CN117090714A - 气体燃料喷射器 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种气体燃料喷射器，其包括壳体、驱动组件和执行组件，壳体包括互相连通的进气口、出气口和第一容纳腔；执行组件设置于容纳腔，执行组件包括第一执行件和第二执行件，第一执行件相对于第二执行件更靠近进气口，驱动组件用于驱动第一执行件、第二执行件中的至少一个沿第一轴线运动，第一执行件设置有流通孔和与流通孔互不相通的流通槽，流通孔、流通槽均配置为能够连通第一容纳腔。通过调整驱动组件的驱动情况可以控制第一执行件和第二执行件的运动，其中，通过流通孔和流通槽的设置，使得第一执行件运动至不同位置时可以切换气体流通截面的大小，进而实现大、小气体流量的匹配，能够满足全流域喷气量精准控制和稳定喷射的需求。

Description

气体燃料喷射器

技术领域

本申请涉及发动机燃料喷射技术领域，特别是涉及气体燃料喷射器。

背景技术

能源技术发展也由传统石化燃料转向清洁燃料。喷射器作为发动机燃料供给系统中核心部件也由液体燃料喷射器转向气体燃料喷射器。气体燃料喷射器可实现定时、定量向发动机喷射燃料的功能，当然地，其喷气性能对发动机性能有非常重要地影响。

相关技术中，气体燃料喷射器主要根据发动机的功率进行最大喷气量的设计，如发动机对喷气量需求跨度较大时，喷射器需按最大喷气量进行设计，但在发动机怠速时对喷气量需求较小，此时就需要减小喷射器的通电时间。传统技术中的气体喷射器存在不能精确控制喷气量的问题。因此，如何在同一既定的喷射器上满足全流域喷气量精准控制和稳定喷射的需求，是本领域技术人员需要解决的技术问题。

发明内容

基于此，有必要针对气体喷射器不能精确控制喷气量的问题，提供一种气体燃料喷射器。

本申请提供一种气体燃料喷射器，其包括：壳体、驱动组件和执行组件，壳体包括互相连通的进气口、出气口和第一容纳腔，第一容纳腔沿第一轴线延伸设置并位于进气口、出气口之间；驱动组件设置于壳体；执行组件设置于容纳腔，执行组件包括第一执行件和第二执行件，第一执行件相对于第二执行件更靠近进气口，驱动组件用于驱动第一执行件、第二执行件中的至少一个沿第一轴线运动，第一执行件设置有流通孔和与流通孔互不相通的流通槽，流通孔、流通槽均配置为能够连通第一容纳腔；其中，喷射器包括第一工况、第二工况和第三工况，在第一工况下，第二执行件靠近进气口的一端与第一执行件相抵，使得流通孔不与第一容纳腔连通；在第二工况下，第二执行件在驱动组件的作用下能够沿第一轴线朝远离第一执行件的方向移动，使得流通孔与第一容纳腔连通；在第三工况下，第二执行件在驱动组件的作用下能够沿第一轴线朝远离第一执行件的方向移动，同时第一执行件在驱动组件的作用下能够沿第一轴线朝远离第二执行件的方向移动，使得流通孔、流通槽均与第一容纳腔连通。

在其中一个实施例中，流通槽设置于流通孔的外围。

在其中一个实施例中，壳体包括第一壳部，第一壳部设置有与进气口连通的第二容纳腔和与第二容纳腔连通的第一通孔，第一容纳腔和第一通孔之间形成有台阶面，第一执行件容纳于第二容纳腔内，并配置为能够与台阶面相抵，台阶面与流通槽对应设置，第一通孔与流通孔连通，第二执行件用于隔断或连通第一容纳腔和第一通孔。

在其中一个实施例中，执行组件还包括第一限位件和第一弹性件，第一限位件设置于进气口，第一弹性件抵接于第一限位件和第一执行件之间，用于使第一执行件与台阶面相抵。

在其中一个实施例中，执行组件还包括调节件，调节件设置于第一限位件和第一壳部之间，用于调节第一执行件的轴向行程。

在其中一个实施例中，第一限位件设置有第二通孔，第二通孔用于连通进气口和流通孔。

在其中一个实施例中，壳体包括互相连接的第二壳部和第三壳部，第一容纳腔形成于第二壳部，出气口形成于第三壳部，第二壳部与第三壳部之间围设有第三容纳腔，第二执行件至少部分沿第一轴线延伸至第三容纳腔，第二执行件设置有用于连通第一容纳腔和第三容纳腔的通道。

在其中一个实施例中，第二执行件包括滑套，第二壳部套设于滑套，通道设置于滑套。

在其中一个实施例中，执行组件还包括第二限位件和第二弹性件，第二限位件与第二壳部连接，第二弹性件套设于滑套，并抵接于第二限位件和滑套之间，第二弹性件用于使滑套朝靠近第一执行件的方向移动。

在其中一个实施例中，执行组件还包括第三执行件，第三执行件设置于第二执行件靠近出气口的一端，并配置为在第二执行件的作用下，能够开启或密封出气口。

上述气体燃料喷射器中，通过调整驱动组件的驱动情况可以控制第一执行件和第二执行件的运动，其中，通过流通孔和流通槽的设置，使得第一执行件运动至不同位置时可以切换气体流通截面的大小，进而实现大、小气体流量的匹配，能够满足全流域喷气量精准控制和稳定喷射的需求。

附图说明

图1为本申请一实施例中气体燃料喷射器在第一工况下的示意图。

图2为本申请一实施例中流通槽的示意图。

图3为本申请另一实施例中流通槽的示意图。

图4为本申请一实施例中气体燃料喷射器在第二工况下的示意图。

图5为本申请一实施例中气体燃料喷射器在第三工况下的示意图。

其中，附图标号为：

第一壳部11、进气口111、第一通孔112、第二容纳腔113、第二壳部12、第一容纳腔121、第三壳部13、出气口131、第一密封圈14、固定帽15、第二密封圈16、第三容纳腔17、第一驱动件21、第二驱动件22、第一执行件31、流通孔311、流通槽312、第二执行件32、衔铁321、滑套322、第一密封面3221、第一开口3222、第二开口3223、第一限位件33、第二通孔331、第一弹性件34、调节件35、第二限位件36、第二弹性件37、第三执行件38、第二密封面381。

具体实施方式

为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本申请的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请。但是本申请能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本申请内涵的情况下做类似改进，因此本申请不受下面公开的具体实施例的限制。

在本申请的描述中，需要理解的是，若有出现这些术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等，这些术语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申请和简化描述，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申请的限制。

此外，若有出现这些术语“第一”、“第二”，这些术语仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本申请的描述中，若有出现术语“多个”，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，若有出现术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等，这些术语应做广义理解。例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，若有出现第一特征在第二特征“上”或“下”等类似的描述，其含义可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，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”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

需要说明的是，若元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。若一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。如若存在，本申请所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

本申请提供一种气体燃料喷射器，该气体燃料喷射器设置于供气系统和发动机之间，用于将气体燃料供应至发动机。

气体燃料喷射器包括壳体、驱动组件和执行组件。壳体为限定喷射器外观的壳体，用于给驱动组件和执行组件提供安装位置；驱动组件和执行组件均设置于壳体，驱动组件用于驱动执行组件按照预设路径进行移动；执行组件在驱动组件的作用下，能够移动至不同位置，使得喷射器能够在第一工况、第二工况和第三工况之间切换，具体地，在第一工况下，气体燃料喷射器不喷射气体；在第二工况下，气体燃料喷射器实现小流量气体控制；在第三工况下，气体燃料喷射器实现大流量气体控制。通过调整驱动组件的驱动情况以切换不同的工况，满足气体燃料喷射器全流域的流量需求。

参考图1所示，壳体包括第一壳部11、第二壳部12、第三壳部13、进气口111、出气口131和第一容纳腔121。第一壳部11、第二壳部12和第三壳部13依次连接，进气口111形成于第一壳部11，第一容纳腔121形成于第二壳部12，出气口131形成于第三壳部13。进气口111、出气口131和第一容纳腔121互相连通，第一容纳腔121沿第一轴线延伸设置并位于进气口111、出气口131之间，本申请揭示的实施例中，以第一轴线与水平方向平行为例，第一容纳腔121往上为进气口111，第一容纳腔121往下为出气口131，气体从上至下进行流动。

第一壳部11和第二壳部12之间为间隙配合，第一壳部11和第二壳体之间通过第一密封圈14进行密封，第一壳部11和第二壳部12之间还设置有固定帽15，固定帽15用于将第一壳部11和第二壳部12压紧固定。第二壳部12和第三壳部13之间通过第二密封圈16进行密封。

驱动组件包括第一驱动件21和第二驱动件22，第一驱动件21设置于第一壳部11和第二壳部12之间，第二驱动件22设置于第二壳部12。执行组件包括第一执行件31和第二执行件32，第一执行件31设置于第一壳部11内，第二执行件32设置于第一容纳腔121内。第一驱动件21用于驱动第一执行件31沿第一轴线运动，第二驱动件22用于驱动第二执行件32沿第一轴线运动。本申请揭示的实施例中，第一驱动件21和第二驱动件22均为电磁铁，第一执行件31为衔铁，第二执行件32至少部分为衔铁，将电磁铁通电即能够驱动衔铁运动。本申请揭示的实施例中，通过控制第一驱动件21和第二驱动件22的通电情况，来驱动第一执行件31、第二执行件32中的至少一个运动，具体地，在第一工况下，第一驱动件21和第二驱动件22均不通电；在第二工况下，第一驱动件21断电第二驱动件22通电，该工况下，仅第二执行件32移动；在第三工况下，第一驱动件21和第二驱动件22同时通电，该工况下，第一执行件31和第二执行件32均移动。可以理解的是，驱动组件也可以仅设置一个驱动件结合传动部组件来驱动第一执行件31、第二执行件32中的至少一个运动。

第一执行件31相对于第二执行件32更靠近进气口111，第一执行件31能够调节气体从进气口111进入喷射器后的的流通截面。具体地，第一执行件31设置有流通孔311和流通槽312，流通孔311与流通槽312互不相通，流通孔311、流通槽312均配置为能够连通第一容纳腔121。在第一工况下，第二执行件32靠近进气口111的一端与第一执行件31相抵，使得流通孔311不与第一容纳腔121连通；在第二工况下，第二执行件32在第二执行件32的作用下能够沿第一轴线朝远离第一执行件31的方向移动(向左移动)，使得流通孔311与第一容纳腔121连通，流通孔311与第一容纳腔121连通时实现小流量气体控制；在第三工况下，第二执行件32在第二驱动件22的作用下能够沿第一轴线朝远离第一执行件31的方向移动(向左移动)，同时第一执行件31在第一驱动件21的作用下能够沿第一轴线朝远离第二执行件32的方向移动(向右移动)，使得流通孔311、流通槽312均与第一容纳腔121连通，流通孔311、流通槽312均与第一容纳腔121连通时实现大流量气体控制。

可以理解的是，流通孔311的直径大小根据发动机小气量要求进行设置，流通槽312的流通截面根据发动机大气量要求进行设置。

参考图2所示，第一执行件31沿第一轴线贯穿形成流通孔311和流通槽312，流通孔311位于第一执行件31的中心，流通槽312位于流通孔311的外围。本申请揭示的实施例中，流通槽312设置有多个，流通槽312沿第一执行件31的周向间隔分布，流通槽312远离流通孔311的位置呈开口状。

参考以3所示，在其他实施例中，流通槽312也可以是柱状孔的设置。

在其他实施例中，流通槽312也可以是环形槽的设置，该实施例中，环形槽将第一执行件31分为两部分，具体地，流通孔311形成于第一部分，环形槽形成于两部分之间，当然地，中间可以设置连接杆将两部分连接到一起以形成第一执行件31。

再次参考图1所示，第一壳部11设置有第一通孔112和第二容纳腔113。第一通孔112与第二容纳腔113连通，第二容纳腔113与进气口111连通，第一执行件31容纳于第二容纳腔113内，第二容纳腔113的腔壁能够对第一执行件31的移动起导向作用，同时，流通孔311能够连通进气口111和第一通孔112。第一容纳腔121和第一通孔112之间形成有台阶面，第一执行件31能够与台阶面相抵，具体地，当第一执行件31向右移动时与台阶面分离，当第一执行件31向左移动时，能够移动至与台阶面相抵，且台阶面与流通槽312的位置对应设置。在第二工况下，第一执行件31与台阶面相抵，台阶面能够密封流通槽312靠近出气口131的一端，此时气体从进气口111、流通孔311、第一通孔112流动至第一容纳腔121；在第三工况下，第一执行件31与台阶面分离，此时气体依次从进气口111、流通孔311+流通槽312、第一通孔112流动至第一容纳腔121，流通孔311和流通槽312同时供气体流动至第一容纳腔121，增加了气体流通面积，实现了大流量气体控制。第二工况和第三工况对应第一执行件31不同的位置，通过切换第一执行件31的位置，使得流通槽312选择性地与第一通孔112连通，实现气体大流通截面和小流通截面的切换。

执行组件还包括第一限位件33和第一弹性件34。第一限位件33设置于进气口111，第一弹性件34抵接于第一限位件33和第一执行件31之间。在第二工况下，第一驱动件21断电，第一弹性件34能够使第一执行件31与台阶面相抵，使得台阶面能够密封流通槽312远离进气口111的端部；在第三工况下，第一驱动件21通电，第一执行件31在第一驱动件21的作用下，能够克服第一弹性件34的弹力朝靠近进气口111的方向移动。

第一限位件33设置有第二通孔331，第二通孔331用于实现进气口111和流通孔311、流通槽312的连通。

执行组件还包括调节件35。进气口111靠近第一执行件31的一端与第二容纳腔113之间形成有平面，第一限位件33通过调节件35和平面与第一壳部11进行压紧，通过调整调节件35的厚度，可以调节第一执行件31的轴向行程，进而调节第一执行件31的相应时间。

本申请揭示的实施例中，第一限位件33的外围与第一壳部11的内壁通过螺纹连接，通过螺纹能够使第一限位件33在进气口111中被拧进或拧出，将第一限位件33拧进至一定程度，可以将调节件35压紧至平面上。

第二执行件32包括衔铁321和滑套322。衔铁321容纳于第一容纳腔121内，第二壳部12与衔铁321间隙配合，衔铁321能够在第二驱动件22的作用下沿第一轴线移动，衔铁321固定套设于滑套322，使得滑套322能够跟随衔铁321移动，滑套322靠近进气口111的一端为第一密封面3221，第一密封面3221用于密封或开启第一通孔112，以隔断或连通第一容纳腔121和第一通孔112。

第三壳部13至少部分设置于第二壳部12的外围，第二壳部12与第三壳部13之间围设有第三容纳腔17。第二壳部12套设于滑套322外围，第二壳部12能够对滑套322沿第一轴线的移动其导向作用。滑套322沿第一轴线穿过第二壳部12延伸至第三容纳腔17内，滑套322设置有用于连通第一容纳腔121和第三容纳腔17的通道，具体地，通道包括位于第一容纳腔121内的第一开口3222和位于第三容纳腔17内的第二开口3223，气体进入至第一容纳腔121后，能够通过第一开口3222、通道、第二开口3223流动至第三容纳腔17。

执行组件还包括第二限位件和第二弹性件37。第二限位件与第二壳部12连接，第二壳部12与滑套322之间设置有用于容纳第二弹性件37的容纳空间，第二弹性件37套设于滑套322，并抵接于第二限位件和滑套322之间，第二弹性件37用于使滑套322朝靠近第一执行件31的方向移动。

执行组件还包括第三执行件38。第三执行件38容纳于第三容纳腔17内，并设置于滑套322靠近出气口131的一端，第三执行件38在第二执行件32的作用下，能够开启或密封出气口131。本申请揭示的实施例中，第三执行件38为针阀，第三壳部13为针阀壳，第三执行件38靠近出气口131的一端设置有第二密封面381，通过第二密封面381与第三壳部13的贴合和分离，实现出气口131的密封或开启。

本申请的气体喷射喷射器，如图1，在第一工况下，第一驱动件21和第二驱动件22均断电，滑套322的一端与第一壳部11相抵，第一密封面3221密封第一通孔112，第二密封面381密封出气口131，气体不能在喷射器内流通。如图4，在第二工况下，第一驱动件21通电，衔铁321在第一驱动件21的作用下带动滑套322沿第一轴线向左运动，同时滑套322推动第三执行件38向左运动，该过程中，第一密封面3221开启第一通孔112，第二密封面381开启出气口131，此时，气体燃料依次流经第二通孔331、流通孔311、第一通孔112、第一容纳腔121、第一开口3222、通道、第二开口3223和第三容纳腔17，最后通过出口气流出喷射器，该工况下的喷射器处于小气量档喷射状态。如图5，在第三工况下，第一驱动件21和第二驱动件22同时通电，第一执行件31向右移动，同时滑套322向左移动，该过程中，流通孔311和流通槽312均与与第一通孔112连通，第一密封面3221开启第一通孔112，使流通孔311和流通槽312能够与第一容纳腔121连通，第二密封面381开启出出气口131，此时气体燃料依次流经第二通孔331、流通孔311和流通槽312(气体燃料流经流通孔311的同时也流经流通槽312，两股气体燃料能够在第一通孔112出回合后流至下游)、第一通孔112、第一容纳腔121、第一开口3222、通道、第二开口3223和第三容纳腔17，最后通过出口气流出喷射器，该工况下的喷射器处于大气量档喷射状态。

本申请的气体燃料喷射器，大气量档与小气量档相比，整体流通截面面积增加，喷射器整体喷射气量增加。通过流通孔311和流通槽312的设置，结合不同位置的第一执行件31，能够满足全流域喷气量的精准控制。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种气体燃料喷射器，其特征在于，包括：

壳体，包括互相连通的进气口、出气口和第一容纳腔，所述第一容纳腔沿第一轴线延伸设置并位于所述进气口、所述出气口之间；

驱动组件，设置于所述壳体；及

执行组件，设置于所述容纳腔，所述执行组件包括第一执行件和第二执行件，所述第一执行件相对于所述第二执行件更靠近所述进气口，所述驱动组件用于驱动所述第一执行件、所述第二执行件中的至少一个沿所述第一轴线运动，所述第一执行件设置有流通孔和与所述流通孔互不相通的流通槽，所述流通孔、所述流通槽均配置为能够连通所述第一容纳腔；

其中，所述喷射器包括第一工况、第二工况和第三工况；

在所述第一工况下，所述第二执行件靠近所述进气口的一端与所述第一执行件相抵，使得所述流通孔不与所述第一容纳腔连通；

在所述第二工况下，所述第二执行件在所述驱动组件的作用下能够沿所述第一轴线朝远离所述第一执行件的方向移动，使得所述流通孔与所述第一容纳腔连通；

在所述第三工况下，所述第二执行件在所述驱动组件的作用下能够沿所述第一轴线朝远离所述第一执行件的方向移动，同时所述第一执行件在所述驱动组件的作用下能够沿所述第一轴线朝远离所述第二执行件的方向移动，使得所述流通孔、所述流通槽均与所述第一容纳腔连通。

2.根据权利要求1所述的气体燃料喷射器，其特征在于，所述流通槽设置于所述流通孔的外围。

3.根据权利要求1所述的气体燃料喷射器，其特征在于，所述壳体包括第一壳部，所述第一壳部设置有与所述进气口连通的第二容纳腔和与所述第二容纳腔连通的第一通孔，所述第一容纳腔和所述第一通孔之间形成有台阶面，所述第一执行件容纳于所述第二容纳腔内，并配置为能够与所述台阶面相抵，所述台阶面与所述流通槽对应设置，所述第一通孔与所述流通孔连通，所述第二执行件用于隔断或连通所述第一容纳腔和所述第一通孔。

4.根据权利要求3所述的气体燃料喷射器，其特征在于，所述执行组件还包括第一限位件和第一弹性件，所述第一限位件设置于所述进气口，所述第一弹性件抵接于所述第一限位件和所述第一执行件之间，用于使所述第一执行件与所述台阶面相抵。

5.根据权利要求4所述的气体燃料喷射器，其特征在于，所述执行组件还包括调节件，所述调节件设置于所述第一限位件和所述第一壳部之间，用于调节所述第一执行件的轴向行程。

6.根据权利要求4所述的气体燃料喷射器，其特征在于，所述第一限位件设置有第二通孔，所述第二通孔用于连通所述进气口和所述流通孔。

7.根据权利要求1所述的气体燃料喷射器，其特征在于，所述壳体包括互相连接的第二壳部和第三壳部，所述第一容纳腔形成于所述第二壳部，所述出气口形成于所述第三壳部，所述第二壳部与所述第三壳部之间围设有第三容纳腔，所述第二执行件至少部分沿所述第一轴线延伸至所述第三容纳腔，所述第二执行件设置有用于连通所述第一容纳腔和所述第三容纳腔的通道。

8.根据权利要求7所述的气体燃料喷射器，其特征在于，所述第二执行件包括滑套，所述第二壳部套设于所述滑套，所述通道设置于所述滑套。

9.根据权利要求8所述的气体燃料喷射器，其特征在于，所述执行组件还包括第二限位件和第二弹性件，所述第二限位件与所述第二壳部连接，所述第二弹性件套设于所述滑套，并抵接于所述第二限位件和所述滑套之间，所述第二弹性件用于使所述滑套朝靠近所述第一执行件的方向移动。

10.根据权利要求1-9任一所述的气体燃料喷射器，其特征在于，所述执行组件还包括第三执行件，所述第三执行件设置于所述第二执行件靠近所述出气口的一端，并配置为在所述第二执行件的作用下，能够开启或密封所述出气口。