CN114033593B - 一种双燃料低速柴油机的集成式喷油器装置 - Google Patents

Abstract

一种双燃料低速柴油机的集成式喷油器装置，包括有阀座、阀壳、止回阀上阀体、止推杆、弹簧片、大弹簧、导向柱塞组件、止回阀下阀体和喷嘴，燃油通过止回阀上阀体、止回阀下阀体、止推杆和导向柱塞组件内的燃油通道，顶开导向柱塞组件进入喷嘴，通过主喷射孔和引燃油喷射孔喷入气缸，完成燃油模式下的主喷射；高压油通过进油路进入止回阀下阀体与止推杆之间的间隙，该止推杆在油压作用下抵消弹簧片的弹力向下移动，进而推动导向柱塞组件下端遮断喷嘴上排的主喷射孔，燃油通过燃油通道，顶开导向柱塞组件进入喷嘴，通过引燃油喷射孔喷入气缸，完成燃气模式下的引燃喷射。本发明实现了主喷和引燃功能的切换，结构简单，安全可靠。简化了工艺，降低了成本。

Description

一种双燃料低速柴油机的集成式喷油器装置

技术领域

本发明涉及双燃料低速柴油机的喷油结构，具体涉及一种双燃料低速柴油机的集成式喷油器装置，涉及船用柴油机技术领域。

背景技术

对于现有的双燃料船用柴油机，在燃油模式下，只有燃油作为燃烧介质，对喷油器的喷射正时和喷嘴结构都有明确的要求；在燃气模式下，燃油作为辅助点燃功能介质，对喷射量要求低，且喷油正时与常规喷油器不同。因此主机在燃气模式下由一个独立的引燃油喷油器进行燃油喷射引燃，在燃油模式下由另一个独立的主喷油器进行燃油喷射，完成主机燃烧介质的喷射工作。该两个喷油器的工作都是喷射燃油，只是在不同的模式下工作，喷射不同量的燃油，而作用是相同的。

如果将两种喷油器合二为一，就可以减少引燃油喷油器的器件成本，同时降低气缸盖的加工要求难度和工艺成本。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种双燃料低速柴油机的集成式喷油器装置，将主喷油器和引燃油喷油器的功能集成在一起，形成单一整体的结构，无需在气缸盖上配置两种喷油器，从而降低喷油装置的成本和气缸盖的加工工艺成本，同时提升喷油器的拆装作业效率。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种双燃料低速柴油机的集成式喷油器装置，安装于气缸盖上的喷油器安装孔中，包括有阀座、阀壳、止回阀上阀体、大弹簧、导向柱塞组件、止回阀下阀体和喷嘴，其特征在于：所述的集成式喷油器装置还包括有止推杆和弹簧片；所述止回阀上阀体、止回阀下阀体、止推杆和弹簧片自上而下依次连接设置于所述阀壳内的上部，所述弹簧片夹置于所述止推杆与所述阀壳的内台肩之间且通过弹力推压所述止推杆，使该止推杆的上端紧密贴合所述止回阀下阀体的下端，所述止推杆的下部依次穿过所述弹簧片、阀壳和大弹簧，下端与所述导向柱塞组件连接；所述喷嘴为双层喷嘴，与所述导向柱塞组件连接，设有位于上排的多个主喷射孔和位于下排的一个引燃油喷射孔，该导向柱塞组件的下端伸入所述喷嘴的内腔且能够在该内腔中上下滑动；所述止回阀上阀体、止回阀下阀体、止推杆和导向柱塞组件的内部设有贯通的燃油通道，该燃油通道与所述喷嘴的内腔连通；所述阀壳的内部设有通向所述止回阀下阀体与止推杆之间的间隙的液压油的进油路和回油路；

燃油通过所述止回阀上阀体、止回阀下阀体、止推杆和导向柱塞组件内部的燃油通道，顶开所述导向柱塞组件进入所述喷嘴的内腔，通过畅通的主喷射孔和引燃油喷射孔喷入气缸，完成燃油模式下的主喷射；

当高压油通过所述阀壳内的进油路进入所述止回阀下阀体与止推杆之间的间隙，该止推杆在油压作用下抵消所述弹簧片的弹力向下移动，进而推动所述导向柱塞组件向下移动且下端遮断所述喷嘴上排的主喷射孔，只露出下排的引燃油喷射孔，之后燃油通过所述燃油通道，顶开所述导向柱塞组件进入所述喷嘴的内腔，通过畅通的引燃油喷射孔喷入气缸，完成燃气模式下的引燃喷射。

进一步地，所述的引燃油喷射孔和主喷射孔的孔径根据实际喷射量要求选定，该引燃油喷射孔与主喷射孔之间的孔距根据所述导向柱塞组件的行程确定，确保所述主喷射孔工作状态的切换。

进一步地，所述的阀座连接于气缸盖上，将所述阀壳压置于所述喷油器安装孔内。

进一步地，所述的止回阀上阀体的内部设有用于预紧的小弹簧，防止燃油误入燃烧室。

与现有技术相比，本发明的有益技术效果如下：

1)本发明在单个喷油器的结构中，通过改变内部构件的运行状态实现了两个喷射功能：既实现了燃油模式下的主喷功能，也在燃气模式下切换成引燃油状态，实现了引燃的功能。

2)本发明将两个喷油器合二为一，不仅降低了器件成本，而且减少了喷油器的安装时间，提高了安装效率。

3)本发明不仅免除了原有引燃油喷油器安装孔的加工，而且外形与气缸盖上原有加工的安装孔保持一致，从而简化了缸盖的加工工艺，大大降低了加工成本。

4)本发明降低了维护成本，提高了维护效率。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为双层喷嘴的示意图。

图3为本发明的燃油模式状态示意图。

图4为图3的喷嘴状态示意图。

图5为本发明的燃气模式状态示意图。

图6为图5的喷嘴状态示意图。

图中，

1—阀壳，2—止推杆，3—弹簧片，4—大弹簧，5—导向柱塞组件，6—双层喷嘴，7—止回阀下阀体，8—阀座，9—止回阀上阀体，10—上连接体，11—下连接体，61—引燃油喷射孔，62—主喷射孔。

具体实施方式

本发明所述双燃料低速柴油机的集成式喷油器装置将主喷油器和引燃油喷油器集成为统一的单个喷油器结构，其功能即可以实现燃油模式下的主喷功能，又可以在燃气模式下切换成引燃油状态，实现引燃的功能。

下面结合附图对本发明作进一步的详细阐述，但不应以此来限制本发明的保护范围。

所述集成式喷油器装置保留了常规喷油器的外形结构，确保其外形结构与气缸盖上原有加工的安装孔保持一致，但实现了主喷和引燃的两大功能。

请先参阅图1，图示集成式喷油器装置由阀壳1、止推杆2、弹簧片3、大弹簧4、导向柱塞组件5、双层喷嘴6、止回阀上阀体9、止回阀下阀体7、阀座8、上连接体10和下连接体11构成。

所述的阀壳1为多层级柱状结构，内部为空，用于安装所述止推杆2、弹簧片3和止回阀下阀体7，其结构表面设有高压油进口和泄放口，内部设有油路，液压油可以通过该油路使止推杆2压缩弹簧片3，实现导向柱塞组件5的运动。

所述止推杆2为多层级柱状结构，内部为空，用于燃油输送通道，左侧端部大面积用于承受液压油压力，右侧用于压缩所述弹簧片3，安装时与阀壳1、弹簧片3、大弹簧4和导向柱塞组件5关联，起到力的传递和燃油输送功能。

所述弹簧片3在液压油的作用下起到受压作用，在无液压油作用时，可以实现所述止推杆2的回撤功能，最终实现喷嘴的多级切换。

所述大弹簧4的常规作用是确保所述导向柱塞组件5处于闭合状态，防止燃油泄露到燃烧室。

所述导向柱塞组件5也是多层级柱状结构，内部由多个油路组成，由不同位置决定油路走向，实现燃油疏通和切断功能。

请参阅图2，所述双层喷嘴6为圆柱形的结构，头部侧面有两排喷孔，靠头部下一排有一个引燃油喷射孔61，孔径规格由喷油量计算而得，上一排有一圈多个主喷射孔62，孔径也是根据喷油量需求设置。双层喷嘴6夹在导向柱塞组件5与下连接体11之间，工作时处于静止状态。

所述阀座8为菱形结构压块，在喷油器安装时，承受螺栓的压力，压住止回阀上阀体9，从而固定在气缸盖上。

所述止回阀上阀体9为多层级圆柱体结构，与燃油管相连；该止回阀上阀体9与所述止回阀下阀体7和阀座8配合，内部还设有小弹簧，在燃油未进入之前进行预紧，防止燃油误入燃烧室。

所述阀壳1位于喷油器头部位置，通过螺纹结构，将止推杆2、弹簧片3、大弹簧4、导向柱塞组件5和双层喷嘴6等组件合成整体。

所述喷油器阀体内阀杆执行动作增加液压油控制，在燃油模式下，阀杆和常规主喷油器一致，在燃气模式时，阀杆会向下运动。

燃油模式下，所述双层喷嘴6上的两排喷油孔均工作，而在燃气模式下，双层喷嘴6上的上排的主喷射孔62被遮挡住不工作，只有下排的引燃油喷射孔61进行工作，这样可以实现两种喷油量的需求。

所述喷油器阀杆在液压油的驱动下，可以实现上下移动，进而达到喷油孔全露还是半露，实现不同时期的喷射功能。

与常规喷油器相比，本发明重新设置了所述集成式喷油器装置内部的执行机构和喷嘴的结构，涉及到阀壳1的上部、止推杆2、弹簧片3和双层喷嘴6。

阀壳1增加了液压油的进、回油路，实现了液压油的输入和泄放功能，对阀体内部结构产生移动作用，进而限制导向柱塞组件5的位置，改变双层喷嘴6喷射口的状态，实现两种功能的自由切换。

喷油器内部结构增加了作为预紧装置的止推杆2和弹簧片3，通过两者之间的弹簧压缩力可以实现受压和反弹功能，在液压油未进入前，保持与主喷油器相似的位置，燃油进入阀壳1后，顶开导向柱塞组件5实现燃油喷射；而当液压油进入阀壳1后，将预紧装置顶开，缩小导向柱塞组件5行程，双层喷嘴6只有引燃油喷射孔61工作，从而完成引燃油喷射。

双层喷嘴6设置了主喷射孔62和引燃油喷射孔61，能够实现燃油模式下的主喷和燃气模式下的引燃。

阀壳1内限位结构在行程上有明确要求，确保限位和双层喷嘴6的喷射口位置保持一致，不动作时喷射孔全部工作，动作时只有引燃油喷射孔61工作，保证两种状态下的可靠。

双层喷嘴6上根据实际喷射量需求提前选定引燃油喷射孔61和主喷射孔62的孔径，更加限位确定两排孔的距离，确保限位和孔距是一致的。

预紧装置滑块内部设有油路，确保液压油可以直接进入受力腔室，实现挤压作用，进而完成对弹簧预紧力的抵消，完成位置的限定。

所述集成式喷油器装置的工作原理如下：

请结合参阅图3和图4，当主机在燃油模式下，阀壳1的高压油进口无液压油进入，止推杆2在弹簧片3的作用下，与止回阀下阀体7贴合，整体回撤，当燃油进入集成式喷油器装置内部后，导向柱塞组件5大幅向左移动，双层喷嘴6上的两排喷射孔，引燃油喷射孔61和主喷射孔62均可以露出，见图4，燃油喷射。

请结合参阅图5和图6，当主机在燃气模式下，阀壳1的液压油工作，止推杆2在油压作用下抵消弹簧片3的弹力，对导向柱塞组件5起到限位作用，当燃油进入集成式喷油器装置内部后，由于导向柱塞组件5最大位置时，双层喷嘴6只露出底部的引燃油喷射孔61，见图6，实现引燃油喷射。

本发明将主喷油器和引燃油喷射器的功能集合在一起，通过液压油控制，对阀体内部的阀件进行位置控制，从而实现不同状态下的燃油喷射。所述集成式喷油器装置的结构简单且可靠性高，无需要增加额外的喷油器来实现另一个功能。

本发明在实践中得到了验证，降低了喷油器的成本，同时也减少了缸盖上喷油器安装孔的加工，相比于现有技术更加简单，成本低廉，具有较好的经济效益和广泛的应用前景。

上述仅为本发明的优选实施例而已，并非用来限定本发明的保护范围，凡依本发明的内容所作的等效变化与改进，都应视为本发明所要求保护的范围。

Claims (4)

1.一种双燃料低速柴油机的集成式喷油器装置，安装于气缸盖上的喷油器安装孔中，包括有阀座、阀壳、止回阀上阀体、大弹簧、导向柱塞组件、止回阀下阀体和喷嘴，其特征在于：所述的集成式喷油器装置还包括有止推杆和弹簧片；所述止回阀上阀体、止回阀下阀体、止推杆和弹簧片自上而下依次连接设置于所述阀壳内的上部，所述弹簧片夹置于所述止推杆与所述阀壳的内台肩之间且通过弹力推压所述止推杆，使该止推杆的上端紧密贴合所述止回阀下阀体的下端，所述止推杆的下部依次穿过所述弹簧片、阀壳和大弹簧，下端与所述导向柱塞组件连接；所述喷嘴为双层喷嘴，与所述导向柱塞组件连接，设有位于上排的多个主喷射孔和位于下排的一个引燃油喷射孔，该导向柱塞组件的下端伸入所述喷嘴的内腔且能够在该内腔中上下滑动；所述止回阀上阀体、止回阀下阀体、止推杆和导向柱塞组件的内部设有贯通的燃油通道，该燃油通道与所述喷嘴的内腔连通；所述阀壳的内部设有通向所述止回阀下阀体与止推杆之间的间隙的液压油的进油路和回油路；

燃油通过所述止回阀上阀体、止回阀下阀体、止推杆和导向柱塞组件内部的燃油通道，顶开所述导向柱塞组件进入所述喷嘴的内腔，通过畅通的主喷射孔和引燃油喷射孔喷入气缸，完成燃油模式下的主喷射；

当高压油通过所述阀壳内的进油路进入所述止回阀下阀体与止推杆之间的间隙，该止推杆在油压作用下抵消所述弹簧片的弹力向下移动，进而推动所述导向柱塞组件向下移动且下端遮断所述喷嘴上排的主喷射孔，只露出下排的引燃油喷射孔，之后燃油通过所述燃油通道，顶开所述导向柱塞组件进入所述喷嘴的内腔，通过畅通的引燃油喷射孔喷入气缸，完成燃气模式下的引燃喷射。

2.根据权利要求1所述的双燃料低速柴油机的集成式喷油器装置，其特征在于：所述的引燃油喷射孔和主喷射孔的孔径根据实际喷射量要求选定，该引燃油喷射孔与主喷射孔之间的孔距根据所述导向柱塞组件的行程确定，确保所述主喷射孔工作状态的切换。

3.根据权利要求1所述的双燃料低速柴油机的集成式喷油器装置，其特征在于：所述的阀座连接于气缸盖上，将所述阀壳压置于所述喷油器安装孔内。

4.根据权利要求1所述的双燃料低速柴油机的集成式喷油器装置，其特征在于：所述的止回阀上阀体的内部设有用于预紧的小弹簧，防止燃油误入燃烧室。