CN114483383B - 一种气体燃料喷射器 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种气体燃料喷射器，包括喷射器本体，所述喷射器本体的底端连接有阀体，所述阀体的底端设置有喷头，所述喷头上开设有喷孔；所述阀体的内部设有中空的阀针，所述阀针的顶端与喷射器本体的内顶壁之间压设有弹簧；所述阀针的底端面为锥面，所述阀针的底端与阀座配合形成锥面密封，所述阀座一体设置在阀体内部喷头的上侧；所述阀针的底端锥面上沿周向螺旋分布开设有进气孔，所述进气孔与阀针内部中空气道连通。本发明阀针与阀体之间为锥面线性密封，角度差小，并且在阀针与阀体冲击过程中，变形量小，抗冲击耐磨损的效果好，可以保证气体燃料的长期稳定的密封效果。

Description

一种气体燃料喷射器
技术领域
本发明属于气体燃料喷射器技术领域，特别涉及一种气体燃料喷射器。
背景技术
气体燃料燃烧发动机使用诸如压缩天然气(GNG)或者液化天然气(LNG)之类的气体燃料。这些发动机需要气体燃料喷射器以将计算量的气体供应至发动机的燃烧室以用于点燃。
气体燃料喷射器包括喷嘴，该喷嘴具有位于出口端的阀。在公知的火花点火口注入(SI-PI)气体燃料发动机中，气体被供应到入口歧管中并且从这里，阀控制气体流动到燃烧室中以用于借助点火源点火。
现有的喷射器采用平面密封的方式，这种密封方式的优点为制造难度低，缺点为针对较高压强的气体密封效果不佳，且无法承受高温，针对缸内直喷更高喷射压力，更高使用温度的要求来说，此种喷射器无法达到实用要求；并且现有喷射器的密封结构碰撞磨损大，使用寿命短。
如何提供一种气体燃料喷射器，喷射器如何适应高温高压环境，保证长期稳定的密封效果；增加自身的使用寿命，成为急需解决的问题。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种气体燃料喷射器，用于解决现有技术中气体燃料喷射器无法适应高温高压环境、自身使用寿命短的问题。
为实现上述目的，本发明提供一种气体燃料喷射器，包括喷射器本体，所述喷射器本体的底端连接有阀体，所述阀体的底端设置有喷头，所述喷头上开设有喷孔；
所述阀体的内部设有中空的阀针，所述阀针的顶端与喷射器本体的内顶壁之间压设有弹簧；
所述阀针的底端面为锥面，所述阀针的底端与阀座配合形成锥面密封，所述阀座一体设置在阀体内部喷头的上侧；
所述阀针的底端锥面上沿周向螺旋分布开设有进气孔，所述进气孔与阀针内部中空气道连通。
通过采用这种技术方案：阀针与阀座在弹簧的作用下抵接之后，阀针与阀座之间形成锥面密封，角度差较小，阀针与阀座在接触冲击过程中，变形量小，抗冲击耐磨损的效果好，可以保证气体燃料的长期稳定的密封效果；阀针的底端锥面上沿周向螺旋分布开设进气孔，当气体燃料由阀针内部通过由进气孔进入至喷射器本体与阀体形成空间内部时，阀针会产生自转，从而在与阀座接触之前进行转动，自动改变阀针与阀体接触位置，从而避免定点冲击导致密封效果快速降低的现象出现，进而提高密封结构的使用寿命。
于本发明的一实施例中，所述阀体通过紧帽与喷射器本体连接。
通过采用这种技术方案：实现阀体为可拆式，便于后期阀体内部结构的维护。
于本发明的一实施例中，所述喷射器本体的底端外壁上开设有外螺纹；所述紧帽的顶端内壁上开设有内螺纹，所述紧帽上的内螺纹与喷射器本体上的外螺纹相配合。
通过采用这种技术方案：紧帽与喷射器本体的连接为螺纹连接，连接结构简单，后期维护过程拆装简便，并且能够保证阀体能够压紧连接在喷射器本体的底端。
于本发明的一实施例中，所述喷射器本体的顶端开设有贯穿喷射器本体顶壁的进气道，所述喷射器本体的顶端对应进气道连接有进气接头。
通过采用这种技术方案：进气接头可以实现燃料气体供应管与喷射器本体的快速对接；进气道可以将接入的燃料气体导入至喷射器本体与阀体形成空间的内部。
于本发明的一实施例中，所述弹簧的底端与阀针的顶端固定连接，所述弹簧的顶端与喷射器本体的内顶壁沿水平方向转动连接。
通过采用这种技术方案：弹簧的两端分别与阀针和喷射器本体内顶壁连接是为了保证弹簧的稳定性，避免弹簧倾斜影响使用；弹簧的顶端与喷射器本体的内顶壁转动连接是为了抵消弹簧压缩以及反弹过程中产生的旋力，并能够保证阀针能够在气体燃料通过的作用下能够产生转动，以增加使用寿命。
于本发明的一实施例中，所述阀针上过盈配合套接有衔铁，所述喷射器本体的内壁沿周向连接有与衔铁配合的电磁铁。
通过采用这种技术方案：衔铁和电磁铁为气体燃料喷射器内部的基本结构，通过电磁铁的通电控制来控制衔铁带动阀针向上移动解除密封。
于本发明的一实施例中，所述阀针的底端面与阀座的顶端面接触形成密封交线；所述进气孔对应设置在密封交线所在区域内。
通过采用这种技术方案：密封交线是线性密封产生的交线，进气孔落至密封交线范围内之后是无法继续出气的，从而完成进气孔的密封。
于本发明的一实施例中，所述阀针的底端与喷头的内底壁之间形成压力室，所述喷孔对应与压力室内部连通。
通过采用这种技术方案：阀针与喷头的内底壁之间形成的压力室没有高压燃料气体，所以针对阀针来说，密封交线以下的部分，不受到向上的气压力，而阀针上部沉浸在高压气体燃料中，受到向下的气压力，压强相同的情况下，向下的气压力大于向下的气压力，压强越大，气压力的差值越大，越有助于阀针的密封；阀针密封的压力来自于弹簧，和上下气压力的差值，压强越大，越有助于阀针与阀座之间形成的密封效果，相对于其他类型的密封，压强越大越不容易密封的效果来说，本发明使用的结构，针对高压燃料气体的密封效果更佳。
如上所述，本发明的一种气体燃料喷射器，具有以下有益效果：阀针与阀体之间为锥面线性密封，角度差小，并且在阀针与阀体冲击过程中，变形量小，抗冲击耐磨损的效果好，可以保证气体燃料的长期稳定的密封效果；阀针在密封状态时，受到上部气体燃料气压与弹簧弹力的影响可以压紧在阀座的表面，从而维持密封状态，并且气体燃料气压力越大，密封效果越好，可以适应高压气气体燃料，具有突出性的密封效果；阀针在进气孔进气时能够自转，从而在与阀座接触之前进行转动，改变阀针与阀体的接触位置，从而避免定点冲击导致密封效果快速降低的现象出现，进而提高密封结构的使用寿命；推广应用具有良好的经济效益和社会效益。
附图说明
图1是本发明的主视剖面图。
图2是图1的中E-E向剖视图。
图3是本发明的阀针阀体接触局部结构放大示意图。
图中：1.进气道；2.衔铁；3.阀针；4.紧帽；5.喷头；6.进气接头；7.喷射器本体；8.弹簧；9.电磁铁；10.阀体；11.阀座；12.进气孔；13.喷孔；14.密封交线；15.压力室。
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。
请参阅图1-3。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。
请参阅图1-3，一种气体燃料喷射器，包括喷射器本体7，其特征在于：喷射器本体7的顶端开设有贯穿喷射器本体7顶壁的进气道1，喷射器本体7的顶端对应进气道1连接有进气接头6。通过采用这种技术方案：进气接头6可以实现燃料气体供应管与喷射器本体7的快速对接；进气道1可以将接入的燃料气体导入至喷射器本体7与阀体10形成空间的内部。
喷射器本体7的底端连接有阀体10，阀体10的底端设置有喷头5，喷头5上开设有喷孔13；
进一步的，阀体10通过紧帽4与喷射器本体7连接；通过采用这种技术方案：实现阀体10为可拆式，便于后期阀体10内部结构的维护。
进一步的，喷射器本体7的底端外壁上开设有外螺纹；紧帽4的顶端内壁上开设有内螺纹，紧帽4上的内螺纹与喷射器本体7上的外螺纹相配合。通过采用这种技术方案：紧帽4与喷射器本体7的连接为螺纹连接，连接结构简单，后期维护过程拆装简便，并且能够保证阀体10能够压紧连接在喷射器本体7的底端。
阀体10的内部设有中空的阀针3，阀针3的顶端与喷射器本体7的内顶壁之间压设有弹簧8；通过采用这种技术方案：阀针3可以与阀体10配合形成密封；弹簧8提供阀针3向下的作用力。
进一步的，弹簧8的底端与阀针3的顶端固定连接，弹簧8的顶端与喷射器本体7的内顶壁沿水平方向转动连接。通过采用这种技术方案：弹簧8的两端分别与阀针3和喷射器本体7内顶壁连接是为了保证弹簧8的稳定性，避免弹簧倾斜影响使用；弹簧8的顶端与喷射器本体7的内顶壁转动连接是为了抵消弹簧8压缩以及反弹过程中产生的旋力，并能够保证阀针3能够在气体燃料通过的作用下能够产生转动，以增加使用寿命。
阀针3上过盈配合套接有衔铁2，喷射器本体7的内壁沿周向连接有与衔铁2配合的电磁铁9。通过采用这种技术方案：衔铁2和电磁铁9为气体燃料喷射器内部的基本结构，通过电磁铁9的通电控制来控制衔铁2带动阀针3向上移动解除密封。
阀针3的底端面为锥面，阀针3的底端与阀座11配合形成锥面密封，阀座11一体设置在阀体10内部喷头5的上侧；通过采用这种技术方案：阀针3与阀座11在弹簧8的作用下抵接之后，阀针3与阀座11之间形成锥面密封，角度差较小，阀针3与阀座11在接触冲击过程中，变形量小，抗冲击耐磨损的效果好，可以保证气体燃料的长期稳定的密封效果。
进一步的，阀针3的底端面与阀座11的顶端面接触形成密封交线14；进气孔12对应设置在密封交线14在区域内。通过采用这种技术方案：密封交线14是线性密封产生的交线，进气孔12落至密封交线14范围内之后是无法继续出气的，从而完成进气孔12的密封。
阀针3的底端锥面上沿周向螺旋分布开设有进气孔12，进气孔12与阀针3内部中空气道连通；阀针3的底端锥面上沿周向螺旋分布开设进气孔12，当气体燃料由阀针3内部通过由进气孔12进入至喷射器本体7与阀体10形成空间内部时，阀针3会产生自转，从而在与阀座11接触之前进行转动，自动改变阀针3与阀体11接触位置，从而避免定点冲击导致密封效果快速降低的现象出现，进而提高密封结构的使用寿命。
进一步的，阀针3的底端与喷头5的内底壁之间形成压力室15，喷孔13对应与压力室15内部连通。通过采用这种技术方案：阀针3与喷头5的内底壁之间形成的压力室15没有高压燃料气体，以针对阀针3来说，密封交线14以下的部分，不受到向上的气压力，而阀针3上部沉浸在高压气体燃料中，受到向下的气压力，压强相同的情况下，向下的气压力大于向下的气压力，压强越大，气压力的差值越大，越有助于阀针3的密封；阀针3密封的压力来自于弹簧8，和上下气压力的差值，压强越大，越有助于阀针3与阀座11之间形成的密封效果，相对于其他类型的密封，压强越大越不容易密封的效果来说，本发明使用的结构，针对高压燃料气体的密封效果更佳。
具体实施时，被压缩的，具备一定压力的气体燃料从进气道1进入喷射器本体7，储存在由进气道1、衔铁2、阀针3、阀体10共同组成的空间当中；当电磁铁9通电后，与衔铁2之间产生电磁力，带动衔铁2克服弹簧8产生的弹簧力，向上运动；由于阀针3与衔铁2为固定连接形成的一个运动件，故阀针3随着衔铁2向上运动，阀针3与阀体10之间的密封被打开，则燃料气体从进气道1进入进气孔12，再进入压力室15，通过喷孔13喷射出来。衔铁2向上运动的行程，为衔铁2与电磁铁9之间的距离；当电磁铁9断电后，电磁铁9与衔铁2之间的电磁力消失，衔铁2在弹簧8的弹簧力作用下，向下运动，直至阀针3与阀体10内部阀座11,接触，阀针3与阀座11之间的密封交线14形成，达到密封效果，喷射停止。
综上所述，本发明的一种气体燃料喷射器，具有以下有益效果：阀针3与阀体10之间为锥面线性密封，角度差小，并且在阀针3与阀体10冲击过程中，变形量小，抗冲击耐磨损的效果好，可以保证气体燃料的长期稳定的密封效果；阀针3在密封状态时，受到上部气体燃料气压与弹簧8弹力的影响可以压紧在阀座11的表面，从而维持密封状态，并且气体燃料气压力越大，密封效果越好，可以适应高压气气体燃料，具有突出性的密封效果；阀针3在进气孔12进气时能够自转，从而在与阀座11接触之前进行转动，改变阀针3与阀体11的接触位置，从而避免定点冲击导致密封效果快速降低的现象出现，进而提高密封结构的使用寿命；推广应用具有良好的经济效益和社会效益。所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (5)

1.一种气体燃料喷射器，包括喷射器本体(7)，其特征在于：所述喷射器本体(7)的顶端开设有贯穿喷射器本体(7)顶壁的进气道(1)，所述喷射器本体(7)的顶端对应进气道(1)连接有进气接头(6)；所述喷射器本体(7)的底端连接有阀体(10)，所述阀体(10)的底端设置有喷头(5)，所述喷头(5)上开设有喷孔(13)；
所述阀体(10)的内部设有中空的阀针(3)，所述阀针(3)的顶端与喷射器本体(7)的内顶壁之间压设有弹簧(8)；所述弹簧(8)的底端与阀针(3)的顶端固定连接，所述弹簧(8)的顶端与喷射器本体(7)的内顶壁沿水平方向转动连接；
所述阀针(3)上过盈配合套接有衔铁(2)，所述喷射器本体(7)的内壁沿周向连接有与衔铁(2)配合的电磁铁(9)；
所述阀针(3)的底端面为锥面，所述阀针(3)的底端与阀座(11)配合形成锥面密封，所述阀座(11)一体设置在阀体(10)内部喷头(5)的上侧；
所述阀针(3)的底端锥面上沿周向螺旋分布开设有进气孔(12)，所述进气孔(12)与阀针(3)内部中空气道连通。
2.根据权利要求1所述的一种气体燃料喷射器，其特征在于：所述阀体(10)通过紧帽(4)与喷射器本体(7)连接。
3.根据权利要求2所述的一种气体燃料喷射器，其特征在于：所述喷射器本体(7)的底端外壁上开设有外螺纹；所述紧帽(4)的顶端内壁上开设有内螺纹，所述紧帽(4)上的内螺纹与喷射器本体(7)上的外螺纹相配合。
4.根据权利要求1所述的一种气体燃料喷射器，其特征在于：所述阀针(3)的底端面与阀座(11)的顶端面接触形成密封交线(14)；所述进气孔(12)对应设置在密封交线(14)所在区域内。
5.根据权利要求1所述的一种气体燃料喷射器，其特征在于：所述阀针(3)的底端与喷头(5)的内底壁之间形成压力室(15)，所述喷孔(13)对应与压力室(15)内部连通。
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