CN205779393U - 组合式双增压电磁混合燃料喷射装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型的目的在于提供组合式双增压电磁混合燃料喷射装置，包括油气混合增压部分、双电磁阀部分、控制部分、双针阀喷嘴部分和喷射装置壳体。本实用新型采用双针阀喷嘴喷射燃油和燃气两种燃料，采用油气混合增压活塞实现燃油和燃气同时增压，增压控制与两种燃料的喷射控制分开，燃油和燃气喷射过程均可在增压和非增压模式间任意切换，燃料喷射压力可调，可获得“靴形”、“先缓后急”喷油、喷气规律，满足发动机在不同工况下对油、气混合的要求；采用两个电磁阀分别控制燃气和燃油的喷射过程，通过改变两个电磁阀工作状态和工作顺序，喷射装置可实现仅喷射燃油或燃气、两种燃料同时喷射、两种燃料先后顺序喷射等多种工作模式。

Description

组合式双增压电磁混合燃料喷射装置

技术领域

本实用新型涉及的是一种燃料喷射装置，具体地说是双燃料发动机燃料喷射装置。

背景技术

随着化石燃料的不断消耗和内燃机排放法规的日益严格，采用替代燃料是同时解决发动机发展所面临的能源短缺和环境污染问题的有效手段。天然气、石油气等以其资源丰富、价格低廉、燃烧清洁、热值大等优点，成为目前内燃机主要代用燃料。

目前双燃料发动机的燃料供应方法主要有两种：一种是在气体燃料被引入发动机气缸之前将其与吸入的空气混合，再向燃烧室的上止点附近直接喷射一定量液体燃料，从而引燃气体燃料，这种方式容易引起发动机爆震，此外在发动机低负荷时，预混合的燃气太稀薄不利于燃烧。另一种方式是将燃气直接喷入燃烧室中，同样采用引燃量的液体燃料触发气体燃料燃烧，这种方式不会引起发动机过早爆燃，且燃料在扩散燃烧模式下燃烧，燃烧效果好，但其也存在一定的问题：其一，现代发动机气缸盖上结构复杂、零部件多，如何布置两个喷射器存在一定的难度，另外若安装两个喷射器喷射双燃料需对原有的柴油机进行较大改动，加大了装置加工及组装复杂程度。其二，为了改善油、气混合程度,通常采用增压装置对燃油和燃气进行增压，以提高两种燃料喷射压力，相比液态燃料，燃气若采用高压泵增压，从泵端到喷射装置传输过程对管道结构、密封性及强度要求较高，另外，采用两个增压装置对两种燃料增压会加大系统的布置难度。其三，喷射装置对燃气密封性要求高，随着针阀的运动，燃气沿针阀偶件间隙向上泄漏，泄漏燃气进入控制腔导致燃气喷射压力和喷射速率降低，严重影响装置工作稳定性。

发明内容

本实用新型的目的在于提供采用增压活塞同时实现燃油、燃气增压，采用两个电磁阀分别控制燃油和燃气的喷射过程的组合式双增压电磁混合燃料喷射装置。

本实用新型的目的是这样实现的：

本实用新型组合式双增压电磁混合燃料喷射装置，其特征是：包括油气混合增压部分、燃气喷射部分、燃油喷射部分、喷射装置体、电磁阀套、喷射装置内筒、针阀底座，油气混合增压部分安装在喷射装置体上方，电磁阀套和喷射装置内筒自上而下安装在喷射装置体里，电磁阀套和喷射装置内筒里设置中心油道，针阀底座通过喷嘴套安装在喷射装置体下方，所述针阀底座包括燃气底座和燃油底座；

所述油气混合增压部分包括增压电磁阀、增压活塞、增压活塞套、进气阀、进油阀，增压电磁阀包括增压电磁阀座、增压电磁铁、增压衔铁、增压电磁阀杆，增压电磁阀座里设置伺服油进油口和伺服油泄油口，增压电磁阀杆一端通过增压止动环固定在增压衔铁上，另一端贯穿增压电磁阀座并在套于其上的增压电磁阀弹簧的预紧力的作用下压在挡板上，增压衔铁所在位置形成增压衔铁腔，增压电磁阀弹簧所在位置形成增压电磁阀弹簧腔，增压电磁阀杆上设置环形油带，环形油带通过增压电磁阀杆的移动实现伺服油进油口与增压衔铁腔的连通或断开以及伺服油泄油口与增压电磁阀弹簧腔的连通或断开；增压活塞安装在增压活塞套里，增压活塞套安装在增压电磁阀座下方，增压活塞上端部与增压活塞套以及增压电磁阀座之间形成伺服油腔，增压活塞中部与增压活塞套之间形成燃气增压室，增压活塞下端部与增压活塞套之间形成燃油增压室，增压活塞上套有增压活塞弹簧；进气阀和进油阀均为单向阀，且安装在增压活塞套里，增压活塞套上设置燃气入口和燃油入口，燃气入口连通进气阀，燃油入口连通进油阀，进气阀的出口连通燃气增压室，进油阀的出口连通燃油增压室，燃油增压室连通中心油道；

所述燃气喷射部分包括安装在电磁阀套里的控制燃气电磁阀、安装在喷射装置内筒里的燃气针阀限位杆以及安装在燃气底座里的燃气针阀，所述控制燃气电磁阀包括燃气电磁阀体、燃气电磁铁、燃气衔铁、燃气阀杆上密封底座、燃气阀杆下密封底座、燃气电磁阀弹簧、燃气电磁阀阀杆，燃气电磁阀体、燃气阀杆上密封座、燃气阀杆下密封座以及燃气针阀限位杆自上而下布置，燃气电磁阀体和燃气阀杆上密封底座之间形成燃气电磁阀腔，燃气阀杆上密封底座和燃气阀杆下密封底座之间形成燃气凹槽腔，燃气电磁铁安装在燃气电磁阀腔里，燃气衔铁位于燃气电磁铁下方，燃气电磁阀阀杆的一端通过燃气止动环卡在燃气衔铁上，另一端贯穿燃气衔铁下方的燃气阀杆上密封底座，并与燃气阀杆下密封底座相配合，燃气电磁阀阀杆的下端部与燃气阀杆下密封底座之间形成燃气泄油腔，燃气电磁阀阀杆上分别设置与燃气阀杆上密封底座配合的燃气上密封锥面以及与燃气阀杆下密封底座配合的燃气下密封锥面，燃气电磁阀阀杆与燃气阀杆上密封底座相配合的部分形成燃气低压油环带，燃气电磁阀阀杆与燃气阀杆下密封底座相配合的部分形成燃气高压油环带，燃气阀杆上密封底座上设置燃气第一油道和燃气第四油道，燃气阀杆下密封底座上设置燃气第二油道和燃气第三油道，喷射装置体里设置燃气第五油道，喷射装置体上设置第一低压泄油口和第二低压泄油口，燃气第一油道连通燃气电磁阀腔和第一低压泄油口，燃气针阀限位杆里设置燃气中心油道，燃气第二油道连通燃气凹槽腔和燃气中心油道，燃气第三油道连通燃气高压油环带和中心油道，燃气第四油道连通燃气低压油环带和燃气电磁阀腔，燃气泄油腔连通第二低压泄油口，燃气针阀位于燃气针阀限位杆下方，燃气针阀与燃气底座之间分别形成密封环带和燃气室，密封环带通过燃气第五油道连通中心油道，燃气室通过电磁阀套和喷射装置内筒里的燃气通道连通燃气增压室，燃气底座端部设置燃气喷孔；

所述燃油喷射部分包括安装在电磁阀套里的控制燃油电磁阀、安装在喷射装置内筒里的燃油活塞以及安装在燃油底座里的燃油针阀，所述控制燃油电磁阀包括燃油电磁阀体、燃油电磁铁、燃油衔铁、燃油阀杆上密封底座、燃油阀杆下密封底座、燃油电磁阀弹簧、燃油电磁阀阀杆，燃油阀杆上密封底座、燃油阀杆下密封底座以及燃油活塞自上而下布置，燃油电磁阀体与燃油阀杆上密封底座之间形成燃油电磁阀腔，燃油阀杆上密封底座和燃油阀杆下密封底座之间形成燃油凹槽腔，燃油电磁铁安装在燃油电磁阀腔里，燃油衔铁位于燃油电磁铁下方，燃油电磁阀阀杆的一端通过燃油止动环卡在燃油衔铁上，另一端贯穿燃油衔铁下方的燃油阀杆上密封底座，燃油电磁阀杆上设置与燃油阀杆下密封底座相配合的燃油下密封锥面，燃油电磁阀阀杆与燃油阀杆下密封底座相配合的部分形成燃油高压油环带，燃油阀杆上密封底座里设置连通燃油电磁阀腔和燃油凹槽腔的燃油阀杆上密封底座通道，燃油电磁阀腔连通第一低压泄油口，燃油电磁阀阀杆下端部与燃油阀杆下密封底座之间形成燃油泄油腔，燃油泄油腔连通第二低压泄油口，燃油活塞上端部套有燃油活塞套，燃油活塞套位于燃油阀杆下密封底座与燃油活塞之间，燃油活塞与其上方的燃油活塞套之间形成燃油活塞控制腔，燃油活塞控制腔与燃油高压油环带通过燃油油道相通，同时燃油活塞控制腔与中心油道相通，燃油活塞上套有燃油活塞弹簧，燃油针阀位于燃油活塞的下方，燃油针阀与燃油底座之间形成盛油槽，盛油槽连通中心油道。

本实用新型还可以包括：

1、燃气针阀上端设计有圆环形台阶，圆环形台阶下方和喷射装置体之间形成燃气针阀控制腔，燃气针阀限位杆下端套在燃气针阀的圆环形台阶内部，燃气针阀控制腔和燃气中心油道相通。

2、控制燃气电磁阀未通电时，燃气电磁阀阀杆在燃气电磁阀弹簧的作用下压在燃气阀杆下密封底座上，燃气高压油环带关闭、燃气低压油环带打开，燃气针阀控制腔和第一低压泄油口连通；控制燃气电磁阀通电时，燃气电磁阀阀杆抬起压在燃气阀杆上密封底座上，燃气低压油环带关闭、燃气高压油环带打开，燃气针阀控制腔和中心油道连通。

3、控制燃油电磁阀未通电时，燃油电磁阀阀杆在燃油电磁阀弹簧的作用下压在燃油阀杆下密封底座上，燃油油道与燃油凹槽腔断开，控制燃油电磁阀通电时，燃油电磁阀阀杆抬起，燃油油道与燃油凹槽腔连通。

本实用新型的优势在于：本实用新型的组合式双增压电磁混合燃料喷射装置采用双针阀喷嘴喷射两种燃料，节省空间并简化了发动机结构，由两个电磁阀分别控制燃油和燃气的喷射过程，一个电磁阀单独工作的时候，喷射装置只喷射一种燃料；两个电磁阀同时工作的时候，两种燃料同时喷射；两个电磁阀先后依次工作的时候，可实现两种燃料顺序喷射，喷射装置可在纯柴油模式和燃油引燃燃气模式下工作。另外，本装置采用一个油气混合增压活塞同时实现燃油和燃气增压，增压控制与两种燃料的喷射控制分开，可以实现喷油、喷气规律灵活控制，不仅能实现燃油和燃气喷射过程在增压和非增压模式间任意切换，喷油、喷气压力可调，而且能够实现与喷射始点无关地控制增压开始时刻，从而获得“靴形”、“先缓后急”喷油、喷气规律，满足发动机在不同工况下对油、气混合的要求。

同时本装置还有以下有益效果：本装置控制油泄油油路流经电磁阀体上部，通过泄油循环带走热量以降低电磁阀部分温度，保证了电磁阀工作的可靠性和稳定性；增压活塞和增压活塞套偶件之间采用长密封偶件及大油腔防止燃气泄漏，提高了喷气装置工作的稳定性；燃气针阀和针阀座之间设计有密封环带，引入部分控制油作为密封油密封燃气，能有效地防止燃气泄漏，同时控制腔内的控制油和密封环带内的密封油采用同一种油，油压相等，能有效保证控制油、密封油无静态泄漏。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2a为油气混合增压部分示意图，图2b为增压电磁阀示意图，图2c为进气阀、进油阀示意图，图2d为增压电磁阀杆位置1示意图，图2e为增压电磁阀杆位置2示意图；

图3a为双电磁阀部分示意图，图3b燃气控制电磁阀示意图，图3c为燃油控制电磁阀示意图，图3d为燃气电磁阀阀杆位置1示意图，图3e为燃气电磁阀阀杆位置2示意图；

图4为控制部分示意图；

图5a为喷嘴部分示意图，图5b为燃气喷嘴部分示意图，图5c为燃油喷嘴部分示意图。

具体实施方式

下面结合附图举例对本实用新型做更详细地描述：

结合图1～5，本实用新型的组合式双增压电磁混合燃料喷射装置主要由油气混合增压部分1、双电磁阀部分2、控制部分4、双针阀喷嘴部分5和喷射装置体6组成。油气混合增压部分1主要包括增压电磁阀8、增压活塞9、增压活塞弹簧10、增压活塞套11、进气阀13、进油阀15、伺服油腔19等。双电磁阀部分2主要包括控制燃气电磁阀36、控制燃油电磁阀37、电磁阀套38等，控制燃气电磁阀36和控制燃油电磁阀37均安装在电磁阀套38内。控制部分4主要包括燃气针阀限位杆61、喷射装置内筒63、燃气针阀控制腔64、燃油活塞弹簧座65、燃油活塞弹簧66、燃油活塞69、燃油活塞套70、燃油活塞控制腔71。燃油从油气混合增压部分1的燃油增压室17依次通过电磁阀套38、喷射装置内筒63上的中心油道，在中心油道68处分成三路，一路流入控制燃气电磁阀36的高压油环带50，一路流入燃油活塞控制腔71，另一路沿着中心油道68流入油槽67处继续分成两支，一支流入燃油喷嘴73的盛油槽86，另一支流入燃气喷嘴72的密封环带82。双针阀喷嘴部分5主要包括燃气喷嘴72、燃油喷嘴73、针阀底座74、密封圈75、喷嘴套76等，燃气喷嘴72和燃油喷嘴73共用一个针阀底座74。燃气针阀78上端设计有圆环形台阶，在圆环形台阶下方，燃气针阀78和喷射装置体6之间形成燃气针阀控制腔64。燃气针阀78和燃气针阀限位杆61同轴安装，控制油经过燃气针阀限位杆61上的中心油道62进入燃气针阀控制腔64。燃气针阀78和针阀底座74之间设计有密封环带82，通过针阀底座74上的油道83引入部分控制油到密封环带82密封燃气。

增压活塞9设计成直径不同的三段，活塞套11上设计有直径不同的三段凹槽，增压活塞9安装在凹槽内，和活塞套11之间形成燃油增压室14、燃气增压室17、增压活塞弹簧腔18和伺服油腔19。

增压电磁阀8由电磁阀座21、电磁阀弹簧22、电磁阀杆24、弹簧垫圈25、挡板26、衔铁27、电磁阀体28、止动环29、线圈30、电磁铁31等组成。其中电磁阀杆24上设计有环形油带23，电磁阀座21上设计有伺服油进油口32和伺服油泄油口20，增压活塞套11上设计有燃气入口12、燃油入口16。增压电磁阀8未通电时，环形油带23通过油道连通泄油口20和伺服油腔19；增压电磁阀8通电时，环形油带23连通伺服油进油口32和伺服油腔19。进气阀13和进油阀15为结构相同的两个单向阀，进气阀13主要包括进气阀阀座33、进气阀弹簧34、进气阀阀杆35等。

控制燃气电磁阀36主要包括电磁阀体39、电磁铁40、线圈41、衔铁42、阀杆上密封底座44、电磁阀弹簧45、电磁阀阀杆46、阀杆下密封底座48、止动环55等。电磁阀阀杆46上设计有两个密封锥面，并设计有高压油环带50和低压油环带52，控制燃气电磁阀36未通电时，电磁阀阀杆46压在阀杆下密封底座48上，高压油环带50关闭、低压油环带52打开；控制燃气电磁阀36通电时，电磁阀阀杆46抬起压在阀杆上密封底座44上，低压油环带52关闭、高压油环带50打开。

本实用新型的组合式双增压电磁混合燃料喷射装置主要由油气混合增压部分1、双电磁阀部分2、控制部分4、双针阀喷嘴部分5和喷射装置体6组成。喷射装置体6上设计有第一低压泄油口3、第二低压泄油口7等。

油气混合增压部分1位于喷射装置体6上方，二者之间采用螺纹连接。油气混合增压部分1主要包括增压电磁阀8、增压活塞9、增压活塞弹簧10、增压活塞套11、进气阀13、进油阀15、伺服油腔19等。增压活塞9设计成直径不同的三段，增压活塞9小头下方受压面和活塞套12之间形成燃油增压室14，其中间段下方受压面和活塞套12之间形成燃气增压室17，其大头上方受压面和活塞套12、电磁阀座21之间形成伺服油腔19。增压电磁阀8由电磁阀座21、电磁阀弹簧22、电磁阀杆24、弹簧垫圈25、挡板26、衔铁27、电磁阀体28、止动环29、线圈30、电磁铁31等组成。其中电磁阀杆24上设计有环形油带23，电磁阀座21上设计有伺服油进油口32和伺服油泄油口20，增压活塞套11上设计有燃气入口12、燃油入口16。电磁阀阀杆22一端通过止动环29固定在电磁阀衔铁27上，能够随衔铁27一起左右运动，另一端贯穿电磁阀座21，在电磁阀弹簧22预紧力的作用下压在挡板26上。电磁阀座21能对电磁阀杆24的升程起到限位作用，且其上设计有油道，能够引导部分伺服油流经增压电磁阀8，起到冷却增压电磁阀8并减小电磁阀衔铁27及阀杆22左右运动的冲击和振动的作用。增压电磁阀8未通电时，环形油带23通过油道连通泄油口20和伺服油腔19，伺服油腔19内伺服油流向低压泄油口20，燃油和燃气不被增压；增压电磁阀8通电时，环形油带23连通伺服油进油口32和伺服油腔19，伺服油进入伺服油腔19，增压活塞9对燃油增压室14内燃油和燃气增压室17内燃气增压。进气阀13和进油阀15为结构相同的单向阀，进气阀13主要包括进气阀阀座33、进气阀弹簧34、进气阀阀杆35等。进气阀弹簧34预紧力较小，开启压力低，当燃气进入进气阀14时，进气阀阀杆35在燃气作用下打开，燃气进入燃气增压室17；当增压活塞9开始下行，燃气增压室17内燃气压力开始升高时，进气阀13即关闭。同理，当燃油进入进油阀15时，进油阀阀杆打开，燃油进入燃油增压室14；当增压活塞9下行，燃油增压室14内燃油压力升高，进油阀15即关闭。

双电磁阀部分2位于油气混合增压部分1下方的喷射装置体6内，主要包括控制燃气电磁阀36、控制燃油电磁阀37、电磁阀套38等，控制燃气电磁阀36和控制燃油电磁阀37均定位、安装在电磁阀套38内。控制燃气电磁阀36主要包括电磁阀体39、电磁铁40、线圈41、衔铁42、阀杆上密封底座44、电磁阀弹簧45、电磁阀阀杆46、阀杆下密封底座48、止动环55等。电磁阀体39和阀杆上密封底座44之间形成电磁阀腔54，阀杆上密封底座44和阀杆下密封底座48之间形成凹槽腔51。电磁铁40安装在电磁阀体39的电磁阀腔54里，衔铁42位于电磁铁40下方，电磁阀阀杆46的一端通过止动环55卡在衔铁42上，另一端贯穿衔铁42下方的阀杆上密封底座44，压在阀杆下密封底座48上。电磁阀阀杆46上设计有两个密封锥面，并设计有高压油环带50和低压油环带52，控制燃气电磁阀36未通电时，电磁阀阀杆46在电磁阀弹簧45的作用下压在阀杆下密封底座48上，高压油环带50关闭、低压油环带52打开，如图3(d)所示，此时燃气针阀控制腔64和第一低压泄油口3连通；控制燃气电磁阀36通电时，电磁阀阀杆46抬起压在阀杆上密封底座44上，低压油环带52关闭、高压油环带50打开，如图3(e)所示，此时燃气针阀控制腔64和中心油道68连通。阀杆上密封底座44上设计有油道43和油道53，油道53连通低压油环带52和电磁阀腔54，油道43连通电磁阀腔54和第一低压泄油口3。阀杆下密封底座48上设计油道47和油道49，油道47连通凹槽腔51和燃气针阀限位杆61的中心油道62，油道49连通高压油环带50和喷射装置内筒63上的中心油道68。本装置泄油油路流经电磁阀，在燃油流动作用下带走双电磁阀热量，起到冷却电磁阀的作用，并减小电磁阀衔铁上下运动的冲击和振动，从而提高双电磁阀工作的稳定性。控制燃油电磁阀37的控制阀杆上只有一个密封锥面和一个高压油环带59，控制燃油电磁阀37未通电时，其控制阀杆压在阀杆密封底座上，关闭高压油环带59。控制部分4位于喷射装置体6内的双电磁阀部分2下方，主要包括燃气针阀限位杆61、喷射装置内筒62、燃气针阀控制腔64、燃油活塞弹簧座65、燃油活塞弹簧66、燃油活塞69、燃油活塞套70、燃油活塞控制腔71。控制部分4的各部件安装在喷射装置内筒63内，喷射装置内筒63上设计有中心油道68，燃气针阀限位杆61上设计有中心油道62。燃油从油气混合增压部分1的燃油增压室17依次通过电磁阀套38、喷射装置内筒63上的中心油道，在中心油道68处分成三路，一路流入控制燃气电磁阀36的高压油环带50，一路流入燃油活塞控制腔71，另一路沿着中心油道68流入油槽67处继续分成两支，一支流入燃油喷嘴73的盛油槽86，另一支流入燃气喷嘴72的密封环带82。双针阀喷嘴部分5位于喷射装置体6下方，主要包括燃气喷嘴72、燃油喷嘴73、针阀底座74、密封圈75、喷嘴套76等，燃气喷嘴72和燃油喷嘴73共用一个针阀底座74。燃气喷嘴72由燃气针阀弹簧77、燃气针阀78、燃气室80、燃气喷孔81、密封环带82组成。燃气针阀78上端设计有圆环形台阶，在圆环形台阶下方，燃气针阀78和喷射装置体6之间形成燃气针阀控制腔64。燃气针阀78和燃气针阀限位杆61同轴安装，控制油经过燃气针阀限位杆61上的中心油道62进入燃气针阀控制腔64。燃气针阀78在燃气针阀弹簧77的预紧力作用下压在针阀底座74上关闭燃气喷孔81。燃气从油气混合增压部分1上的燃气入口12进入燃气增压室17，流经电磁阀套38、喷射装置内筒63上的气道，由针阀底座74上的气道79进入燃气室80。燃油喷嘴73主要包括燃油针阀84、盛油槽86、燃油喷孔87，燃油针阀84被燃油活塞弹簧座65压在针阀底座74上关闭燃油喷孔87。燃油从油气混合增压部分1上的燃油入口16进入燃油增压室14，流经电磁阀套38、喷射装置内筒63上的中心油道，由针阀底座74上的油道85进入盛油槽86。喷嘴套76和喷射装置体6之间采用螺纹连接并设计有密封圈75，防止气缸内高温、高压的燃气进入喷射装置双针阀喷嘴部分。

本实用新型的组合式双增压电磁混合燃料喷射装置的燃气喷嘴喷射燃气，在燃气针阀抬起和落座过程中，燃气容易随着阀杆的运动向上泄漏，泄漏的燃气进入燃气针阀控制腔64时，由于燃气的可压缩性会严重影响其喷气特性。为了解决此问题，本实用新型的组合式混合燃料喷射装置在燃气针阀78和针阀底座74之间开有密封环带82，通过油道引入部分控制油密封燃气，能有效地防止燃气泄漏。

发动机工作时，控制单元采集传感器的输入信号，驱动增压电磁阀8、控制燃气电磁阀36和控制燃油电磁阀37工作，从而分别控制燃油和燃气增压、燃气喷嘴72喷气、燃油喷嘴73喷油。当增压电磁阀8断电时，电磁阀阀杆24在电磁阀弹簧22的作用下顶在右侧挡板26上，此时，环形油带23连通泄油口20和伺服油腔19，如图2(d)所示，伺服油腔19内伺服油流向低压泄油口20，伺服油腔19压力降低，增压活塞9在复位弹簧10的作用下上行，燃油增压室14内燃油压力、燃气增压室17内燃气压力下降，从燃油入口16进入进油阀15的燃油顶开进油阀阀杆，增压装置开始进油，同理燃气顶开进气阀阀杆，开始进气；增压电磁阀8通电时，电磁铁31吸引衔铁27，衔铁27带动电磁阀阀杆22向左运动，此时，环形油带23连通伺服油入口32和伺服油腔19，如图2(e)所示，伺服油进入伺服油腔19，伺服油腔19内压力按先缓后急规律逐渐升高，推动增压活塞9下行，燃气增压室17内压力刚开始升高，进气阀13即关闭，燃油增压室14内油压升高，进油阀15关闭，增压活塞9继续下行对燃气增压室17内燃气、燃油增压室14内燃油增压。控制燃气电磁阀36通电时，电磁阀杆46抬起，高压油环带50打开、低压油环带52关闭，高压油依次流经高压油环带50、凹槽腔51、燃气针阀限位杆61的中心油道62，流入燃气针阀控制腔64，燃气针阀78在燃气针阀控制腔64内高压油作用下迅速抬起，燃气喷孔81打开，燃气喷嘴72开始喷气；控制燃气电磁阀36断电时，在电磁阀弹簧45作用下电磁阀杆46压在阀杆下密封底座48上，高压油环带50关断、低压油环带52打开，燃气针阀控制腔64内高压油通过油道依次流经凹槽腔51和电磁阀腔54，再从油道43流向第一低压泄油口3，燃气针阀控制腔64内油压降低，燃气针阀78在燃气针阀弹簧77作用下压在针阀底座74上，关闭燃气喷孔81，燃气喷嘴72停止喷气。控制燃油电磁阀37断电时，在燃油控制阀弹簧的作用下燃油控制阀杆压在控制阀座上，关断高压油环带59，燃油活塞控制腔71和盛油槽86内油压相等，燃油针阀84在燃油活塞弹簧66作用下，被燃油活塞弹簧座65压在针阀底座74上关闭燃油喷孔87，燃油喷嘴73不喷油；控制燃油电磁阀37通电时，燃油电磁阀阀杆抬起，高压油环带59打开，燃油活塞控制腔71内高压油通过油道依次流经燃油凹槽腔、燃油电磁阀腔，再从油道60流向第一低压泄油口3，燃油活塞控制腔71内油压下降，燃油针阀84在盛油槽86内高压燃油作用下迅速抬起打开燃油喷孔87，燃油喷嘴73开始喷油。根据发动机所处工况，可选择控制增压电磁阀8、控制燃气电磁阀36和控制燃油电磁阀37的工作状态和工作顺序，实现多种油、气喷射模式。

由上述工作过程可知，组合式双增压电磁混合燃料喷射装置采用双针阀喷嘴喷射燃料，节省空间并简化了发动机结构，由两个电磁阀分别控制两个喷嘴的燃料喷射过程，仅一个电磁阀工作的时候，喷射装置只喷射燃油或燃气；两个电磁阀同时工作的时候，燃气和燃油同时喷射；两个电磁阀先后动作的时候，两种燃料先后顺序喷射，发动机可在纯柴油工作模式或燃油引燃燃气工作模式下灵活切换。燃气和燃油喷射过程均可在增压和非增压两种模式间任意切换，喷油、喷气压力可调，燃料喷射规律灵活，满足发动机在不同工况下的油、气混合需求。本装置油气混合增压部分采用长密封偶件和大油腔防止燃气泄漏，喷嘴部分采用燃油密封燃气可有效地防止燃气泄漏，控制油和密封油采用同一种油可有效防止控制腔和密封环带的燃油静态泄漏。因此，本实用新型能够使发动机满足日益严格的排放法规要求，有效地提高其动力性、经济性和可靠性。

本实用新型组合式双增压电磁混合燃料喷射装置，包括油气混合增压部分、双电磁阀部分、控制部分、双针阀喷嘴部分和喷射装置壳体。喷射装置壳体上有一个两个低压泄油口，油气混合增压部分有燃油入口、燃气入口、伺服油入口和伺服油泄油口。油气混合增压部分主要包括控制增压电磁阀、增压活塞、增压活塞套、活塞复位弹簧、进油阀等。双电磁阀部分主要包括控制燃油电磁阀和控制燃气电磁阀，两个电磁阀安装方式相同，均安装在喷射装置体内的电磁阀套内。控制部分主要包括喷射装置内筒、燃气针阀限位杆、燃气针阀弹簧、燃气针阀控制腔、燃油活塞弹簧座、燃油活塞弹簧、燃油活塞、燃油活塞套、燃油活塞控制腔等，各部件均定位、安装在喷射装置内筒中。双针阀喷嘴部分主要包括燃气喷嘴、燃油喷嘴、针阀底座、密封圈、喷嘴套等，燃气喷嘴和燃油喷嘴共用一个针阀底座。

油气混合增压活塞分成直径不同的三段，安装在活塞套内直径不同的三段凹槽内，增压活塞小头下方受压面和活塞套之间形成燃油增压室，其中间段下方受压面和活塞套之间形成燃气增压室，其大头上方受压面和活塞套、电磁阀座之间形成伺服油腔。增压电磁阀包括电磁阀体、电磁铁、线圈、电磁阀阀杆、电磁阀座、衔铁、止动环、电磁阀弹簧、挡板等。线圈和电磁铁安装在电磁阀体里，衔铁位于电磁铁右方，电磁阀阀杆的一端通过止动环卡在衔铁上，另一端在弹簧力作用下压在挡板上。电磁阀座上设计有伺服油入口和泄油口，电磁阀阀杆上设计有环形油带，电磁阀通电时，阀杆向左移动，环形油带连通伺服油入口和伺服油腔，伺服油进入伺服油腔；电磁阀断电时，电磁阀阀杆顶在右侧挡板上，环形油带连通伺服油腔和泄油口，伺服油流向低压泄油口。

控制燃气电磁阀主要包括电磁体、电磁铁、线圈、衔铁、电磁阀阀杆、阀杆上密封底座、阀杆下密封底座、电磁阀弹簧、止动环等。电磁阀体和阀杆上密封底座之间形成电磁阀腔，阀杆上密封底座和阀杆下密封底座之间形成凹槽腔。电磁铁安装在电磁阀腔里，衔铁位于电磁铁下方，其一端通过止动环卡在衔铁上，另一端贯穿衔铁下方的阀杆上密封底座，压在阀杆下密封底座上。阀杆上密封底座设计有两条油道，一条油道连通凹槽腔和电磁阀腔，另一条油道连通电磁阀腔和第一低压泄油口，泄油油路流经电磁阀体。阀杆下密封底座设计有两条油道，一条油道连通高压油环带和燃气针阀控制腔，另一条油道连通电磁阀阀杆下方油腔和第二低压泄油口。

控制燃气电磁阀阀杆上设计有两个环形油带，下方环形油带通过油道连通高压油入口，上方环形油带通过油道连通低压泄油口。

控制燃气电磁阀阀杆上设计有两个密封锥面，上密封锥面密封低压油环带，下密封锥面密封高压油环带。电磁阀阀杆落座，高压油路被关断，燃气针阀控制腔连通低压油路；电磁阀阀杆抬起，低压油路关断，燃气针阀控制腔连通高压油路。

控制燃油电磁阀主要包括电磁体、电磁铁、线圈、衔铁、电磁阀阀杆、阀杆密封底座、电磁阀弹簧座、电磁阀弹簧、止动环等。电磁阀体和电磁阀弹簧座之间形成电磁阀腔，电磁阀弹簧座和阀杆密封底座之间形成凹槽腔。电磁铁安装在电磁阀腔里，衔铁位于电磁铁下方，电磁阀阀杆上设计有高压油环带，其一端通过止动环卡在衔铁上，另一端贯穿衔铁下方的电磁阀弹簧座，压在阀杆密封底座上，关闭高压油环带。电磁阀弹簧座上设计有两条油道，一条油道连通凹槽腔和电磁阀腔，一条油道连通电磁阀腔和第一低压泄油口，泄油油路流经电磁阀体。阀杆密封底座上设计有两条油道，一条油道连通高压油环带和燃油活塞控制腔，一条油道连通电磁阀阀杆下方油腔和第二低压泄油口。

控制部分燃气针阀上端设计有圆环形台阶，圆环形台阶下方针阀和喷射装置体之间形成燃气针阀控制腔，燃气针阀限位杆下端套在燃气针阀的圆环形台阶内部，燃气针阀限位杆和燃气针阀沿轴线设置中心油道，燃气针阀控制腔通过油道和电磁阀凹槽腔相通。

燃气喷嘴和燃油喷嘴共用一个燃油入口。燃油从增压活塞套上的进油阀进入燃油增压室，依次通过电磁阀套、喷射装置内筒上的中心油道并分成四路，一路高压油通过油道流入燃油活塞控制腔，一路流入燃油喷嘴的盛油槽，一路流入燃气电磁阀的高压油环带，一路流入燃气喷嘴的密封环带。

在燃气喷嘴的燃气室上方，燃气针阀和针阀底座之间设计有环形密封带，针阀底座上开有环形油槽和油道，将部分控制油引入环形密封带。

Claims (5)

1.组合式双增压电磁混合燃料喷射装置，其特征是：包括油气混合增压部分、燃气喷射部分、燃油喷射部分、喷射装置体、电磁阀套、喷射装置内筒、针阀底座，油气混合增压部分安装在喷射装置体上方，电磁阀套和喷射装置内筒自上而下安装在喷射装置体里，电磁阀套和喷射装置内筒里设置中心油道，针阀底座通过喷嘴套安装在喷射装置体下方，所述针阀底座包括燃气底座和燃油底座；

所述油气混合增压部分包括增压电磁阀、增压活塞、增压活塞套、进气阀、进油阀，增压电磁阀包括增压电磁阀座、增压电磁铁、增压衔铁、增压电磁阀杆，增压电磁阀座里设置伺服油进油口和伺服油泄油口，增压电磁阀杆一端通过增压止动环固定在增压衔铁上，另一端贯穿增压电磁阀座并在套于其上的增压电磁阀弹簧的预紧力的作用下压在挡板上，增压衔铁所在位置形成增压衔铁腔，增压电磁阀弹簧所在位置形成增压电磁阀弹簧腔，增压电磁阀杆上设置环形油带，环形油带通过增压电磁阀杆的移动实现伺服油进油口与增压衔铁腔的连通或断开以及伺服油泄油口与增压电磁阀弹簧腔的连通或断开；增压活塞安装在增压活塞套里，增压活塞套安装在增压电磁阀座下方，增压活塞上端部与增压活塞套以及增压电磁阀座之间形成伺服油腔，增压活塞中部与增压活塞套之间形成燃气增压室，增压活塞下端部与增压活塞套之间形成燃油增压室，增压活塞上套有增压活塞弹簧；进气阀和进油阀均为单向阀，且安装在增压活塞套里，增压活塞套上设置燃气入口和燃油入口，燃气入口连通进气阀，燃油入口连通进油阀，进气阀的出口连通燃气增压室，进油阀的出口连通燃油增压室，燃油增压室连通中心油道；

所述燃气喷射部分包括安装在电磁阀套里的控制燃气电磁阀、安装在喷射装置内筒里的燃气针阀限位杆以及安装在燃气底座里的燃气针阀，所述控制燃气电磁阀包括燃气电磁阀体、燃气电磁铁、燃气衔铁、燃气阀杆上密封底座、燃气阀杆下密封底座、燃气电磁阀弹簧、燃气电磁阀阀杆，燃气电磁阀体、燃气阀杆上密封座、燃气阀杆下密封座以及燃气针阀限位杆自上而下布置，燃气电磁阀体和燃气阀杆上密封底座之间形成燃气电磁阀腔，燃气阀杆上密封底座和燃气阀杆下密封底座之间形成燃气凹槽腔，燃气电磁铁安装在燃气电磁阀腔里，燃气衔铁位于燃气电磁铁下方，燃气电磁阀阀杆的一端通过燃气止动环卡在燃气衔铁上，另一端贯穿燃气衔铁下方的燃气阀杆上密封底座，并与燃气阀杆下密封底座相配合，燃气电磁阀阀杆的下端部与燃气阀杆下密封底座之间形成燃气泄油腔，燃气电磁阀阀杆上分别设置与燃气阀杆上密封底座配合的燃气上密封锥面以及与燃气阀杆下密封底座配合的燃气下密封锥面，燃气电磁阀阀杆与燃气阀杆上密封底座相配合的部分形成燃气低压油环带，燃气电磁阀阀杆与燃气阀杆下密封底座相配合的部分形成燃气高压油环带，燃气阀杆上密封底座上设置燃气第一油道和燃气第四油道，燃气阀杆下密封底座上设置燃气第二油道和燃气第三油道，喷射装置体里设置燃气第五油道，喷射装置体上设置第一低压泄油口和第二低压泄油口，燃气第一油道连通燃气电磁阀腔和第一低压泄油口，燃气针阀限位杆里设置燃气中心油道，燃气第二油道连通燃气凹槽腔和燃气中心油道，燃气第三油道连通燃气高压油环带和中心油道，燃气第四油道连通燃气低压油环带和燃气电磁阀腔，燃气泄油腔连通第二低压泄油口，燃气针阀位于燃气针阀限位杆下方，燃气针阀与燃气底座之间分别形成密封环带和燃气室，密封环带通过燃气第五油道连通中心油道，燃气室通过电磁阀套和喷射装置内筒里的燃气通道连通燃气增压室，燃气底座端部设置燃气喷孔；

所述燃油喷射部分包括安装在电磁阀套里的控制燃油电磁阀、安装在喷射装置内筒里的燃油活塞以及安装在燃油底座里的燃油针阀，所述控制燃油电磁阀包括燃油电磁阀体、燃油电磁铁、燃油衔铁、燃油阀杆上密封底座、燃油阀杆下密封底座、燃油电磁阀弹簧、燃油电磁阀阀杆，燃油阀杆上密封底座、燃油阀杆下密封底座以及燃油活塞自上而下布置，燃油电磁阀体与燃油阀杆上密封底座之间形成燃油电磁阀腔，燃油阀杆上密封底座和燃油阀杆下密封底座之间形成燃油凹槽腔，燃油电磁铁安装在燃油电磁阀腔里，燃油衔铁位于燃油电磁铁下方，燃油电磁阀阀杆的一端通过燃油止动环卡在燃油衔铁上，另一端贯穿燃油衔铁下方的燃油阀杆上密封底座，燃油电磁阀杆上设置与燃油阀杆下密封底座相配合的燃油下密封锥面，燃油电磁阀阀杆与燃油阀杆下密封底座相配合的部分形成燃油高压油环带，燃油阀杆上密封底座里设置连通燃油电磁阀腔和燃油凹槽腔的燃油阀杆上密封底座通道，燃油电磁阀腔连通第一低压泄油口，燃油电磁阀阀杆下端部与燃油阀杆下密封底座之间形成燃油泄油腔，燃油泄油腔连通第二低压泄油口，燃油活塞上端部套有燃油活塞套，燃油活塞套位于燃油阀杆下密封底座与燃油活塞之间，燃油活塞与其上方的燃油活塞套之间形成燃油活塞控制腔，燃油活塞控制腔与燃油高压油环带通过燃油油道相通，同时燃油活塞控制腔与中心油道相通，燃油活塞上套有燃油活塞弹簧，燃油针阀位于燃油活塞的下方，燃油针阀与燃油底座之间形成盛油槽，盛油槽连通中心油道。

2.根据权利要求1所述的组合式双增压电磁混合燃料喷射装置，其特征是：燃气针阀上端设计有圆环形台阶，圆环形台阶下方和喷射装置体之间形成燃气针阀控制腔，燃气针阀限位杆下端套在燃气针阀的圆环形台阶内部，燃气针阀控制腔和燃气中心油道相通。

3.根据权利要求1或2所述的组合式双增压电磁混合燃料喷射装置，其特征是：控制燃气电磁阀未通电时，燃气电磁阀阀杆在燃气电磁阀弹簧的作用下压在燃气阀杆下密封底座上，燃气高压油环带关闭、燃气低压油环带打开，燃气针阀控制腔和第一低压泄油口连通；控制燃气电磁阀通电时，燃气电磁阀阀杆抬起压在燃气阀杆上密封底座上，燃气低压油环带关闭、燃气高压油环带打开，燃气针阀控制腔和中心油道连通。

4.根据权利要求1或2所述的组合式双增压电磁混合燃料喷射装置，其特征是：控制燃油电磁阀未通电时，燃油电磁阀阀杆在燃油电磁阀弹簧的作用下压在燃油阀杆下密封底座上，燃油油道与燃油凹槽腔断开，控制燃油电磁阀通电时，燃油电磁阀阀杆抬起，燃油油道与燃油凹槽腔连通。

5.根据权利要求3所述的组合式双增压电磁混合燃料喷射装置，其特征是：控制燃油电磁阀未通电时，燃油电磁阀阀杆在燃油电磁阀弹簧的作用下压在燃油阀杆下密封底座上，燃油油道与燃油凹槽腔断开，控制燃油电磁阀通电时，燃油电磁阀阀杆抬起，燃油油道与燃油凹槽腔连通。