CN1272538C - 二甲醚燃料双层喷孔强化喷射系统 - Google Patents

Abstract

一种二甲醚燃料双层喷孔强化喷射系统，属于内燃机领域。本发明DME储罐通过出液阀与低压燃料输送泵相连，低压燃料输送泵出口经过三通接头一端通过燃料滤清器与强化型喷油泵相连，三通接头的另一端与蓄压器相连，在蓄压器上设有压力表，强化型喷油泵出口通过高压油管与双层喷孔喷油器相连接，双层喷孔喷油器的喷油器紧帽与喷油器体相连接固定喷油嘴，顶杆在调压弹簧作用下压住针阀，调节螺帽与喷油器体连接压紧调压弹簧，喷油器回油管和喷油泵回油管经过回油三通接头相连接并通过单向阀与压力控制阀入口相连，压力控制阀出口则通过回流阀连接到DME储罐。本发明缩短了喷油持续期，提高燃料空间扩散度，能使发动机达到高效和超低排放。

Description

二甲醚燃料双层喷孔强化喷射系统

技术领域

本发明涉及的是一种二甲醚燃料喷射系统，特别是一种二甲醚燃料双层喷孔强化喷射系统，属于内燃机领域。

背景技术

在已有的技术中，经文献检索发现，S.Kajitani等人的研究报告SAE Paper972973“Engine Performance and Exhaust Characteristics ofDirect-injection Diesel Engine Operated with DME(直喷式柴油机燃用二甲醚时的发动机性能与排放特性，美国汽车工程师学会论文，编号SAE Paper972973)”，该文介绍了一种直喷式柴油机，该直喷式柴油机采用常规喷油系统，该系统由氮气加压燃料罐、Bosch型喷油泵、4孔喷油器等组成。由于二甲醚沸点低易于汽化造成喷油系统发生气阻而使发动机不能正常运转，为使喷油系统中二甲醚燃料为液态，该文采用高压氮气瓶对低压管路二甲醚加压，这种方法只能用于实验室，不适合应用到实际机动车辆。此外二甲醚燃料热值低，要使发动机发出同样的功率，二甲醚燃料的喷射量将是柴油的1.9倍，该文采用常规喷油泵，燃料喷射速率不高，采用4孔喷油器，燃料难以形成高度扩散喷雾均布到燃烧室，不能形成均匀混合气，另外喷孔流通截面不大，使发动机的燃烧持续期加大，二甲醚燃烧过程属于典型的部分预混和部分扩散燃烧方式，造成氮氧化物(NOx)较高。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种二甲醚燃料双层喷孔强化喷射系统，该系统采用具有高通流截面、高扩散度的双层喷孔喷油器，和与之相匹配的强化型喷油泵，使其解决背景技术中存在的问题。强化型喷油泵为柴油机泵—管—嘴型燃油供给系统中的喷油泵，但其柱塞直径比相同功率和转速柴油机的喷油泵的柱塞直径至少大1毫米。

本发明是通过以下技术方案实现的，本发明包括：DME储罐、出液阀、回流阀、压力控制阀、低压燃料输送泵、回油三通接头、三通接头、蓄压器、压力表、单向阀、燃料滤清器、喷油泵回油管、强化型喷油泵、喷油器回油管、高压油管、双层喷孔喷油器、充液阀调节螺帽、压弹簧、喷油器体、顶杆、喷油器紧帽、针阀，其连接方式为：DME储罐通过出液阀与低压燃料输送泵相连，低压燃料输送泵出口经过三通接头一端与燃料滤清器和强化型喷油泵相连，构成低压燃料输送系统。三通接头的另一端与蓄压器相连，在蓄压器上安装有压力表，蓄压器用来稳定低压燃料输送系统的压力。低压燃料输送泵由24V直流电源驱动将液态二甲醚燃料输送到强化型喷油泵，强化型喷油泵出口通过高压油管与双层喷孔喷油器入口相连接，构成燃料高压管路。双层喷孔喷油器的喷油器紧帽与喷油器体相连接固定喷油嘴，顶杆在调压弹簧作用下压住针阀，调节螺帽与喷油器体连接压紧调压弹簧。喷油器回油管和喷油泵回油管经过回油三通接头、单向阀与压力控制阀入口相连，压力控制阀出口则通过回流阀连接到DME储罐。

强化型喷油泵的柱塞直径要大于标准喷油泵，设有具有高供油能力的凸轮型线，一方面加大供油量，另一方面提高供油速率，使喷油泵供油特性得到强化，在保证足够的供油量条件下大幅度缩短喷油持续时间。

双层喷孔喷油器喷油嘴的喷孔沿轴线方向分上下两层布置，沿圆周向均匀布置，并且沿周向上下喷孔交错排列，共有12-16个喷于。液态二甲醚燃料经过强化型喷油泵加压后通过高压油管以音速到达双层喷孔喷油器，在高压作用下，双层喷孔喷油器针阀升起而打开，液态二甲醚燃料迅速喷出，形成多达12-16个喷束，均布于燃烧室空间。

本发明具有实质性特点和显著进步，本发明采用具有高通流截面、高扩散度的双层喷孔喷油器，和与之相匹配的强化型喷油泵，来缩短喷油持续期和提高燃料空间扩散度；利用二甲醚燃料沸点低、高蒸汽压，易于汽化形成混合气的优点，使燃料喷束迅速雾化与空气混合，并均匀分布于燃烧室空间；采用低压燃料泵解决了二甲醚发动机低压燃料输送的问题。最终形成了适合二甲醚燃料理化特性并能使发动机达到高效和超低排放的燃料喷射系统。

附图说明

图1本发明结构示意图

图2本发明双层喷孔喷油器结构示意图

具体实施方式

如图1和图2所示，本发明包括：DME储罐1、出液阀2、回流阀3、压力控制阀4、低压燃料输送泵5、回油三通接头6、三通接头7、蓄压器8、压力表9、单向阀10、燃料滤清器11、喷油泵回油管12、强化型喷油泵13、喷油器回油管14、高压油管15、双层喷孔喷油器16、充液阀17、调节螺帽18、调压弹簧19、喷油器体20、顶杆21、喷油器紧帽22、针阀23，其连接方式为：DME储罐1通过出液阀2与低压燃料输送泵5相连，低压燃料输送泵5出口经过三通接头7-端通过燃料滤清器11与强化型喷油泵13相连，构成低压燃料输送系统，充液阀17安装在DME储罐1上；三通接头7的另一端与蓄压器8相连，在蓄压器8上安装有压力表9，强化型喷油泵13出口通过高压油管15与双层喷孔喷油器16相连接，构成燃料高压管路，双层喷孔喷油器16的喷油器紧帽18与喷油器体20相连接固定喷油嘴24，顶杆21在调压弹簧19作用下压住针阀23，调节螺帽18与喷油器体20连接压紧调压弹簧19，喷油器回油管14和喷油泵回油管12经过回油三通接头6、单向阀10与压力控制阀4入口相连，压力控制阀4出口则通过回流阀3连接到DME储罐1。

液态二甲醚燃料经过强化型喷油泵13加压后通过高压油管15以音速到达双层喷孔喷油器16，在高压作用下，双层喷孔喷油器16的针阀23升起、喷孔打开，液态二甲醚燃料迅速喷出。双层喷孔喷油器16的喷油嘴24的喷孔沿轴线方向分上下两层布置，沿圆周向均匀布置，并且沿周向上下喷孔交错排列。因而，燃料喷射能形成多达12-16个喷束，均匀喷射到燃烧室空间。

强化型喷油泵13的柱塞直径比常规喷油泵大，设计具有高供油能力的凸轮型线，一方面加大供油量，另一方面提高供油速率，而使喷油泵供油特性得到强化，在保证足够的供油量条件下大幅度缩短喷油持续时间。

低压燃料输送泵5出口还通过三通接头7与蓄压器8连接。

Claims (3)

1、一种二甲醚燃料双层喷孔强化喷射系统，包括：DME储罐(1)、出液阀(2)、回流阀(3)、回油三通接头(6)、三通接头(7)、蓄压器(8)、压力表(9)、单向阀(10)、燃料滤清器(11)、喷油泵回油管(12)、喷油器回油管(14)、高压油管(15)、充液阀(17)、调节螺帽(18)、调压弹簧(19)、喷油器体(20)、顶杆(21)、喷油器紧帽(22)、针阀(23)，压力控制阀(4)、低压燃料输送泵(5)、其特征在于还包括：强化型喷油泵(13)、双层喷孔喷油器(16)，其连接方式为：DME储罐(1)通过出液阀(2)与低压燃料输送泵(5)相连，低压燃料输送泵(5)出口经过三通接头(7)一端通过燃料滤清器(11)与强化型喷油泵(13)相连，构成低压燃料输送系统，三通接头(7)的另一端与蓄压器(8)相连，在蓄压器(8)上设有压力表(9)，强化型喷油泵(13)出口通过高压油管(15)与双层喷孔喷油器(16)相连接，构成燃料高压管路，双层喷孔喷油器(16)的喷油器紧帽(22)与喷油器体(20)相连接固定喷油嘴(24)，顶杆(21)在调压弹簧(19)作用下压住针阀(23)，调节螺帽(18)与喷油器体(20)连接压紧调压弹簧(19)，喷油器回油管(14)和喷油泵回油管(12)经过回油三通接头(6)相连接，并通过单向阀(10)与压力控制阀(4)入口相连，压力控制阀(4)出口则通过回流阀(3)连接到DME储罐(1)。

2、根据权利要求1所述的二甲醚燃料双层喷孔强化喷射系统，其特征是，双层喷孔喷油器(16)的喷油嘴(24)的喷孔沿轴线方向分上下两层布置，沿圆周向均匀布置，并且沿周向上下喷孔交错排列，共有12-16个喷孔。

3、根据权利要求1所述的二甲醚燃料双层喷孔高扩散度强化喷射系统，其特征是，低压燃料输送泵(5)出口还通过三通接头(7)与蓄压器(8)连接。