CN206903774U - 一种直通式轴向进气的内导向燃气喷射阀 - Google Patents

Abstract

本实用新型的目的在于提供一种直通式轴向进气的内导向燃气喷射阀，通过电磁铁通电吸引衔铁的方式，使得阀芯组合体在导向销的内导向作用下离开阀座运动，实现燃气阀喷气的功能；采用直通的供气方式，保证进入阀体内的燃气的充足供给；阀芯底端应用密封环带进而形成进气环腔，燃气沿轴向进入，一方面避免了燃气干涉，另一方面减轻了阀座质量；采用带有稳压腔的阀座，能够有效抑制燃气喷射阀内部燃气压力的波动，保证了燃气喷射阀喷气压力的稳定性；本实用新型于导向销处设置了压力平衡孔，于底板处设置了压力平衡槽，促使衔铁内外气路达到平衡，保证了衔铁上下无燃气压力差，进一步地提高了燃气喷射阀的响应速度，降低了燃气喷射阀工作的控制难度。

Description

一种直通式轴向进气的内导向燃气喷射阀

技术领域

本实用新型涉及的是一种燃气喷射阀，具体地说是气体机和双燃料内燃机上的燃气喷射阀。

背景技术

随着能源与环境形势的日益严峻、排放法规要求的提高，节能减排已然成为整个内燃机行业需发展的必然趋势，应用气体燃料的内燃机因其自身良好的排放性受到广泛的关注，燃气喷射阀作为气体燃料内燃机的供气系统中的重要执行元件，其性能的优劣直接影响着内燃机的特性。目前来看，在燃气喷射阀的实际工作过程中，依照内燃机转速的不同，燃气喷射阀的响应时间一般在几毫秒到几十毫秒之间，即燃气喷射阀需具备高的响应速度以满足其迅速开关的要求，与此同时，燃气喷射阀还需具备尽量大的出气横截面积，以保证内燃机获得充足的燃气量，此外，燃气喷射阀工作时供给自身燃气量的多少、所喷燃气压力的稳定性及控制精度等特性均会对内燃机性能造成影响。

发明内容

本实用新型的目的在于提供响应速度高、控制精度高、喷气压力稳定的一种直通式轴向进气的内导向燃气喷射阀。

本实用新型的目的是这样实现的：

本实用新型一种直通式轴向进气的内导向燃气喷射阀，其特征是：包括阀体、阀座、电磁铁、阀芯组合体，阀座固定在阀体下方并与阀体之间形成阀空间，电磁铁位于阀空间里并与阀体上端固定，电磁铁里缠绕线圈，阀芯组合体位于阀空间里并设置在电磁铁下方，所述的阀芯组合体包括衔铁、弹簧座、底板、阀芯、导向销，衔铁、底板、阀芯自上而下布置同时通过紧固螺栓连接在一起，弹簧座位于衔铁外部并与衔铁之间形成环形槽，电磁铁内部设置环形槽，主复位弹簧的两端分别布置在电磁铁的环形槽和弹簧座的环形槽内，衔铁中心处安装导向销，导向销伸入至电磁铁里，电磁铁里设置辅复位弹簧，辅复位弹簧的两端分别接触电磁铁和导向销，导向销里设置压力平衡孔，底板上设置压力平衡槽，阀芯为中空结构，阀芯下方的阀座上设置中心稳压腔，压力平衡孔、压力平衡槽、阀芯的中空部分以及中心稳压腔相通并构成内部空间，阀芯上设置密封环带，密封环带形成进气环腔，阀座上设置出气环带，出气环带位于进气环腔下方，出气环带下方设置出气口。

本实用新型还可以包括：

1、阀座的外端设置端部稳压腔。

2、电磁铁的上部与阀体之间形成进气口，电磁铁的中下部与阀体之间形成进气腔，阀芯组合体与阀体之间形成导流腔，进气口、进气腔、导流腔相通并构成外部空间，外部空间与内部空间相通，阀芯上设置轴向进气孔；

燃气经进气口垂直流入进气腔，一部分燃气流入到内部空间以及阀座的中心稳压腔，其余燃气继续垂直流动，在导流腔的导流作用下，一部分燃气流经轴向进气孔，充满阀芯上的进气环腔，另一部分燃气流入阀座外端的端部稳压腔内；

燃气喷射阀工作过程中，在线圈未通电时，在主复位弹簧和辅复位弹簧的预紧力作用下，阀芯上的密封环带与阀座的上表面紧密配合，燃气充满燃气喷射阀的阀体内部的外部空间和内部空间；线圈通电后，衔铁受到向上电磁力的作用，阀芯组合体在克服主复位弹簧、辅复位弹簧的预紧力后向上运动，阀芯与阀座表面分离，燃气喷射阀开启，气路开启，燃气由阀芯上的轴向进气孔流入，通过进气环腔，经由阀芯与阀座之间的空隙，最后经由出气口导向后垂直流出；线圈断电后，在主复位弹簧和辅复位弹簧的预紧力作用下，衔铁向下运动，阀芯组合体整体向下运动，直至阀芯表面与阀座表面贴合，重新回到初始位置，燃气喷射阀关闭，气路关闭。

本实用新型的优势在于：本实用新型在工作过程中，通过电磁铁通电吸引衔铁的方式，使得阀芯组合体在导向销的内导向作用下离开阀座运动，实现燃气阀喷气的功能；本实用新型采用直通的供气方式，保证进入阀体内的燃气的充足供给；阀芯底端应用密封环带进而形成进气环腔，燃气沿轴向进入，一方面避免了燃气干涉，保证了气路平衡，另一方面减轻了阀座质量，提高了响应速度；本实用新型采用带有稳压腔的阀座结构，其能够有效抑制燃气喷射阀内部燃气压力的波动，保证了燃气喷射阀喷气压力的稳定性；本实用新型于导向销处设置了压力平衡孔，于底板处设置了压力平衡槽，促使衔铁内外气路达到平衡，保证了衔铁上下无燃气压力差，避免了衔铁受到额外的轴向力，进一步地提高了燃气喷射阀的响应速度，降低了燃气喷射阀工作的控制难度。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型阀芯组合体结构示意图；

图3为本实用新型的气路走向图；

图4为本实用新型阀芯三维结构图；

图5为本实用新型阀座俯视图。

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，图1为本实用新型一种直通式轴向进气的内导向燃气喷射阀的整体结构示意图，包括1阀体、2电磁铁、3线圈、4主复位弹簧、6辅复位弹簧、7阀芯组合体、9密封胶圈和10阀座。电磁铁2通过其上方的螺纹与阀体1连接在一起，使其固定在阀体1上方的中心位置，线圈3缠绕在电磁铁2内部的环槽内，在电磁铁2下方自上而下依次布置有阀芯组合体7、阀座10，阀座10上开有螺栓孔28，阀座10与阀体1之间通过螺栓固定连接在一起，二者之间的配合面通过密封胶圈9来实现密封，阀座10在中心位置以及靠近密封环带16处两端均开有稳压腔5，阀座10中心位置的稳压腔5与阀芯组合体7内部的燃气空间相连通，而阀座10两端的稳压腔5与阀体1内的导流腔相连通；阀座10上的稳压腔5能够有效地抑制燃气喷射阀在工作过程中引起的燃气压力的波动，保证了燃气喷射阀喷气压力的稳定性。

如图2所示，一种直通式轴向进气的内导向燃气喷射阀的阀芯组合体7由导向销11、衔铁12、弹簧座13、底板14、阀芯15、卡簧18、垫片19和紧固螺栓21组成，衔铁12通过紧固螺栓21与底板14、阀芯15连接在一起，衔铁12与底板14之间布置有一层垫片19，底板14上方开有四个压力平衡槽20，弹簧座13安装在底板14的上方，其内部的侧表面与衔铁12的侧表面相接触，主复位弹簧4的两端分别位于电磁铁2与弹簧座13的环形槽内，电磁铁2中心开有一定深度的直槽，电磁铁2与衔铁12之间的导向销11布置在直槽内部，导向销11上方与电磁铁2之间布置有辅复位弹簧6，导向销11中心开有压力平衡孔17，布置在衔铁12的中心位置，利用卡簧18将其与衔铁12固定起来，导向销11中心处的压力平衡孔17配合底板14上的压力平衡槽20使得阀芯组合体7内部空间与外部空间连通，内外气路达到平衡，阀芯组合体7的内外燃气无压力差，避免自身在运动时受到额外的轴向力，阀芯15由阀芯主体、密封环带16这两部分构成，阀芯组合体7整体布置在电磁铁2下方。

如图3所示，燃气在一种直通式轴向进气的内导向燃气喷射阀中，首先，燃气进入进气口22，由进气口22垂直流入阀体1内的进气腔23，由于导向销11上的压力平衡孔17和底板14上的压力平衡槽20的存在，阀芯组合体7内部空间与阀体1内空间连通，一部分燃气会流入到阀芯组合体7内部空间，充满了阀芯组合体7内部空间以及阀座10中心处的稳压腔5，内外气路达到平衡，保证阀芯组合体7内外无压力差，避免其受到额外的轴向力；其余燃气在导流腔24的导流作用下，一部分燃气流经阀芯15上的轴向进气孔25，充满阀芯15上的进气环腔26，另一部分燃气流入阀座10两端的稳压腔5内，燃气的整个流通过程最终会使得燃气充满阀体1内整个空间。

燃气喷射阀工作过程中，在线圈3未通电时，在主复位弹簧4和辅复位弹簧6的预紧力作用下，阀芯组合体7在初始位置维持不动，阀芯组合体7中的阀芯15上的密封环带16与阀座10的上表面紧密配合，此时出气环带8附近的环腔与阀体1内部空间尚未连通，燃气充满燃气喷射阀的阀体1内部的整个空间。线圈3通电后，电磁铁2、衔铁12被磁化，衔铁12受到向上电磁力的作用，由于紧固螺栓21将阀芯组合体7中包括衔铁12在内的各个组件固定在一起，阀芯组合体7同样受到向上的作用力，在克服主复位弹簧4、辅复位弹簧6的预紧力后向上运动，随之一同向上运动的阀芯15与阀座10表面分离，此时，燃气喷射阀开启，气路开启，燃气由阀芯15上的轴向进气孔25流入，通过多道密封环带16周围具有一定深度的进气环腔26，经由阀芯15与阀座10之间的空隙，最后经由出气口27导向后垂直流出，阀芯15和阀座10间采用多道环带，面密封，稳压平衡，并且较宽的环带面积可减少冲击，提高可靠性，阀座10在靠近进气环腔26两端以及自身中心位置处设置的稳压腔5使得周围的燃气在流动过程中通气均匀，气压平衡；燃气喷出一定量后，线圈3断电，衔铁12受到的电磁力消失，在电磁铁2与弹簧座13、导向销11之间的主复位弹簧4、辅复位弹簧6的预紧力作用下，衔铁12向下运动，阀芯组合体7向下运动，同时带动阀芯15向下运动，直至阀芯15表面与阀座10表面贴合，重新回到初始位置，燃气喷射阀关闭，气路关闭。

由上述的工作过程可知：本实用新型一种直通式轴向进气的内导向燃气喷射阀通过电磁铁2通电吸引衔铁12的方式，使得阀芯组合体7在导向销11的内导向作用下离开阀座10运动，实现燃气阀喷气的功能；本实用新型采用直通的供气方式，保证进入阀体1内的燃气的充足供给；阀芯15底端应用密封环带16进而形成进气环腔26，燃气沿轴向进入，一方面避免了燃气干涉，保证了气路平衡，另一方面减轻了阀座10质量，提高了响应速度；本实用新型采用带有稳压腔5的阀座15结构，其能够有效抑制燃气喷射阀内部燃气压力的波动，保证了燃气喷射阀喷气压力的稳定性；本实用新型于导向销11处设置了压力平衡孔，于底板14处设置了压力平衡槽，保证了衔铁12上下无燃气压力差，避免了阀芯组合体7中衔铁12受到额外的轴向力，进一步地提高了燃气喷射阀的响应速度，降低了燃气喷射阀工作的控制难度。

本实用新型一种直通式轴向进气的内导向燃气喷射阀包括阀体、电磁铁、线圈、主复位弹簧、辅复位弹簧、阀芯组合体、密封胶圈和阀座；电磁铁通过其上方的螺纹与阀体连接在一起，使其固定在阀体上方的中心位置，线圈缠绕在电磁铁内部的环槽内，在电磁铁下方自上而下依次布置有阀芯组合体、阀座，阀座与阀体之间通过螺栓固定连接在一起，二者之间的配合面通过密封胶圈来实现密封；所述的阀芯组合体由导向销、衔铁、弹簧座、垫片、底板、卡簧、紧固螺栓和阀芯组成；衔铁通过螺栓与底板、阀芯连接在一起，衔铁与底板之间布置有一层垫片，弹簧座安装在底板的上方，其内部的侧表面与衔铁的侧表面相接触，主复位弹簧的两端分别位于电磁铁与弹簧座的环形槽内，电磁铁中心开有一定深度的直槽，电磁铁与衔铁之间的导向销布置在直槽内部，导向销上方与电磁铁之间布置有辅复位弹簧，布置在衔铁的中心位置，利用卡簧将其与衔铁固定起来，阀芯由阀芯主体、密封环带组成，阀芯组合体整体布置在电磁铁下方。

阀体结构为轴向直通式结构。阀芯下端为开有轴向进气腔的密封环带。阀芯组合体中的衔铁在其内部中心孔处布置有导向销。阀座在中心位置以及靠近密封环带处两端均开有稳压腔，阀座中心位置的稳压腔与阀芯组合体内部的燃气空间相连通，而阀座两端的稳压腔与阀体内的导流腔相连通。底板上方开有四个压力平衡槽，导向销中心开有压力平衡孔。

Claims (3)

1.一种直通式轴向进气的内导向燃气喷射阀，其特征是：包括阀体、阀座、电磁铁、阀芯组合体，阀座固定在阀体下方并与阀体之间形成阀空间，电磁铁位于阀空间里并与阀体上端固定，电磁铁里缠绕线圈，阀芯组合体位于阀空间里并设置在电磁铁下方，所述的阀芯组合体包括衔铁、弹簧座、底板、阀芯、导向销，衔铁、底板、阀芯自上而下布置同时通过紧固螺栓连接在一起，弹簧座位于衔铁外部并与衔铁之间形成环形槽，电磁铁内部设置环形槽，主复位弹簧的两端分别布置在电磁铁的环形槽和弹簧座的环形槽内，衔铁中心处安装导向销，导向销伸入至电磁铁里，电磁铁里设置辅复位弹簧，辅复位弹簧的两端分别接触电磁铁和导向销，导向销里设置压力平衡孔，底板上设置压力平衡槽，阀芯为中空结构，阀芯下方的阀座上设置中心稳压腔，压力平衡孔、压力平衡槽、阀芯的中空部分以及中心稳压腔相通并构成内部空间，阀芯上设置密封环带，密封环带形成进气环腔，阀座上设置出气环带，出气环带位于进气环腔下方，出气环带下方设置出气口。

2.根据权利要求1所述的一种直通式轴向进气的内导向燃气喷射阀，其特征是：阀座的外端设置端部稳压腔。

3.根据权利要求1或2所述的一种直通式轴向进气的内导向燃气喷射阀，其特征是：电磁铁的上部与阀体之间形成进气口，电磁铁的中下部与阀体之间形成进气腔，阀芯组合体与阀体之间形成导流腔，进气口、进气腔、导流腔相通并构成外部空间，外部空间与内部空间相通，阀芯上设置轴向进气孔；

燃气经进气口垂直流入进气腔，一部分燃气流入到内部空间以及阀座的中心稳压腔，其余燃气继续垂直流动，在导流腔的导流作用下，一部分燃气流经轴向进气孔，充满阀芯上的进气环腔，另一部分燃气流入阀座外端的端部稳压腔内；

燃气喷射阀工作过程中，在线圈未通电时，在主复位弹簧和辅复位弹簧的预紧力作用下，阀芯上的密封环带与阀座的上表面紧密配合，燃气充满燃气喷射阀的阀体内部的外部空间和内部空间；线圈通电后，衔铁受到向上电磁力的作用，阀芯组合体在克服主复位弹簧、辅复位弹簧的预紧力后向上运动，阀芯与阀座表面分离，燃气喷射阀开启，气路开启，燃气由阀芯上的轴向进气孔流入，通过进气环腔，经由阀芯与阀座之间的空隙，最后经由出气口导向后垂直流出；线圈断电后，在主复位弹簧和辅复位弹簧的预紧力作用下，衔铁向下运动，阀芯组合体整体向下运动，直至阀芯表面与阀座表面贴合，重新回到初始位置，燃气喷射阀关闭，气路关闭。