形燃气流道和凸起的多个阀片密封块；阀座的上端面为平面，阀座上开设有与多个阀片密封块一一对应且与出气口连通的多个阀座喷孔。当电磁阀通电时，衔铁带动阀片上移，阀片抬起，燃气喷射阀开启；当电磁阀断电时，衔铁在复位弹簧的弹力下带动阀片快速落座，燃气喷射阀关闭。
优选的，所述第一内圆环槽与第一外圆环槽之间还均匀开设有多条第一径向连接槽。
优选的，所述阀座的上端面边缘沿圆周方向均匀设置有多个圆柱销，所述阀片的侧壁开设有与多个圆柱销一一对应配合的多个半圆柱形销孔槽。
优选的，所述第一径向贯穿槽有六条，所述第一径向连接槽也有六条，所述阀片密封块和阀座喷空的个数都为十八个，所述圆柱销和半圆柱形销孔槽的个数都为三个。
本发明所述的另一种高压差气体机用燃气喷射阀，包括电磁阀、衔铁、限位圈、限程盘、阀壳体、阀片、阀座和复位弹簧，阀壳体的中心贯穿形成阶梯通孔，且下端为出气口，阀壳体的侧壁开设有腰形进气口，阀座、阀片、限程盘、限位圈至下而上依次安装在所述阶梯通孔内，限程盘的中心开设有台阶孔，电磁阀固定安装在阀壳体上，衔铁位于电磁阀下方，且衔铁的上部位于限位圈的中心孔内、下部位于限程盘的台阶孔内，阀片固定连接在衔铁的下端且靠近腰形进气口，复位弹簧套在衔铁的下部，且上端与限程盘的台阶孔的端面抵靠、下端与阀片的上端面抵靠，限程盘能限制阀片的上移行程，阀片的下端面与阀座的上端面相配合。阀片的下端面为平面，阀座的上端面由内向外依次间隔开设有第二导气圆槽、第二内圆环槽和第二外圆环槽，第二导气圆槽开设在阀座的上端面中心，阀座的上端面沿周向均匀开设有多条第二径向贯穿槽，多条第二径向贯穿槽将第二导气圆槽、第二内圆环槽、第二外圆环槽贯穿连通，形成阀座舵形燃气流道和凸起的多个阀座密封块，每个阀座密封块上都开设有一个与出气口连通的阀座喷孔。当电磁阀通电时，衔铁带动阀片上移，阀片抬起，燃气喷射阀开启；当电磁阀断电时，衔铁在复位弹簧的弹力下带动阀片快速落座，燃气喷射阀关闭。
优选的，所述第二内圆环槽与第二外圆环槽之间还均匀开设有多条第二径向连接槽。
优选的，所述第二径向贯穿槽有六条，所述第二径向连接槽也有六条，所述阀座密封块和阀座喷孔的个数都为十八个。
优选的，所述阀片的上端面开设有圆环形的弹簧装配槽，所述复位弹簧的下端部位于弹簧装配槽内，且与弹簧装配槽的底面抵靠。
本发明与现有技术相比，具有如下效果：
（1）采用阀片舵形燃气流道或者阀座舵形燃气流道，使补气更及时有效，进气节流效应降到了最低，并且也减小了阀座与阀片的密封面积，增大了密封比压，使密封比压与工作环境压力呈正相关，避免了电磁阀在高压差环境下电磁力不足的问题，从而可以使阀片在高压差燃气环境下顺利开启，进而优化发动机性能，提高响应速度。
（2）多个阀座喷孔在阀座上的排布形式类似于蜂窝状，从而使喷射出的燃气与空气混合更彻底，使燃气均匀性得到提升。
（3）通过开设多条第一径向连接槽或者多条第二径向连接槽的方式，更进一步减小了阀片与阀座的密封面积，更进一步提升了补气及时性。
（4）采用圆柱销与半圆柱形销孔槽配合对阀片进行导向，解决了传统轴孔配合导向造成的卡滞问题，使燃气喷射阀可靠性有了质的提升。
附图说明
图1为实施例1中的高压差气体机用燃气喷射阀的剖面图。
图2为实施例1中的阀片与阀座的配合示意图。
图3为实施例1中的阀片的结构示意图。
图4为实施例1中的阀座的结构示意图。
图5为实施例2中的高压差气体机用燃气喷射阀的剖面图。
图6为实施例2中的阀片与阀座的配合示意图。
图7为实施例2中的阀片的结构示意图。
图8为实施例2中的阀座的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作详细说明。
实施例1：如图1至图4所示的高压差气体机用燃气喷射阀，包括电磁阀1、衔铁2、限位圈3、限程盘4、阀壳体5、阀片6、阀座8和复位弹簧13。
阀壳体5的中心贯穿形成阶梯通孔，且下端为出气口52，阀壳体5的侧壁开设有腰形进气口51，阀座8、阀片6、限程盘4、限位圈3至下而上依次安装在阀壳体5的阶梯通孔内，阀座8与阀壳体5之间还设有保证安装密封性的第一O型密封圈9，限程盘4的中心开设有台阶孔。电磁阀1通过紧固螺钉11固定安装在阀壳体5上，且电磁阀1与阀壳体5之间还设有保证安装密封性的第二O型密封圈10。衔铁2位于电磁阀1下方，衔铁2的上端面设置有导流槽，导流槽可以减少衔铁2上移时工作介质被压缩产生的阻力，衔铁2的上部位于限位圈3的中心孔内，衔铁2的下部位于限程盘4的台阶孔内。
阀片6的中心开设有螺钉孔60，连接螺钉12穿过螺钉孔60而将阀片6固定连接在衔铁2的下端，且靠近腰形进气口51，阀片6跟随衔铁2一起运动。复位弹簧13套在衔铁2的下部，复位弹簧13的上端与限程盘4的台阶孔的端面抵靠，复位弹簧13的下端与阀片6的上端面抵靠，复位弹簧13可以提供足够的复位弹簧力，保证电磁阀1断电后衔铁2与阀片6快速复位。限程盘4能限制阀片6的上移行程，阀片6的质量较轻，可以降低撞击能量，提高可靠性。阀片6的下端面由内向外依次间隔开设有第一导气圆槽65、第一内圆环槽62和第一外圆环槽63，第一导气圆槽65开设在阀片6的下端面中心，第一外圆环槽63开设在阀片6的下端面边缘，阀片6的下端面沿周向均匀开设有六条第一径向贯穿槽64和六条第一径向连接槽66，六条第一径向贯穿槽64与六条第一径向连接槽66间隔排布，六条第一径向贯穿槽64将第一导气圆槽65、第一内圆环槽62、第一外圆环槽63贯穿连通，六条第一径向连接槽66位于第一内圆环槽62与第一外圆环槽63之间，将第一内圆环槽62与第一外圆环槽63连通，第一导气圆槽65、第一内圆环槽62、第一外圆环槽63、六条第一径向贯穿槽64以及六条第一径向连接槽66共同形成阀片舵形燃气流道，阀片6的下端面由于开设阀片舵形燃气流道而形成了凸起的十八个阀片密封块61；阀片6的侧壁沿圆周方向均匀开设有三个半圆柱形销孔槽67。
阀座8的上端面为平面，阀座8上开设有与十八个阀片密封块61一一对应且与出气口52连通的十八个阀座喷孔81，十八个阀座喷孔81在阀座8上的排布形式类似于蜂窝状；阀座8的上端面边缘沿圆周方向均匀设置有与三个半圆柱形销孔槽67一一对应配合的三个圆柱销7。阀片6的下端面与阀座8的上端面相配合，十八个阀片密封块61能覆盖并密封十八个阀座喷孔81，三个圆柱销7分别位于三个半圆柱形销孔槽67内。
当电磁阀1通电时，衔铁2带动阀片6上移，阀片6抬起，燃气喷射阀开启，此时从腰形进气口51进入的燃气经过阀片舵形燃气流道、十八个阀座喷孔81而从出口气52流出，开始供气。当电磁阀1断电时，衔铁2在复位弹簧13的弹力下带动阀片6快速落座，十八个阀片密封块61覆盖并密封十八个阀座喷孔81，燃气喷射阀关闭，结束供气。本实施例中燃气喷射阀可以在燃气压力小于或等于10 bar时快速开启。
实施例2：如图5至图8所示的高压差气体机用燃气喷射阀，包括电磁阀1、衔铁2、限位圈3、限程盘4、阀壳体5、阀片6、阀座8和复位弹簧13。
阀壳体5的中心贯穿形成阶梯通孔，且下端为出气口52，阀壳体5的侧壁开设有腰形进气口51，阀座8、阀片6、限程盘4、限位圈3至下而上依次安装在阀壳体5的阶梯通孔内，阀座8与阀壳体5之间还设有保证安装密封性的第一O型密封圈9，限程盘4的中心开设有台阶孔。电磁阀1通过紧固螺钉11固定安装在阀壳体5上，且电磁阀1与阀壳体5之间还设有保证安装密封性的第二O型密封圈10。衔铁2位于电磁阀1下方，衔铁2的上端面设置有导流槽，导流槽可以减少衔铁2上移时工作介质被压缩产生的阻力，衔铁2的上部位于限位圈3的中心孔内，衔铁2的下部位于限程盘4的台阶孔内。
阀片6的中心开设有螺钉孔60，连接螺钉12穿过螺钉孔60而将阀片6固定连接在衔铁2的下端，且靠近腰形进气口51，阀片6的上端面开设有圆环形的弹簧装配槽68，阀片6的下端面为平面，阀片6跟随衔铁2一起运动。复位弹簧13套在衔铁2的下部，复位弹簧13的上端与限程盘4的台阶孔的端面抵靠，复位弹簧13的下端部位于弹簧装配槽68内，且与弹簧装配槽68的底面抵靠，复位弹簧13可以提供足够的复位弹簧力，保证电磁阀1断电后衔铁2与阀片6快速复位。限程盘4能限制阀片6的上移行程，阀片6的质量较轻，可以降低撞击能量，提高可靠性。
阀座8的上端面由内向外依次间隔开设有第二导气圆槽85、第二内圆环槽82和第二外圆环槽83，第二导气圆槽85开设在阀座8的上端面中心，阀座8的上端面沿周向均匀开设有六条第二径向贯穿槽84和六条第二径向连接槽86，六条第二径向贯穿槽84与六条第二径向连接槽86间隔排布，六条第二径向贯穿槽84将第二导气圆槽85、第二内圆环槽82、第二外圆环槽83贯穿连通，六条第二径向连接槽86位于第二内圆环槽82与第二外圆环槽83之间，将第二内圆环槽82与第二外圆环槽83连通，第二导气圆槽85、第二内圆环槽82、第二外圆环槽83、六条第二径向贯穿槽84以及六条第二径向连接槽86共同形成阀座舵形燃气流道，阀座8的上端面由于开设阀座舵形燃气流道而形成了凸起的十八个阀座密封块80，每个阀座密封块80上都开设有一个与出气口52连通的阀座喷孔81，十八个阀座喷孔81在阀座8上的排布形式类似于蜂窝状。阀片6的下端面与阀座8的上端面相配合，阀片6的下端面能覆盖并密封十八个阀座喷孔81。
当电磁阀1通电时，衔铁2带动阀片6上移，阀片6抬起，燃气喷射阀开启，此时从腰形进气口51进入的燃气经过阀座舵形燃气流道、阀座喷孔81而从出口气52流出，开始供气。当电磁阀1断电时，衔铁2在复位弹簧13的弹力下带动阀片6快速落座，阀片6的下端面覆盖并密封十八个阀座喷孔81，燃气喷射阀关闭，结束供气。本实施例中燃气喷射阀可以在燃气压力小于或等于10 bar时快速开启。
Claims (8)
1.一种高压差气体机用燃气喷射阀，包括电磁阀（1）、衔铁（2）、限位圈（3）、限程盘（4）、阀壳体（5）、阀片（6）、阀座（8）和复位弹簧（13），阀壳体（5）的中心贯穿形成阶梯通孔，且下端为出气口（52），阀壳体（5）的侧壁开设有腰形进气口（51），阀座（8）、阀片（6）、限程盘（4）、限位圈（3）至下而上依次安装在所述阶梯通孔内，限程盘（4）的中心开设有台阶孔，电磁阀（1）固定安装在阀壳体（5）上，衔铁（2）位于电磁阀（1）下方，且衔铁（2）的上部位于限位圈（3）的中心孔内、下部位于限程盘（4）的台阶孔内，阀片（6）固定连接在衔铁（2）的下端且靠近腰形进气口（51），复位弹簧（13）套在衔铁（2）的下部，且上端与限程盘（4）的台阶孔的端面抵靠、下端与阀片（6）的上端面抵靠，限程盘（4）能限制阀片（6）的上移行程，阀片（6）的下端面与阀座（8）的上端面相配合；其特征在于：阀片（6）的下端面由内向外依次间隔开设有第一导气圆槽（65）、第一内圆环槽（62）和第一外圆环槽（63），第一导气圆槽（65）开设在阀片（6）的下端面中心，第一外圆环槽（63）开设在阀片（6）的下端面边缘，阀片（6）的下端面沿周向均匀开设有多条第一径向贯穿槽（64），多条第一径向贯穿槽（64）将第一导气圆槽（65）、第一内圆环槽（62）、第一外圆环槽（63）贯穿连通，形成阀片舵形燃气流道和凸起的多个阀片密封块（61）；阀座（8）的上端面为平面，阀座（8）上开设有与多个阀片密封块（61）一一对应且与出气口（52）连通的多个阀座喷孔（81）。
2.根据权利要求1所述的高压差气体机用燃气喷射阀，其特征在于：所述第一内圆环槽（62）与第一外圆环槽（63）之间还均匀开设有多条第一径向连接槽（66）。
3.根据权利要求1或2所述的高压差气体机用燃气喷射阀，其特征在于：所述阀座（8）的上端面边缘沿圆周方向均匀设置有多个圆柱销（7），所述阀片（6）的侧壁开设有与多个圆柱销（7）一一对应配合的多个半圆柱形销孔槽（67）。
4.根据权利要求3所述的高压差气体机用燃气喷射阀，其特征在于：所述第一径向贯穿槽（64）有六条，所述第一径向连接槽（66）也有六条，所述阀片密封块（61）和阀座喷空（81）的个数都为十八个，所述圆柱销（7）和半圆柱形销孔槽（67）的个数都为三个。
5.一种高压差气体机用燃气喷射阀，包括电磁阀（1）、衔铁（2）、限位圈（3）、限程盘（4）、阀壳体（5）、阀片（6）、阀座（8）和复位弹簧（13），阀壳体（5）的中心贯穿形成阶梯通孔，且下端为出气口（52），阀壳体（5）的侧壁开设有腰形进气口（51），阀座（8）、阀片（6）、限程盘（4）、限位圈（3）至下而上依次安装在所述阶梯通孔内，限程盘（4）的中心开设有台阶孔，电磁阀（1）固定安装在阀壳体（5）上，衔铁（2）位于电磁阀（1）下方，且衔铁（2）的上部位于限位圈（3）的中心孔内、下部位于限程盘（4）的台阶孔内，阀片（6）固定连接在衔铁（2）的下端且靠近腰形进气口（51），复位弹簧（13）套在衔铁（2）的下部，且上端与限程盘（4）的台阶孔的端面抵靠、下端与阀片（6）的上端面抵靠，限程盘（4）能限制阀片（6）的上移行程，阀片（6）的下端面与阀座（8）的上端面相配合；其特征在于：阀片（6）的下端面为平面，阀座（8）的上端面由内向外依次间隔开设有第二导气圆槽（85）、第二内圆环槽（82）和第二外圆环槽（83），第二导气圆槽（85）开设在阀座（8）的上端面中心，阀座（8）的上端面沿周向均匀开设有多条第二径向贯穿槽（84），多条第二径向贯穿槽（84）将第二导气圆槽（85）、第二内圆环槽（82）、第二外圆环槽（83）贯穿连通，形成阀座舵形燃气流道和凸起的多个阀座密封块（80），每个阀座密封块（80）上都开设有一个与出气口（52）连通的阀座喷孔（81）。
6.根据权利要求5所述的高压差气体机用燃气喷射阀，其特征在于：所述第二内圆环槽（82）与第二外圆环槽（83）之间还均匀开设有多条第二径向连接槽（86）。
7.根据权利要求6所述的高压差气体机用燃气喷射阀，其特征在于：所述第二径向贯穿槽（84）有六条，所述第二径向连接槽（86）也有六条，所述阀座密封块（80）和阀座喷孔（81）的个数都为十八个。
8.根据权利要求5至7任一项所述的高压差气体机用燃气喷射阀，其特征在于：所述阀片（6）的上端面开设有圆环形的弹簧装配槽（68），所述复位弹簧（13）的下端部位于弹簧装配槽（68）内，且与弹簧装配槽（68）的底面抵靠。
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