CN117365791A - 双阀控制双路喷射热管理可控的氨燃料喷射器 - Google Patents

Abstract

本发明的目的在于提供双阀控制双路喷射热管理可控的氨燃料喷射器，属于燃料喷射装置领域，可进行双路喷射，满足氨燃料大流量喷射要求，又能充分利用缸内空间加强喷入的氨燃料与空气的混合作用，形成氨/空气混合气大范围分布，结合双电磁阀控制实现混合气可控，改善缸内燃烧情况。通过双电磁阀控制，可以根据发动机工况在单路喷射、双路喷射工作模式之间切换，实现氨喷射量、喷射定时及喷氨率的灵活、精确控制。热管理工质管路的通断由外喷嘴控制阀控制，仅在外喷嘴控制阀打开，外层喷嘴开始喷射时，热管理工质管路连通，引入冷却介质，防止外层氨燃料被过度冷却，同时避免了部分能源的浪费。

Description

双阀控制双路喷射热管理可控的氨燃料喷射器

技术领域

本发明涉及的是一种发动机喷射系统，具体地说是氨燃料喷射器。

背景技术

为应对二氧化碳等温室气体排放引发的全球变暖等气候异常问题，氨等新兴低碳技术在全球低碳转型背景下受到广泛关注。

氨的体积能量密度与压缩天然气、甲醇等相近，且完全燃烧时，理想产物仅为水和氮气，是一种清洁的可再生替代燃料，同时氨的生产工艺成熟，储存和运输方便，具有极大的应用前景。然而目前国际尚无成熟的氨燃料喷射装置，且氨作为单一燃料在发动机中燃烧，存在自着火温度高、热值低、火焰传播速度低、火焰稳定性差、点火温度高等问题，很大程度上影响了其在发动机上的应用。使现有燃料喷射器难以满足氨燃料物性多变、喷油规律灵活、混合气可控的喷射需求，也不具备实现多次喷射精准控制的能力，限制了氨燃料的应用。

发明内容

本发明的目的在于提供可以在缸内气流运动较弱的条件下形成混合气大范围分布和局部浓区，提高发动机的启动性能和燃烧效率的双阀控制双路喷射热管理可控的氨燃料喷射器。

本发明的目的是这样实现的：

本发明双阀控制双路喷射热管理可控的氨燃料喷射器，其特征是：包括喷射器体外壳、量孔板、电磁阀帽、双电磁阀组件、控制活塞组件、喷嘴帽、喷嘴组件，喷射器体外壳的上部位于喷嘴帽上方，喷射器体外壳的底部位于喷嘴帽内部，量孔板、双电磁阀组件自上而下安装在喷射器体外壳里，电磁阀帽位于量孔板上方，喷嘴组件安装在喷嘴帽里，控制活塞组件的上部安装在喷射器体外壳里，其下部安装在喷嘴帽里；

电磁阀帽里设置单向进氨口a和总进氨路，单向进氨口a连通总进氨路；所述双电磁阀组件包括自上而下设置的针阀喷射控制阀体、电磁阀体、上外喷嘴控制阀体、下外喷嘴控制阀体，量孔板位于针阀喷射控制阀体上方，电磁阀体里设置针阀喷射电磁铁与外喷嘴电磁铁，针阀喷射电磁铁与外喷嘴电磁铁上下对称安装并通过电磁阀体隔开，针阀喷射电磁铁里安装针阀喷射控制阀复位弹簧，外喷嘴电磁铁里安装外喷嘴控制阀复位弹簧，针阀喷射控制阀体里设置针阀喷射控制阀、针阀喷射控制阀衔铁、针阀回氨路，针阀喷射控制阀衔铁安装于针阀喷射控制阀下端，电磁阀体和下外喷嘴控制阀体设置外喷嘴控制阀衔铁、外喷嘴控制阀，外喷嘴控制阀衔铁安装在外喷嘴控制阀上端，针阀喷射控制阀复位弹簧位于针阀喷射控制阀衔铁与电磁阀体之间，外喷嘴控制阀复位弹簧位于电磁阀体与外喷嘴控制阀衔铁之间；量孔板里设置针阀回氨节流孔和进氨路a，针阀喷射控制阀被针阀喷射控制阀复位弹簧压紧在量孔板上，密封针阀回氨节流孔，进氨路a连通总进氨路；喷嘴控制阀被外喷嘴控制阀复位弹簧向下压紧，分别与上外喷嘴控制阀体和下外喷嘴控制阀体形成锥面密封；上外喷嘴控制阀体里设置热管理工质管路a、热管理工质管路b、热管理工质管路c、热管理工质管路d、进氨支路a，外喷嘴控制阀的上部为细端，外喷嘴控制阀的下部为粗端，细端、粗端和上外喷嘴控制阀体形成热管理工质腔，热管理工质管路a和热管理工质管路c均连通热管理工质腔；下外喷嘴控制阀体里设置控制活塞进氨路和外喷嘴控制阀回氨路。

本发明还可以包括：

1、所述控制活塞组件包括控制活塞体、中间块、控制活塞、连接体，控制活塞体、中间块自上而下设置，连接体的下部安装在中间块里，控制活塞安装在控制活塞体里，控制活塞位于连接体上方，控制活塞体里设置进氨支路b，控制活塞体与控制活塞顶端形成控制活塞液压腔，进氨支路b分别连通总进氨路和控制活塞液压腔，控制活塞体、中间块与控制活塞底部形成控制活塞控制腔，控制活塞控制腔与控制活塞进氨路连通。

2、所述喷嘴组件包括喷嘴过渡块、喷嘴中间块、外喷嘴上行块、外喷嘴下行块、喷嘴螺帽、针阀，喷嘴过渡块、喷嘴中间块、喷嘴螺帽自上而下安装，喷嘴螺帽与喷嘴中间块之间通过螺纹固定，外喷嘴上行块和外喷嘴下行块自上而下安装在喷嘴过渡块和喷嘴中间块内部，构成外喷嘴组件，外喷嘴组件与喷嘴中间块和喷嘴帽之间形成进氨路c，为外层喷射供氨，喷嘴块侧面安装单向进氨口b，单向进氨口b连通进氨路c，外喷嘴组件内部中空并安装针阀，外喷嘴上行块、针阀与喷嘴中间块之间形成外喷嘴液压腔，外喷嘴上行块与喷嘴中间块之间安装外喷嘴复位弹簧，外喷嘴上行块和针阀之间安装针阀复位弹簧，针阀、喷嘴中间块与喷嘴螺帽之间形成喷氨路，外喷嘴上行块里设置进氨路b，单向进氨口b通过进氨路b与喷氨路连通，为内层喷射供氨，针阀底端与喷嘴螺帽形成锥面密封，喷嘴螺帽下端开有压力室，连通喷嘴螺帽底部的喷孔，针阀上端与外喷嘴上行块之间形成针阀控制腔，单向进氨口a通过总进氨路、进氨路a和进氨支路c向针阀控制腔内供氨。

3、低负荷工况时，选择仅外层喷射，外喷嘴电磁铁未上电时，外喷嘴控制阀衔铁在外喷嘴控制阀复位弹簧的作用下紧压在上外喷嘴控制阀体上，外喷嘴控制阀分别与上外喷嘴控制阀体和下外喷嘴控制阀体形成锥面密封，热管理工质管路a、c与热管理工质管路b、d之间断开，同时控制活塞进氨路与外喷嘴控制阀回氨路之间断开；单向进氨口a通过进氨路a、进氨支路a和控制活塞控制腔进氨路向控制活塞控制腔供氨，通过进氨路a、进氨支路b向控制活塞液压腔供氨，外喷嘴组件在外喷嘴复位弹簧的作用下与喷嘴帽形成锥面密封，喷射器外层处于关闭状态；喷射器外层喷氨时，外喷嘴电磁铁通电，外喷嘴控制阀衔铁受电磁力吸引克服外喷嘴控制阀复位弹簧的作用向上移动，带动外喷嘴控制阀向上打开热管理工质管路a、热管理工质管路c与热管理工质管路b、热管理工质管路d，通入的冷却介质对喷氨路中的氨燃料进行冷却；外喷嘴控制阀向上压紧在上外喷嘴控制阀体底部，形成密封，断开进氨支路a与控制活塞控制腔进氨路，停止向控制活塞控制腔供氨，并打开控制活塞进氨路与外喷嘴控制阀回氨路，使控制活塞控制腔中的氨燃料将通过控制活塞进氨路流入外喷嘴控制阀回氨路，控制活塞受到向下的液压合力作用，带动连接体和外喷嘴组件克服外喷嘴复位弹簧的作用向下运动，打开外喷嘴组件与喷嘴帽的密封，氨燃料通过进氨路c喷入气缸；外层喷氨结束时，外喷嘴电磁铁断电，外喷嘴控制阀衔铁与外喷嘴控制阀在外喷嘴控制阀复位弹簧的作用下复位，外喷嘴控制阀重新与上外喷嘴控制阀体和下外喷嘴控制阀体形成锥面密封，断开热管理工质管路a、热管理工质管路c与热管理工质管路b、热管理工质管路d，控制活塞进氨路与外喷嘴控制阀回氨路之间断开，进氨支路a与控制活塞控制腔进氨路重新连通，控制活塞控制腔停止通过外喷嘴控制阀回氨路回氨，单向进氨口a开始通过进氨路a、进氨支路a和控制活塞控制腔进氨路向控制活塞控制腔供氨；外喷嘴组件在外喷嘴复位弹簧的作用下复位，带动连接体与控制活塞上移，外喷嘴下行块与喷嘴帽密封，关闭进氨路c，外层停止喷射。

4、低负荷工况时，选择仅内层喷射，喷射器针阀关闭时，针阀喷射电磁铁不上电，针阀喷射控制阀在针阀喷射控制阀复位弹簧的作用下压紧在量孔板上，密封针阀回氨节流孔，单向进氨口a通过进氨路和进氨支路c向针阀控制腔内供氨，此时针阀所受向下的液压力与针阀复位弹簧合力大于向上的液压力，针阀紧靠在喷嘴螺母上，形成锥面密封；针阀喷射开始时，针阀喷射电磁铁通电，针阀喷射控制阀衔铁受电磁力吸引，带动针阀喷射控制阀克服针阀喷射控制阀复位弹簧作用向下移动，针阀喷射控制阀打开针阀回氨节流孔，针阀控制腔中的氨燃料通过针阀控制腔节流孔、针阀回氨路和针阀回氨节流孔回流至低压管路，单向进氨口a通过进氨路和进氨支路c向针阀控制腔内供氨，针阀回氨节流孔的直径大于进氨支路c的直径，回氨的流量大于供氨的流量，针阀所受向上的液压力大于向下的液压力与针阀复位弹簧的合力，针阀抬起，打开压力室和喷孔；单向进氨口b通过进氨路b为喷氨路供氨，再通过压力室，从喷孔喷入缸内；针阀喷射结束时，针阀喷射电磁铁断电，针阀喷射控制阀衔铁与针阀喷射控制阀在针阀喷射控制阀复位弹簧作用下重新落座，密封针阀回氨节流孔，针阀控制腔停止回氨，氨燃料继续从进氨支路c补充到针阀控制腔，针阀落座，密封压力室和喷孔，针阀停止喷氨。

5、高负荷工况时，外喷嘴电磁铁、针阀喷射电磁铁均通电，外层和内层同时喷射，外层喷嘴喷射同时引入热管理工质，氨燃料被冷却为液氨喷入。

本发明的优势在于：

1、本发明采用双电磁阀分别控制内外两路进行喷射，可以根据发动机的负载工况选择单路喷射，或者两路同时喷射，实现氨喷射正时、循环喷氨量灵活可控；

2、氨燃料热值低，双电磁阀控制的针阀和外喷嘴双路喷射弥补了已有单路喷射流量不足的问题，同时考虑到氨燃料火焰稳定性差，缸内气流运动较弱，使喷入的氨燃料能够充分利用空间，在缸内形成氨/空气混合气大范围分布，实现混合气可控；

3、外喷嘴周围布置热管理工质管路，在发动机大负荷工况下，经工质冷却后的液氨可汽化吸热，降低缸内温度，减少NOx生成，缓解压升率；

4、热管理工质管路的通断由电磁阀控制，仅在外喷嘴喷射时进行冷却，防止氨燃料过度冷却并节省部分能源。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为电磁阀组件结构示意图；

图3为控制活塞组件结构示意图；

图4为喷嘴组件结构示意图。

附图标记说明：电磁阀帽1；双电磁阀组件2；喷射器体外壳3；喷嘴帽4；单向进氨口a5；控制活塞组件6；喷嘴组件7；量孔板8；针阀回氨路9；针阀喷射控制阀体10；电磁阀体11；外喷嘴电磁铁12；外喷嘴控制阀复位弹簧13；上外喷嘴控制阀体14；热管理工质管路a15；热管理工质管路b16；下外喷嘴控制阀体17；外喷嘴控制阀回氨路18；针阀回氨节流孔19；进氨路a20；针阀喷射控制阀21；针阀喷射控制阀衔铁22；针阀喷射控制阀复位弹簧23；针阀喷射电磁铁24；外喷嘴控制阀衔铁25；热管理工质管路c26；热管理工质管路d27；外喷嘴控制阀28；进氨支路a29；控制活塞控制腔进氨路30；控制活塞体31；控制活塞32；连接体33；针阀控制腔节流孔34；控制活塞液压腔35；进氨支路b36；控制活塞控制腔37；中间块38；外喷嘴上行块39；喷嘴过渡块40；进氨路b41；单向进氨口b42；针阀43；进氨路c44；喷氨路45；针阀压力室46；针阀复位弹簧47；针阀控制腔48；进氨支路c49；外喷嘴复位弹簧50；外喷嘴液压腔51；喷嘴中间块52；喷嘴螺帽53；外喷嘴下行块54；喷孔55。

具体实施方式

下面结合附图举例对本发明做更详细地描述：

结合图1-4，本发明的双阀控制双路喷射热管理可控的氨燃料喷射器由电磁阀帽1、双电磁阀组件2、喷射器体外壳3、喷嘴帽4、单向进氨口a5、控制活塞组件6和喷嘴组件7组成。单向进氨口a5安装在电磁阀帽1顶部，双电磁阀组件2、控制活塞组件6、喷嘴组件7自上而下安装，并通过定位销连接。电磁阀帽1与喷射器体外壳3，喷嘴帽4与喷嘴组件7均通过螺纹紧固在一起。

量孔板8、针阀喷射控制阀体10、电磁阀体11、上外喷嘴控制阀体14、下外喷嘴控制阀体17自上而下安装，针阀喷射电磁铁24与外喷嘴电磁铁12上下对称安装，针阀喷射电磁铁24安装于外喷嘴电磁铁12上方。针阀喷射控制阀衔铁22安装于针阀喷射控制阀21下端，针阀喷射控制阀复位弹簧23安装在针阀喷射控制阀衔铁22与电磁阀体11之间。针阀喷射控制阀21被针阀喷射控制阀复位弹簧23压紧在量孔板8上，密封针阀回氨节流孔19，针阀回氨节流孔19通过针阀回氨路9、针阀控制腔节流孔34与针阀控制腔47连通。外喷嘴控制阀衔铁25安装在外喷嘴控制阀28上端，外喷嘴控制阀复位弹簧13安装在电磁阀体11与外喷嘴控制阀衔铁25之间。外喷嘴控制阀28被外喷嘴控制阀复位弹簧13向下压紧，分别与上外喷嘴控制阀体14和下外喷嘴控制阀体17形成锥面密封，断开热管理工质管路a15、c26与热管理工质管路b16、d27之间、控制活塞进氨路30与外喷嘴控制阀回氨路18之间的连接。冷却介质从热管理工质管路a15引入，热管理工质管路c26流出。进氨路20与进氨支路a29连通，进氨支路a29通过外喷嘴控制阀28与阀体形成的液压腔与控制活塞控制腔进氨路30连通。

控制活塞体31、中间块37自上而下安装，控制活塞32安装于连接体33上方。控制活塞体31与控制活塞32顶端形成控制活塞液压腔35，控制活塞液压腔35与进氨支路b36连通。控制活塞体31、中间块38与控制活塞32底部形成控制活塞控制腔37，控制活塞控制腔37与控制活塞控制腔进氨路30连通。针阀控制腔节流孔34上端与针阀回氨路9连通，下端与针阀控制腔48连通。

喷嘴帽4与喷射器体外壳3之间靠螺纹紧固，喷嘴过渡块40、喷嘴中间块52、喷嘴螺帽53自上而下安装，喷嘴螺帽53与喷嘴中间块52之间靠螺纹紧固。外喷嘴上行块39和外喷嘴下行块54自上而下安装在喷嘴过渡块40和喷嘴中间块52内部，构成外喷嘴组件，外喷嘴组件与喷嘴中间块52和喷嘴帽4之间形成进氨路c44，热管理工质管路b16、d27分布在进氨路c44周围。单向进氨口b42安装在喷嘴帽4和喷嘴中间块52侧面，通过进氨路c44为外层喷射供氨。外喷嘴上行块39、针阀43与喷嘴中间块52之间形成外喷嘴液压腔51，外喷嘴复位弹簧50安装在外喷嘴上行块39与喷嘴中间块52之间。外喷嘴组件内部中空，安装针阀43，针阀复位弹簧47安装于外喷嘴上行块39和针阀43之间，针阀43、喷嘴中间块52与喷嘴螺帽53之间形成喷氨路45，单向进氨口b通过进氨路b与喷氨路45连通，为内层喷射供氨。针阀43底端与喷嘴螺帽53形成锥面密封，喷嘴螺帽53下端开有压力室46，与喷孔55连通。针阀43上端与外喷嘴上行块39之间形成针阀控制腔48，单向进氨口a5通过进氨路20和进氨支路c49向针阀控制腔48内供氨。

本发明的双阀控制双路喷射热管理可控的氨燃料喷射器可以根据发动机负载工况，选择单路喷射（外层喷射或内层喷射）和双路喷射两种工作模式，在外层喷射同时热管理工质管路将连通进行冷却，下面主要介绍单路喷射，即外层喷射或内层喷射时的工作过程，同理可得双路喷射时的工作过程。

一般低负荷工况时，可以选择仅外层喷射或仅内层喷射，外层喷射受电磁阀组件2和控制活塞组件6的控制。外喷嘴电磁铁12未上电时，外喷嘴控制阀衔铁25在外喷嘴控制阀复位弹簧13的作用下紧压在上外喷嘴控制阀体14上，外喷嘴控制阀28分别与上外喷嘴控制阀体14和下外喷嘴控制阀体17形成锥面密封，热管理工质管路a15、c26与热管理工质管路b16、d27之间断开，未引入热管理工质，同时控制活塞进氨路30与外喷嘴控制阀回氨路18之间断开。单向进氨口a5通过进氨路a20、进氨支路a29和控制活塞控制腔进氨路30向控制活塞控制腔37供氨，通过进氨路a20、进氨支路b36向控制活塞液压腔35供氨，由于控制活塞32所受上下两个方向液压力作用面积相等，因此上下两个方向液压力互相抵消，外喷嘴组件在外喷嘴复位弹簧50的作用下与喷嘴帽4形成锥面密封，喷射器外层处于关闭状态。喷射器外层喷氨时，外喷嘴电磁铁12通电，外喷嘴控制阀衔铁25受电磁力吸引克服外喷嘴控制阀复位弹簧13的作用向上移动，带动外喷嘴控制阀28向上打开热管理工质管路a15、c26与热管理工质管路b16、d27，通入的冷却介质对喷氨路45中的氨燃料进行冷却。同时，外喷嘴控制阀28向上压紧在上外喷嘴控制阀体14底部，形成密封，断开进氨支路a29与控制活塞控制腔进氨路30，停止向控制活塞控制腔37供氨，并打开控制活塞进氨路30与外喷嘴控制阀回氨路18，使控制活塞控制腔37中的氨燃料将通过控制活塞进氨路30流入外喷嘴控制阀回氨路18，由于控制活塞控制腔37中的压力不断降低，而控制活塞液压腔35中的压力保持不变，因此控制活塞32受到向下的液压合力作用，带动连接体33和外喷嘴组件克服外喷嘴复位弹簧50的作用向下运动，打开外喷嘴组件与喷嘴帽4的密封，氨燃料通过进氨路c44喷入气缸。进氨路c44中的氨燃料经热管理工质冷却为液氨喷入，可在缸内汽化吸热降低温度，缓解压升率，减少NOx生成。外层喷氨结束时，外喷嘴电磁铁12断电，外喷嘴控制阀衔铁25与外喷嘴控制阀28在外喷嘴控制阀复位弹簧13的作用下复位，外喷嘴控制阀28重新与上外喷嘴控制阀体14和下外喷嘴控制阀体17形成锥面密封，切断热管理工质管路a15、c26与热管理工质管路b16、d27，停止引入热管理工质，同时控制活塞进氨路30与外喷嘴控制阀回氨路18之间断开，进氨支路a29与控制活塞控制腔进氨路30重新连通，控制活塞控制腔37停止通过外喷嘴控制阀回氨路18回氨，而单向进氨口a5开始通过进氨路a20、进氨支路a29和控制活塞控制腔进氨路30向控制活塞控制腔37供氨。控制活塞控制腔37开始快速建压，控制活塞32下表面所受液压力不断增大，直至与上表面所受液压力平衡，进而外喷嘴组件在外喷嘴复位弹簧50的作用下复位，带动连接体33与控制活塞32上移，外喷嘴下行块54与喷嘴帽4密封，关闭进氨路c44，外层停止喷射。外层喷射停止状态下，不再引入热管理工质，防止对氨燃料的过度冷却，并相应节省部分能源。

内层针阀喷射受电磁阀组件2的控制，喷射器针阀关闭时，针阀喷射电磁铁24不上电，针阀喷射控制阀21在针阀喷射控制阀复位弹簧23的作用下压紧在量孔板8上，密封针阀回氨节流孔19，单向进氨口a5通过进氨路20和进氨支路c49向针阀控制腔48内供氨。此时针阀43所受向下的液压力与针阀复位弹簧47合力大于向上的液压力，针阀43紧靠在喷嘴螺母53上，形成锥面密封。针阀喷射开始时，针阀喷射电磁铁24通电，针阀喷射控制阀衔铁22受电磁力吸引，带动针阀喷射控制阀21克服针阀喷射控制阀复位弹簧23作用向下移动。针阀喷射控制阀21打开针阀回氨节流孔19，针阀控制腔48中的氨燃料通过针阀控制腔节流孔34、针阀回氨路9和针阀回氨节流孔19回流至低压管路，同时单向进氨口a5通过进氨路20和进氨支路c49向针阀控制腔48内供氨。由于针阀回氨节流孔19的直径大于进氨支路c49的直径，回氨的流量大于供氨的流量，针阀控制腔48中压力逐渐降低，直至针阀43所受向上的液压力大于向下的液压力与针阀复位弹簧47的合力，针阀43抬起，打开压力室46和喷孔55。单向进氨口b42通过进氨路b41为喷氨路45供氨，再通过压力室46，从喷孔55喷入缸内。针阀喷射结束时，针阀喷射电磁铁24断电，针阀喷射控制阀衔铁22与针阀喷射控制阀21在针阀喷射控制阀复位弹簧23作用下重新落座，密封针阀回氨节流孔19，针阀控制腔48停止回氨，而氨燃料继续从进氨支路c49补充到针阀控制腔48，因此针阀控制腔48内的压力迅速上升，针阀43所受向下的液压力与针阀复位弹簧47合力增大，直至超过针阀43所受向上的液压力，于是针阀43落座，密封压力室46和喷孔55，针阀43停止喷氨。

发动机高负荷工况时，要求喷射大流量的氨燃料，则外喷嘴电磁铁、针阀喷射电磁铁均通电，外层和内层同时喷射，考虑到氨火焰稳定性差，要降低缸内气流运动，在气流运动减弱的条件下，双路喷射可以充分利用缸内的空间，与空气混合作用加强，在缸内形成大范围氨/空气混合气分布，改善缸内燃烧情况。外层喷嘴喷射同时引入热管理工质，氨燃料被冷却为液氨喷入缸内，在大负荷工况下汽化吸热降低温度，缓解压升率，减少NOx污染物生成。

由上述喷射器具体工作过程描述可知，本发明双路喷射考虑到氨燃料热值低，弥补传统单路喷射流量不足的缺点，满足大流量喷射的要求；同时，氨燃料火焰稳定性差，因此缸内气流运动减弱，双路喷射充分利用缸内空间使喷入的氨燃料与空气混合，形成氨/空气混合气大范围分布，改善了缸内的燃烧情况；另外，双路喷射与双电磁阀控制结合，外喷嘴控制阀28控制外层氨喷射，针阀喷射控制阀21控制内层氨喷射，使内外层喷射独立，可根据发动机运行工况选择单路喷射及双路喷射模式，实现氨喷射过程喷氨量、喷氨定时、喷氨率的精准、灵活控制及缸内混合气可控；热管理工质管路b16、d27分布在进氨路c44外侧，在发动机高负荷工况时，缸内温度较高，通入的冷却介质使外层氨燃料降温液化，喷入的液氨汽化吸热，降低缸内温度，缓解压升率，减少污染物NOx生成；热管理工质管路a15、c26与热管理工质管路b16、d27之间的通断由外喷嘴控制阀28控制，仅在外喷嘴控制阀28打开，外层喷嘴开始喷射时，热管理工质管路连通，引入冷却介质，防止外层氨燃料被过度冷却，同时避免了部分能源的浪费。

Claims (4)

1.双阀控制双路喷射热管理可控的氨燃料喷射器，其特征是：包括喷射器体外壳（3）、量孔板（8）、电磁阀帽（1）、双电磁阀组件（2）、控制活塞组件（6）、喷嘴帽（4）和喷嘴组件（7），喷射器体外壳（3）的上部位于喷嘴帽（4）上方，喷射器体外壳（3）的底部位于喷嘴帽（4）内部，量孔板（8）、双电磁阀组件（2）自上而下安装在喷射器体外壳（3）里，电磁阀帽（1）位于量孔板（8）上方，喷嘴组件（7）安装在喷嘴帽（4）里，控制活塞组件（6）的上部安装在喷射器体外壳（3）里，其下部安装在喷嘴帽（4）里；

电磁阀帽（1）里设置单向进氨口a（5）和总进氨路，单向进氨口a（5）连通总进氨路；所述双电磁阀组件（2）包括自上而下设置的针阀喷射控制阀体（10）、电磁阀体（11）、上外喷嘴控制阀体（14）和下外喷嘴控制阀体（17），量孔板（8）位于针阀喷射控制阀体（10）上方，电磁阀体（11）里设置针阀喷射电磁铁（24）与外喷嘴电磁铁（12），针阀喷射电磁铁（24）与外喷嘴电磁铁（12）上下对称安装并通过电磁阀体（11）隔开，针阀喷射电磁铁（24）里安装针阀喷射控制阀复位弹簧（23），外喷嘴电磁铁（12）里安装外喷嘴控制阀复位弹簧（13），针阀喷射控制阀体（10）里设置针阀喷射控制阀（21）、针阀喷射控制阀衔铁（22）、针阀回氨路（9），针阀喷射控制阀衔铁（22）安装于针阀喷射控制阀（21）下端，电磁阀体（11）和下外喷嘴控制阀体（17）设置外喷嘴控制阀衔铁（25）、外喷嘴控制阀（28），外喷嘴控制阀衔铁（25）安装在外喷嘴控制阀（28）上端，针阀喷射控制阀复位弹簧（23）位于针阀喷射控制阀衔铁（22）与电磁阀体（11）之间，外喷嘴控制阀复位弹簧（13）位于电磁阀体（11）与外喷嘴控制阀衔铁（25）之间；量孔板（8）里设置针阀回氨节流孔（19）和进氨路a（20），针阀喷射控制阀（21）被针阀喷射控制阀复位弹簧（23）压紧在量孔板（8）上，密封针阀回氨节流孔（19），进氨路a（20）连通总进氨路；喷嘴控制阀（28）被外喷嘴控制阀复位弹簧（13）向下压紧，分别与上外喷嘴控制阀体（14）和下外喷嘴控制阀体（17）形成锥面密封；上外喷嘴控制阀体（14）里设置热管理工质管路a（15）、热管理工质管路b（16）、热管理工质管路c（26）、热管理工质管路d（27）、进氨支路a（29），外喷嘴控制阀（28）的上部为细端，外喷嘴控制阀（28）的下部为粗端，细端、粗端和上外喷嘴控制阀体（14）形成热管理工质腔，热管理工质管路a（15）和热管理工质管路c（26）均连通热管理工质腔；下外喷嘴控制阀体（17）里设置控制活塞进氨路（30）和外喷嘴控制阀回氨路（18）；

所述控制活塞组件（6）包括控制活塞体（31）、中间块（38）、控制活塞（32）和连接体（33），控制活塞体（31）、中间块（38）自上而下设置，连接体（33）的下部安装在中间块（38）里，控制活塞（32）安装在控制活塞体（31）里，控制活塞（32）位于连接体（33）上方，控制活塞体（31）里设置进氨支路b（36），控制活塞体（31）与控制活塞（32）顶端形成控制活塞液压腔（35），进氨支路b（36）分别连通总进氨路和控制活塞液压腔（35），控制活塞体（31）、中间块（38）与控制活塞（32）底部形成控制活塞控制腔（37），控制活塞控制腔（37）与控制活塞进氨路（30）连通；

所述喷嘴组件（7）包括喷嘴过渡块（40）、喷嘴中间块（52）、外喷嘴上行块（39）、外喷嘴下行块（54）、喷嘴螺帽（53）和针阀（43），喷嘴过渡块（40）、喷嘴中间块（52）、喷嘴螺帽（53）自上而下安装，喷嘴螺帽（53）与喷嘴中间块（52）之间通过螺纹固定，外喷嘴上行块（39）和外喷嘴下行块（54）自上而下安装在喷嘴过渡块（40）和喷嘴中间块（52）内部，构成外喷嘴组件，外喷嘴组件与喷嘴中间块（52）和喷嘴帽（4）之间形成进氨路c（44），为外层喷射供氨，喷嘴块（52）侧面安装单向进氨口b（42），单向进氨口b（42）连通进氨路c（44），外喷嘴组件内部中空并安装针阀（43），外喷嘴上行块（39）、针阀（43）与喷嘴中间块（52）之间形成外喷嘴液压腔（51），外喷嘴上行块（39）与喷嘴中间块（52）之间安装外喷嘴复位弹簧（50），外喷嘴上行块（39）和针阀（43）之间安装针阀复位弹簧（47），针阀（43）、喷嘴中间块（52）与喷嘴螺帽（53）之间形成喷氨路（45），外喷嘴上行块（39）里设置进氨路b（41），单向进氨口b（42）通过进氨路b（41）与喷氨路（45）连通，为内层喷射供氨，针阀（43）底端与喷嘴螺帽（53）形成锥面密封，喷嘴螺帽（53）下端开有压力室（46），连通喷嘴螺帽底部的喷孔（55），针阀（43）上端与外喷嘴上行块（39）之间形成针阀控制腔（48），单向进氨口a（5）通过总进氨路、进氨路a（20）和进氨支路c（49）向针阀控制腔（48）内供氨。

2.根据权利要求1所述的双阀控制双路喷射热管理可控的氨燃料喷射器，其特征是：低负荷工况时，选择仅外层喷射，外喷嘴电磁铁（12）未上电时，外喷嘴控制阀衔铁（25）在外喷嘴控制阀复位弹簧（13）的作用下紧压在上外喷嘴控制阀体（14）上，外喷嘴控制阀（28）分别与上外喷嘴控制阀体（14）和下外喷嘴控制阀体（17）形成锥面密封，热管理工质管路a（15）、c（26）与热管理工质管路b（16）、d（27）之间断开，同时控制活塞进氨路（30）与外喷嘴控制阀回氨路（18）之间断开；单向进氨口a（5）通过进氨路a（20）、进氨支路a（29）和控制活塞控制腔进氨路（30）向控制活塞控制腔（37）供氨，通过进氨路a（20）、进氨支路b（36）向控制活塞液压腔（35）供氨，外喷嘴组件在外喷嘴复位弹簧（50）的作用下与喷嘴帽（4）形成锥面密封，喷射器外层处于关闭状态；喷射器外层喷氨时，外喷嘴电磁铁（12）通电，外喷嘴控制阀衔铁（25）受电磁力吸引克服外喷嘴控制阀复位弹簧（13）的作用向上移动，带动外喷嘴控制阀（28）向上打开热管理工质管路a（15）、热管理工质管路c（26）与热管理工质管路b（16）、热管理工质管路d（27），通入的冷却介质对喷氨路（45）中的氨燃料进行冷却；外喷嘴控制阀（28）向上压紧在上外喷嘴控制阀体（14）底部，形成密封，断开进氨支路a（29）与控制活塞控制腔进氨路（30），停止向控制活塞控制腔（37）供氨，并打开控制活塞进氨路（30）与外喷嘴控制阀回氨路（18），使控制活塞控制腔（37）中的氨燃料将通过控制活塞进氨路（30）流入外喷嘴控制阀回氨路（18），控制活塞（32）受到向下的液压合力作用，带动连接体（33）和外喷嘴组件克服外喷嘴复位弹簧（50）的作用向下运动，打开外喷嘴组件与喷嘴帽（4）的密封，氨燃料通过进氨路c（44）喷入气缸；外层喷氨结束时，外喷嘴电磁铁（12）断电，外喷嘴控制阀衔铁（25）与外喷嘴控制阀（28）在外喷嘴控制阀复位弹簧（13）的作用下复位，外喷嘴控制阀（28）重新与上外喷嘴控制阀体（14）和下外喷嘴控制阀体（17）形成锥面密封，断开热管理工质管路a（15）、热管理工质管路c（26）与热管理工质管路b（16）、热管理工质管路d（27），控制活塞进氨路（30）与外喷嘴控制阀回氨路（18）之间断开，进氨支路a（29）与控制活塞控制腔进氨路（30）重新连通，控制活塞控制腔（37）停止通过外喷嘴控制阀回氨路（18）回氨，单向进氨口a（5）开始通过进氨路a（20）、进氨支路a（29）和控制活塞控制腔进氨路（30）向控制活塞控制腔（37）供氨；外喷嘴组件在外喷嘴复位弹簧（50）的作用下复位，带动连接体（33）与控制活塞（32）上移，外喷嘴下行块（54）与喷嘴帽（4）密封，关闭进氨路c（44），外层停止喷射。

3.根据权利要求1所述的双阀控制双路喷射热管理可控的氨燃料喷射器，其特征是：低负荷工况时，选择仅内层喷射，喷射器针阀关闭时，针阀喷射电磁铁（24）不上电，针阀喷射控制阀（21）在针阀喷射控制阀复位弹簧（23）的作用下压紧在量孔板（8）上，密封针阀回氨节流孔（19），单向进氨口a（5）通过进氨路（20）和进氨支路c（49）向针阀控制腔（48）内供氨，此时针阀（43）所受向下的液压力与针阀复位弹簧（47）合力大于向上的液压力，针阀（43）紧靠在喷嘴螺母（53）上，形成锥面密封；针阀喷射开始时，针阀喷射电磁铁（24）通电，针阀喷射控制阀衔铁（22）受电磁力吸引，带动针阀喷射控制阀（21）克服针阀喷射控制阀复位弹簧（23）作用向下移动，针阀喷射控制阀（21）打开针阀回氨节流孔（19），针阀控制腔（48）中的氨燃料通过针阀控制腔节流孔（34）、针阀回氨路（9）和针阀回氨节流孔（19）回流至低压管路，单向进氨口a（5）通过进氨路（20）和进氨支路c（49）向针阀控制腔（48）内供氨，针阀回氨节流孔（19）的直径大于进氨支路c（49）的直径，回氨的流量大于供氨的流量，针阀（43）所受向上的液压力大于向下的液压力与针阀复位弹簧（47）的合力，针阀（43）抬起，打开压力室（46）和喷孔（55）；单向进氨口b（42）通过进氨路b（41）为喷氨路（45）供氨，再通过压力室（46），从喷孔（55）喷入缸内；针阀喷射结束时，针阀喷射电磁铁（24）断电，针阀喷射控制阀衔铁（22）与针阀喷射控制阀（21）在针阀喷射控制阀复位弹簧（23）作用下重新落座，密封针阀回氨节流孔（19），针阀控制腔（48）停止回氨，氨燃料继续从进氨支路c（49）补充到针阀控制腔（48），针阀（43）落座，密封压力室（46）和喷孔（55），针阀（43）停止喷氨。

4.根据权利要求1所述的双阀控制双路喷射热管理可控的氨燃料喷射器，其特征是：高负荷工况时，外喷嘴电磁铁（12）、针阀喷射电磁铁（24）均通电，外层和内层同时喷射，外层喷嘴喷射同时引入热管理工质，氨燃料被冷却为液氨喷入。