CN114704410A - 一种双燃料增压喷射装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及发动机技术领域，尤其涉及一种双燃料增压喷射装置，其包括壳体、驱动活塞和柱塞。壳体内设置有多个管路和腔体，驱动活塞可移动设置在活塞腔内，且将活塞腔划分为上活塞腔和下活塞腔。驱动活塞处于第一位置时，上活塞腔与第一入油管路和第一出油管路连通，且下活塞腔与第一入油管路、第一出油管路以及第二出油管路均不连通。驱动活塞处于第二位置时，下活塞腔与第二出油管路连通，上活塞腔与第一入油管路连通。柱塞可移动设置在柱塞腔内，柱塞的端面与柱塞腔围设成增压腔，下活塞腔连通于增压腔。柱塞从第三位置移动至第五位置再移动至第四位置的过程中，第二入油管路与增压腔分别为连通、不连通和连通状态。

Description

一种双燃料增压喷射装置

技术领域

本发明涉及发动机技术领域，尤其涉及一种双燃料增压喷射装置。

背景技术

随着船舶排放标准日益严苛，船用发动机替代能源的研究显得愈发重要。低碳燃料甲醇和零碳燃料氨，制备技术较为成熟，市场前景广阔。依托原有柴油机结构，开发柴油-甲醇，或者柴油-氨，这样的双燃料发动机可以灵活地兼顾排放和动力性能。而燃料增压喷射装置又是发动机燃料系统中重要的一环，因此十分有必要研制双燃料增压喷射装置(柴油-甲醇双燃料，或者柴油-氨双燃料)。

但是双燃料喷油泵的开发存在技术难题，上述两种新燃料的燃烧热数值(热值)不到柴油热值的一半，且密度小于柴油，为实现与柴油机相当的输出功率，需要至少二倍于柴油的燃料供给量。高压燃料泵输出燃料的压力和流量，需要满足发动机系统喷射和燃烧的需求。根据现有柴油泵结构，假使结构满足新燃料的体积流量，切换至柴油模式时，用同样的喷孔结构，喷射压力只能与新燃料模式较为接近，由于柴油密度略大，若忽略汽化潜热等影响，柴油喷射压力大概会略微高于新燃料模式。而从燃烧需求的角度，新燃料粘度小，容易雾化，对喷射压力要求不高。而柴油粘度大，需要比新燃料高很多的喷射压力，提供更大的动能，使液滴破碎，提升雾化效果。即现有的柴油泵结构按新燃料体积流量改型成双燃料增压喷射装置后，不能满足燃烧对柴油高供给压力的需求。

因此，亟需一种双燃料增压喷射装置，以解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种双燃料增压喷射装置，能够实现在喷射柴油和喷射新燃料时，喷射压力有差异，以保证柴油的充分雾化，改善柴油的燃烧性能，同时保证新燃料的喷射流量满足燃烧需求。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种双燃料增压喷射装置，包括：

壳体，所述壳体内设置有第一入油管路、第二入油管路、第一出油管路、第二出油管路、活塞腔、柱塞腔，所述第一入油管路用于新燃料输入，所述第二入油管路用于柴油输入；

驱动活塞，所述驱动活塞可移动设置在所述活塞腔内，所述驱动活塞将所述活塞腔划分为上活塞腔和下活塞腔；

所述驱动活塞被配置为：所述驱动活塞处于第一位置时，所述上活塞腔与所述第一入油管路和所述第一出油管路连通，且所述下活塞腔与所述第一入油管路、所述第一出油管路以及所述第二出油管路均不连通，所述驱动活塞处于第二位置时，所述下活塞腔与所述第二出油管路连通，所述上活塞腔与所述第一入油管路连通；

柱塞，所述柱塞可移动设置在所述柱塞腔内，所述柱塞的端面与所述柱塞腔围设成增压腔，所述下活塞腔连通于所述增压腔，所述柱塞被配置为：所述柱塞位于第三位置或第四位置时，所述第二入油管路与所述增压腔均连通，所述柱塞位于第五位置时，所述第二入油管路与所述增压腔不连通，所述第五位置位于所述第三位置和所述第四位置之间。

作为一种双燃料增压喷射装置的优选方案，所述柱塞的外表面上设置有螺旋凹槽，所述螺旋凹槽的一侧壁沿所述柱塞的长度方向螺旋设置，所述螺旋凹槽连通于所述增压腔。

作为一种双燃料增压喷射装置的优选方案，所述柱塞的外表面上还设置有纵向凹槽，所述纵向凹槽连通于所述螺旋凹槽，且所述纵向凹槽的一端连通于所述增压腔。

作为一种双燃料增压喷射装置的优选方案，所述驱动活塞朝向所述上活塞腔的面上设置有突出限位块，所述突出限位块接触所述上活塞腔的壁面时，所述驱动活塞位于所述第二位置。

作为一种双燃料增压喷射装置的优选方案，所述壳体包括盖体和柱塞套，所述盖体内设置有容纳腔，所述驱动活塞可移动套设在所述柱塞套的端部，且所述驱动活塞可移动设置在所述容纳腔内，所述驱动活塞的端面与所述容纳腔的壁面围设成所述上活塞腔，所述驱动活塞与所述柱塞套的端面围设成所述下活塞腔。

作为一种双燃料增压喷射装置的优选方案，所述双燃料增压喷射装置还包括凸轮，所述柱塞插设在所述柱塞套的容置腔内，所述凸轮传动连接于所述柱塞，以使所述柱塞在所述容置腔内移动。

作为一种双燃料增压喷射装置的优选方案，所述驱动活塞为一端封闭的筒状结构，所述驱动活塞的筒壁沿径向贯穿设置有油孔。

作为一种双燃料增压喷射装置的优选方案，所述盖体内环设有卸油槽，所述卸油槽与所述容纳腔连通，所述盖体沿径向贯穿设置有第一卸油管路，所述第一卸油管路连通于所述卸油槽。

作为一种双燃料增压喷射装置的优选方案，所述柱塞套沿径向贯穿设置有第二卸油管路，所述第二卸油管路连通于所述增压腔，且连通于所述卸油槽。

作为一种双燃料增压喷射装置的优选方案，所述双燃料增压喷射装置还包括入油阀、出油阀和安全阀，所述入油阀连通于所述第一入油管路，所述出油阀连通于所述第一出油管路以及所述第二出油管路，所述安全阀连通于所述第二卸油管路。

本发明的有益效果：

本发明提供了一种双燃料增压喷射装置，包括壳体、驱动活塞和柱塞。其中，壳体内设置有第一入油管路、第二入油管路、第一出油管路、第二出油管路、活塞腔、柱塞腔，第一入油管路用于新燃料输入，第二入油管路用于柴油输入。驱动活塞可移动设置在活塞腔内，驱动活塞将活塞腔划分为上活塞腔和下活塞腔。驱动活塞被配置为：驱动活塞处于第一位置时，上活塞腔与第一入油管路和第一出油管路连通，且下活塞腔与第一入油管路、第一出油管路以及第二出油管路均不连通，驱动活塞处于第二位置时，下活塞腔与第二出油管路连通，上活塞腔与第一入油管路连通。柱塞可移动设置在柱塞腔内，柱塞的端面与柱塞腔围设成增压腔，下活塞腔连通于增压腔。柱塞被配置为：柱塞位于第三位置或第四位置时，第二入油管路与增压腔均连通，柱塞位于第五位置时，第二入油管路与增压腔不连通，第五位置位于第三位置和第四位置之间。

可知的是，新燃料能够通过第一入油管路、上活塞腔进入第一出油管路以实现输出，柴油能够通过第二入油管路、增压腔、下活塞腔进入第二出油管路以实现输出。该双燃料增压喷射装置能够实现单独喷射新燃料、单独喷射柴油、先喷射新燃料切换至喷射柴油以及先喷射柴油切换至喷射新燃料等需求，且能够在喷射柴油和喷射新燃料时，实现喷射压力有差异，以使柴油以较高压力输出，保证其雾化效果，新燃料以较低压力输出，以保证其较大的流量需求。

附图说明

图1是本发明实施例所提供的双燃料增压喷射装置在第一状态下的剖视图；

图2是本发明实施例所提供的双燃料增压喷射装置在第二状态下的剖视图；

图3是本发明实施例所提供的双燃料增压喷射装置在第三状态下的剖视图；

图4是本发明实施例所提供的双燃料增压喷射装置在第四状态下的剖视图；

图5是本发明实施例所提供的驱动活塞的结构示意图；

图6是本发明实施例所提供的柱塞的结构示意图。

图中：

1、壳体；11、盖体；111、第一入油管路；112、第一出油管路；113、第二出油管路；114、第一卸油管路；12、柱塞套；121、第二入油管路；122、第二卸油管路；123、连通管路；13、泵体；

2、驱动活塞；21、突出限位块；22、油孔；23、储液凹槽；

3、柱塞；31、螺旋凹槽；32、纵向凹槽；

4、凸轮；5、入油阀；6、出油阀；7、下弹簧座；8、复位弹簧；9、上弹簧座；10、调油衬套；

100、上活塞腔；200、下活塞腔；300、增压腔；400、卸油槽。

具体实施方式

下面结合附图和实施方式进一步说明本发明的技术方案。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

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。

双燃料喷油泵的开发存在技术难题，上述两种新燃料的燃烧热数值(热值)不到柴油热值的一半，且密度小于柴油，为实现与柴油机相当的输出功率，需要至少二倍于柴油的燃料供给量。高压燃料泵输出燃料的压力和流量，需要满足发动机系统喷射和燃烧的需求。根据现有柴油泵结构，即使结构满足新燃料的体积流量，切换至柴油模式时，用同样的喷孔结构，喷射压力也只能与新燃料模式较为接近，且由于柴油密度略大，若忽略汽化潜热等影响，柴油喷射压力大概会略微高于新燃料模式。而从燃烧需求的角度，新燃料粘度小，容易雾化，对喷射压力要求不高。而柴油粘度大，需要比新燃料高很多的喷射压力，提供更大的动能，使液滴破碎，提升雾化效果。即现有的柴油泵结构按新燃料体积流量改型成双燃料增压喷射装置后，不能满足燃烧对柴油高供给压力的需求。

因此，本实施例提供一种双燃料增压喷射装置，以解决上述问题。

如图1-图4所示，该双燃料增压喷射装置包括壳体1、驱动活塞2和柱塞3。其中，壳体1内设置有第一入油管路111、第二入油管路121、第一出油管路112、第二出油管路113、活塞腔、柱塞腔，第一入油管路111用于新燃料输入，第二入油管路121用于柴油输入。驱动活塞2可移动设置在活塞腔内，驱动活塞2将活塞腔划分为上活塞腔100和下活塞腔200。驱动活塞2被配置为：当驱动活塞2处于第一位置时，上活塞腔100与第一入油管路111和第一出油管路112连通，且下活塞腔200与第一入油管路111、第一出油管路112以及第二出油管路113均不连通；当驱动活塞2处于第二位置时，下活塞腔200与第二出油管路113连通，上活塞腔100与第一入油管路111连通。柱塞3可移动设置在柱塞腔内，柱塞3的端面与柱塞腔围设成增压腔300，下活塞腔200连通于增压腔300。柱塞3被配置为：柱塞3位于第三位置或第四位置时，第二入油管路121与增压腔300均连通，而柱塞3位于第五位置时，第二入油管路121与增压腔300不连通，第五位置位于第三位置和第四位置之间。

可知的是，新燃料能够通过第一入油管路111、上活塞腔100进入第一出油管路112以实现输出，柴油能够通过第二入油管路121、增压腔300、下活塞腔200进入第二出油管路113以实现输出。该双燃料增压喷射装置能够实现单独喷射新燃料、单独喷射柴油、先喷射新燃料切换至喷射柴油以及先喷射柴油切换至喷射新燃料等不同模式，且能够在喷射柴油和喷射新燃料时，实现喷射压力有差异，以使柴油以较高压力输出，保证其雾化效果，新燃料以较低压力输出，以保证其较大的流量需求。

优选地，壳体1包括盖体11和柱塞套12，盖体11内设置有容纳腔，驱动活塞2可移动套设在柱塞套12的端部，且驱动活塞2可移动设置在容纳腔内，驱动活塞2的端面与容纳腔的壁面围设成上活塞腔100，驱动活塞2与柱塞套12的端面围设成下活塞腔200。

优选地，壳体1还包括泵体13，泵体13设置在盖体11的下方，柱塞套12的下部分设置在泵体13内。

为了实现对柱塞3的驱动，优选地，双燃料增压喷射装置还包括凸轮4，柱塞3插设在柱塞套12的容置腔内，凸轮4传动连接于柱塞3，以使柱塞3在容置腔内移动。

为了使凸轮4在收缩过程中柱塞3随之移动，该双燃料增压喷射装置还包括复位弹簧8、上弹簧座9、下弹簧座7和调油衬套10。其中，调油衬套10套设在柱塞套12的下部，且设置在柱塞套12和泵体13之间。上弹簧座9设置在泵体13和调油衬套10之间，下弹簧座7设置在凸轮4和柱塞3之间，且下弹簧座7能够在泵体13的空腔内上下移动，复位弹簧8设置在上弹簧座9和下弹簧座7之间。下弹簧座7与柱塞3固定连接，当凸轮4收缩时，由于复位弹簧8抵接下弹簧座7，即可推动下弹簧座7带动柱塞3下移。

为了实现柱塞3在从第三位置移动至第五位置再移动至第四位置的过程中，能够实现增压腔300内柴油输入、增压和泄压的过程，如图6所示，优选地，柱塞3的外表面上设置有螺旋凹槽31，螺旋凹槽31的一侧壁沿柱塞3的长度方向螺旋设置，螺旋凹槽31连通于增压腔300。即柱塞3在沿自身长度方向移动的过程中，如图1所示，当柱塞3位于第三位置时，第二入油管路121与增压腔300直接连通，柴油进入增压腔300和下活塞腔200内。当柱塞3上移至第五位值时，如图2所示，柱塞3堵塞了第二入油管路121与增压腔300的连通口，且随着柱塞3的移动，增压腔300的体积减小，油压升高，实现增压过程，且此时螺旋凹槽31内充满高压柴油。当柱塞3继续上移至第四位置时，如图3所示，柱塞3的螺旋凹槽31与第二入油管路121连通，柴油部分通过第二入油管路121回流至柴油箱，实现泄压过程。相较于环形槽，螺旋凹槽31的设置有利于调节供油脉宽，适应发动机对不同负荷工况下的供油需求。具体地，本实施例中螺旋凹槽31改变的是供油终点，即结束供油的时刻。若为环形槽，则供油终点不能改变。

为了使螺旋凹槽31与增压腔300连通，如图6所示，优选地，柱塞3的外表面上还设置有纵向凹槽32，纵向凹槽32连通于螺旋凹槽31，且纵向凹槽32的一端连通于增压腔300。为保证增压腔300内的高压柴油的泄压速度，可选地，纵向凹槽32设置有两条，两条纵向凹槽32相对设置。若只设置一侧纵向凹槽32，回油时，开纵向凹槽32的一侧的油压迅速降低，而对侧油压由于缝隙很小有节流作用下降很慢，径向不对称的油压会使柱塞3的外壁紧紧贴在柱塞套12的一侧，造成单面磨损。本实施例相对设置两条纵向凹槽32，径向压力对称，减少了柱塞3与柱塞套12的磨损。

当从喷射柴油模式切换至喷射新燃料模式时，即驱动活塞2从第二位置移动至第一位置时，为了保证新燃料能够从第一入油管路111进入上活塞腔100，而不是从第一入油管路111进入相配合件的间隙处，即驱动活塞2上移，以压缩上活塞腔100的空间，直至驱动活塞2接触上活塞腔100的壁面时，仍然需要保证有一定的上活塞腔100的空间，以便新燃料再次进入上活塞腔100。基于上述原因，如图5所示，优选地，驱动活塞2朝向上活塞腔100的面上设置有突出限位块21，突出限位块21接触上活塞腔100的壁面时，驱动活塞2位于第二位置。即驱动活塞2的端面上未设置突出限位块21的部分设置有储液凹槽23，可用于从喷射柴油模式切换至喷射新燃料模式时容置新燃料。

可选地，为了便于加工，且保证驱动活塞2接触上活塞腔100的壁面上各处受力均衡，如图5所示，储液凹槽23包括边缘环状凹槽和十字凹槽，突出限位块21的端面为四个直角扇形面。

优选地，驱动活塞2为一端封闭的筒状结构，驱动活塞2的筒壁沿径向贯穿设置有油孔22，即油孔22的一端连通于下活塞腔200，另一端连通于驱动活塞2和盖体11之间的间隙，使得柴油能够起到润滑等作用，下文中将详细论述。

为了回收驱动活塞2与盖体11之间的间隙处泄漏的柴油，以及驱动活塞2与柱塞套12之间的间隙处泄漏的柴油，优选地，盖体11内环设有卸油槽400，卸油槽400与容纳腔连通，盖体11沿径向贯穿设置有第一卸油管路114，第一卸油管路114连通于卸油槽400。上述两处泄漏的柴油均能够流至卸油槽400，并通过第一卸油管路114回流至柴油箱进行回收利用。

出于对增压腔300的安全性考虑，优选地，柱塞套12沿径向贯穿设置有第二卸油管路122，第二卸油管路122连通于增压腔300，且连通于卸油槽400。即当增压腔300的油压高于安全压力值时，柴油将通过第二卸油管路122回流至柴油箱，实现安全泄压。

优选地，双燃料增压喷射装置还包括入油阀5、出油阀6和安全阀。入油阀5连通于第一入油管路111，即入油阀5的另一端连通于新燃料的存储腔，以控制新燃料的输入。出油阀6连通于第一出油管路112以及第二出油管路113，以控制新燃料或柴油的输出。安全阀连通于第二卸油管路122，以在油压高于安全压力值时使第二卸油管路122和柴油箱连通，实现安全泄压。

下面将具体介绍该双燃料增压喷射装置在单独喷射新燃料、单独喷射柴油、先喷射新燃料切换至喷射柴油以及先喷射柴油切换至喷射新燃料这四种模式下的工作原理。

模式一、单独喷射新燃料

由凸轮4驱动，柱塞3在柱塞套12内进行往复运动，实现充料和泵送。

开始充料：如图1所示，当柱塞3位于下部位置，即第三位置时，柱塞套12上的两个第二入油管路121均与增压腔300相连通，柴油迅速从第二入油管路121进入，并注满增压腔300、连通管路123和下活塞腔200。单独喷射新燃料的模式下，入油阀5的入油阀杆在新燃料的进油压力作用下打开，即入油阀5开启，新燃料通过第一入油管路111进入上活塞腔100，此时上活塞腔100内的压力P1为初始压力。

增压：如图2所示，柱塞3在凸轮4的作用下升起。当柱塞3将第二入油管路121与增压腔300的连通口挡住时，便开始压油行程。柱塞3上行，增压腔300内压力P2和下活塞腔200内压力P3急剧升高。当下驱动活塞2的内腔的端面所受的表面压力，超过驱动活塞2外侧的端面所受的表面压力，驱动活塞2上行，挤压上活塞腔100，致使上活塞腔100的容积减小，压力P1升高。当压力达到入油阀5的关闭压力时，入油阀5关闭，停止供新燃料。当压力达到出油阀6的开启压力时，出油阀6开启，新燃料从上活塞腔100通过第一出油管路112和出油阀6，沿高压燃料管(图中未示出)向燃料喷射阀(图中未示出)输送高压新燃料。

停止泵送：如图3所示，柱塞3继续向上运动，增压也一直持续。增压过程持续到柱塞3上的螺旋凹槽31的斜边缘与第二入油管路121的连通口平齐时刻为止。下一时刻，柱塞3继续向上运动，柱塞3上的螺旋凹槽31的斜边缘高于连通口的下边缘，螺旋凹槽31与第二入油管路121连通，而该螺旋凹槽31通过纵向凹槽32与增压腔300连通，因此增压腔300内的高压柴油可以沿“增压腔300-纵向凹槽32-螺旋凹槽31-第二入油管路121-柴油箱”的路线泄压。此时增压腔300内压力P2迅速降低。此时虽然柱塞3仍然继续上升，但增压过程已终止，驱动活塞2到达新燃料模式下行程的最高点，不再升高，新燃料腔内留有一定容积。随着向气缸内喷射新燃料，上活塞腔100的压力降低，低于出油阀6的关闭压力时，出油阀6的阀芯在出油阀6的弹簧的作用下落座，出油阀6关闭，结束泵油循环。

模式二、单独喷射柴油

如图4所示，此状态下无新燃料供应，入油阀5的上端油压不足以打开密封锥面，入油阀5处于关闭状态。上活塞腔100的压力很低，柴油从柱塞套12上的第二入油管路121进入增压腔300，驱动活塞2上移，直到最顶端，即驱动活塞2位于第二位置。此时上活塞腔100的突出限位块21抵接于上活塞腔100的壁面，第一出油管路112被驱动活塞2封堵。驱动活塞2的油孔22恰好与第二出油管路113连通，柴油沿油孔22通向出油阀6。此时泵出的柴油压力，略小于增压比与可以泵出的新燃料压力的乘积。优选地，增压比主要由驱动活塞2的上下面积比决定，增压比的取值范围为2-3。即满足下述公式：

P_柴油输出≈k*P_新燃料输出，其中，k的取值范围为2-3。

喷射柴油的输出压力可达喷射新燃料的输出压力的二倍，以为柴油雾化提供足够的动能，有利于提升雾化效果，改善燃烧。

模式三、先喷射新燃料后切换至喷射柴油

首先切断新燃料供应，入油阀5处于关闭状态。上活塞腔100内还留存着上一循环的一部分新燃料。柴油从柱塞套12上的第二入油管路121进入增压腔300，驱动活塞2上移，将新燃料通过第一出油管路112推向出油阀6，排空新燃料后，驱动活塞2到达最顶端，接下来过程与上述的单独喷射柴油过程相同，不再赘述。

模式四、先喷射柴油后切换至喷射新燃料

首先恢复新燃料供应，入油阀5打开，6-8bar新燃料流向驱动活塞2顶面的储液凹槽23内，此时柱塞3尚未封住第二入油管路121，驱动活塞2下方通入6-8bar柴油。由于上活塞腔100的横截面积大于下活塞腔200的横截面积，由此会形成压力差，使得驱动活塞2下移，位于第一位置，新燃料通过第一出油管路112流向出油阀6。之后柱塞3上移，接下来的过程与上述的单独喷射新燃料的过程一致，不再赘述。

该双燃料增压喷射装置不仅能够实现上述的四种工作模式，保证新燃料和柴油均按照各自的最优参数进行喷射，而且该双燃料增压喷射装置还在润滑、密封、防腐等方面具有优异的表现，下面将一一进行论述。

驱动活塞2的油孔22连通的间隙的两侧表面是精密配合的运动副表面，一方面，由于柴油比新燃料润滑性好，油孔22的设置可以更好地润滑运动副，另一方面能够使柴油起到密封的作用。增压柴油的压力高于新燃料压力，即下活塞腔200内的柴油油压高于上活塞腔100内的新燃料的压力，可以保证新燃料不从间隙处向下向外泄漏，而是微量柴油向上泄漏到上活塞腔100，微量柴油与新燃料一起参与喷射。

新燃料甲醇和氨均为有毒物质，出于安全的考虑，凡是掺混了这两种新燃料的油液，都不能直接回流至柴油箱，而是要单独收集起来等待分离处理，而分离处理的时间往往较长，因此这一部分被新燃料“污染”的油液无法及时重新进入循环得以利用，为满足足量供油，不能使用污染油的情况下，只能不断补充新油，因此现有的双燃料增压喷射装置需要准备的油液量远远大于柴油泵系统。

但本实施例中的双燃料增压喷射装置，由于柴油压力稍大于新燃料，新燃料根本不会掺混到柴油中，杜绝了柴油受到“污染”的可能性，不再需要针对受污染的柴油布置特殊的收集和分离处理装置，使柴油能够直接快速循环利用，相比于“污染即弃”的“一次性使用”，大大降低了柴油储备成本，相比于“污染油”回收分离，降低了柴油系统布置的复杂性。

虽然该密封结构会导致柴油掺混到新燃料当中，这样的掺混方向会得到“受污染的新燃料”，但是新燃料没有回油管路，直接输出至高压管，送往燃料喷射阀，喷入气缸(图中未示出)参与燃烧。掺混其中的柴油会稍微带来一些碳排放，但是泄漏量微小，依然可以实现减少排放的目标。且由于新燃料没有回油管路，不需要单独回收分离处理装置，由上一段落所述的“受污染的柴油”类比可知，省去“受污染的新燃料”收集的步骤，可以有效地降低系统成本。

柱塞3与柱塞套12构成一组精密偶件，前者往复运动，后者固定不动，二者接触面之间存在相对运动，即需要留有一定的配合间隙保证自由顺滑的运动，同时增压腔300中的柴油可通过该配合间隙泄漏，泄漏引起的压力下降阻碍了增压腔300的增压作用，影响整体增压式机械泵的性能。因此该配合间隙应尽量小，接触表面加工十分精密，材料选择十分考究，热处理工艺要求较高，造价昂贵。而且柱塞3与柱塞套12是配磨，不同套之间没有互换性，不能单独更换腐蚀掉的柱塞3或者柱塞套12，只能成对更换，维修保养成本也很高。

而新燃料的腐蚀性强，如果新燃料流经柱塞3配合间隙，一方面对柱塞3偶件的材料选型提出了更苛刻的要求，会进一步提高热处理和机加工的难度，提高设计和制造成本。另一方面新燃料造成的腐蚀，可能会引起零部件碎屑脱落，经燃料流动冲刷带进精密偶件之间的微小间隙之中，轻则会阻碍柱塞3运动，造成运动迟缓产生供油延迟或无法精准地实现所需行程，重则引起卡滞故障，柱塞3完全不能运动，双燃料增压喷射装置不能增压，不能泵送燃料，系统失效。

而本实施例提出的双燃料增压喷射装置，其新燃料从入油阀5进入，经过上活塞腔100，从出油阀6流出，并经过柴油密封，无法向下渗漏，新燃料根本不会接触柱塞3偶件，自然便无法腐蚀它，精密偶件的寿命得以延长，维修更换周期延长，选材、加工、维护成本降低，保障了精密偶件精准的运动，减小卡滞故障和失效事故发生的可能，提高系统的可靠性。

由于新燃料热值不到柴油热值的一半，且密度小于柴油，为实现与柴油机相当的输出功率，需要至少二倍于柴油的燃料供给量。超大流量体现在高压油泵上，则需要加大柱塞3的直径，因而扩大整体的径向尺寸。而发动机上布置空间有限，不利于机上紧凑布置。本实施例提出的双燃料增压喷射装置，不需要扩大径向尺寸，节省径向空间，紧凑性高，布置灵活，从而能够提高燃油系统的功率密度。而且该双燃料增压喷射装置的结构简单，相比于已有的柴油泵的结构，改动很小，改型成本低，改型周期短。

该双燃料增压喷射装置还具有完善的泄放结构以保障安全，具体地，第二卸油管路122外接安全阀，当出油阀偶件发生卡滞故障时，新燃料无法正常喷出，被困在上活塞腔100内。此时柱塞3上行，下活塞腔200内压力持续上升，高于安全阀设定值时，安全阀打开，柴油得以沿第二卸油管路122泄放，也可以从卸油槽400通过第一卸油管路114泄放，停止对新燃料增压，且触发停机信号，保障安全。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种双燃料增压喷射装置，其特征在于，包括：

壳体(1)，所述壳体(1)内设置有第一入油管路(111)、第二入油管路(121)、第一出油管路(112)、第二出油管路(113)、活塞腔、柱塞腔，所述第一入油管路(111)用于新燃料输入，所述第二入油管路(121)用于柴油输入；

驱动活塞(2)，所述驱动活塞(2)可移动设置在所述活塞腔内，所述驱动活塞(2)将所述活塞腔划分为上活塞腔(100)和下活塞腔(200)；

所述驱动活塞(2)被配置为：所述驱动活塞(2)处于第一位置时，所述上活塞腔(100)与所述第一入油管路(111)和所述第一出油管路(112)连通，且所述下活塞腔(200)与所述第一入油管路(111)、所述第一出油管路(112)以及所述第二出油管路(113)均不连通，所述驱动活塞(2)处于第二位置时，所述下活塞腔(200)与所述第二出油管路(113)连通，所述上活塞腔(100)与所述第一入油管路(111)连通；

柱塞(3)，所述柱塞(3)可移动设置在所述柱塞腔内，所述柱塞(3)的端面与所述柱塞腔围设成增压腔(300)，所述下活塞腔(200)连通于所述增压腔(300)，所述柱塞(3)被配置为：所述柱塞(3)位于第三位置或第四位置时，所述第二入油管路(121)与所述增压腔(300)均连通，所述柱塞(3)位于第五位置时，所述第二入油管路(121)与所述增压腔(300)不连通，所述第五位置位于所述第三位置和所述第四位置之间。

2.根据权利要求1所述的双燃料增压喷射装置，其特征在于，所述柱塞(3)的外表面上设置有螺旋凹槽(31)，所述螺旋凹槽(31)的一侧壁沿所述柱塞(3)的长度方向螺旋设置，所述螺旋凹槽(31)连通于所述增压腔(300)。

3.根据权利要求2所述的双燃料增压喷射装置，其特征在于，所述柱塞(3)的外表面上还设置有纵向凹槽(32)，所述纵向凹槽(32)连通于所述螺旋凹槽(31)，且所述纵向凹槽(32)的一端连通于所述增压腔(300)。

4.根据权利要求1所述的双燃料增压喷射装置，其特征在于，所述驱动活塞(2)朝向所述上活塞腔(100)的面上设置有突出限位块(21)，所述突出限位块(21)接触所述上活塞腔(100)的壁面时，所述驱动活塞(2)位于所述第二位置。

5.根据权利要求1所述的双燃料增压喷射装置，其特征在于，所述壳体(1)包括盖体(11)和柱塞套(12)，所述盖体(11)内设置有容纳腔，所述驱动活塞(2)可移动套设在所述柱塞套(12)的端部，且所述驱动活塞(2)可移动设置在所述容纳腔内，所述驱动活塞(2)的端面与所述容纳腔的壁面围设成所述上活塞腔(100)，所述驱动活塞(2)与所述柱塞套(12)的端面围设成所述下活塞腔(200)。

6.根据权利要求5所述的双燃料增压喷射装置，其特征在于，所述双燃料增压喷射装置还包括凸轮(4)，所述柱塞(3)插设在所述柱塞套(12)的容置腔内，所述凸轮(4)传动连接于所述柱塞(3)，以使所述柱塞(3)在所述容置腔内移动。

7.根据权利要求5所述的双燃料增压喷射装置，其特征在于，所述驱动活塞(2)为一端封闭的筒状结构，所述驱动活塞(2)的筒壁沿径向贯穿设置有油孔(22)。

8.根据权利要求5所述的双燃料增压喷射装置，其特征在于，所述盖体(11)内环设有卸油槽(400)，所述卸油槽(400)与所述容纳腔连通，所述盖体(11)沿径向贯穿设置有第一卸油管路(114)，所述第一卸油管路(114)连通于所述卸油槽(400)。

9.根据权利要求8所述的双燃料增压喷射装置，其特征在于，所述柱塞套(12)沿径向贯穿设置有第二卸油管路(122)，所述第二卸油管路(122)连通于所述增压腔(300)，且连通于所述卸油槽(400)。

10.根据权利要求9所述的双燃料增压喷射装置，其特征在于，所述双燃料增压喷射装置还包括入油阀(5)、出油阀(6)和安全阀，所述入油阀(5)连通于所述第一入油管路(111)，所述出油阀(6)连通于所述第一出油管路(112)以及所述第二出油管路(113)，所述安全阀连通于所述第二卸油管路(122)。

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