CN209586565U - 一种实现双燃料喷射的喷射器 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于喷射器技术领域，具体涉及一种实现双燃料喷射的喷射器。该实现双燃料喷射的喷射器，包括喷射器体、天然气电磁阀、柴油电磁阀、柱塞、针阀和气阀，所述喷射器体上设有喷嘴，喷射器体内设有三通电磁阀，三通电磁阀上设有柴油电磁阀和天然气电磁阀，所述喷射器体上与喷嘴连通处设有连接体，所述喷嘴内设有气阀和针阀，喷嘴端部设有天然气喷孔，所述气阀端部设有柴油喷孔。其有益效果是：控制灵活度大，能实现柴油和天然气双燃料的独立控制和独立喷射并且具有较快的响应速度；提高内燃机的燃烧效率并优化了内燃机排放，实现天然气在中重型汽车上的广泛使用。

Description

一种实现双燃料喷射的喷射器

技术领域

本实用新型属于喷射器技术领域，具体涉及一种实现双燃料喷射的喷射器。

背景技术

目前市场上的中重型车用发动机、船用发动机与中重型工程机械的内燃机机主要使用柴油作为单一燃料的高压缸内直喷技术(高压共轨系统)或燃气作为单一燃料的进气歧管喷射技术。

采用柴油作为单一燃料的高压缸内直喷技术(高压共轨系统)高压缸内直喷技术，主要使用国外厂家生产的高压共轨系统和零部件产品，其内燃机燃烧效率基本上低于39％，随着国六排放标准的发布，该内燃机排放难度逐渐增加，同时也带来成本上的增加。

采用燃气作为单一燃料的进气歧管喷射的发动机都采用点燃装置对燃气点燃，其发动机压缩比低，导致热效率低与36％，且燃气与空气混合后进入内燃机燃烧室内，会在压缩过程中进入气缸的间隙内，间隙内的燃气(CH4)不能被完全燃烧，随废气排出后会形成对空气的污染。

随着国家能源结构的调整以及对排放要求的提升，传统的以汽油和柴油为燃烧介质的内燃机将逐渐减少，而天然气在我国及全球资源丰富，会逐渐作为柴油的替代燃料开始应用于汽车市场。

双燃料系统的内燃机，通过预先喷射柴油并燃烧提高缸内温度，然后喷射天然气燃烧做功，即能提升燃烧效率到42％降低油耗，又可以减少PM，NOx等有害排放物，为更清洁，更经济的内燃机技术方案。

目前市场上存在的双燃料喷射器尚未达到量产阶段，存在响应速度不足，控制精度有限，同时因为结构繁琐，导致产品的一致性较差，开发和生产投资成本极高，为双燃料系统内燃机的系统标定和大面积推广带来了困难。

实用新型内容

本实用新型为了弥补现有技术的缺陷，提供了一种实现双燃料喷射的喷射器。

本实用新型是通过如下技术方案实现的：

一种实现双燃料喷射的喷射器，包括喷射器体、天然气电磁阀、柴油电磁阀、柱塞、针阀和气阀，所述喷射器体上设有喷嘴，喷射器体内设有三通电磁阀，三通电磁阀上设有柴油电磁阀和天然气电磁阀，所述天然气电磁阀内设有第一电磁线圈，第一电磁线圈通过封装装配在天然气电磁阀中，控制第一衔铁与柱塞套耦合并且通过第一弹簧和限位垫片进行定位，所述柴油电磁阀内设有第二电磁线圈，第二电磁线圈通过封装装配在柴油电磁阀中，控制第二衔铁与柱塞耦合并且通过第二弹簧、第三弹簧和限位块进行定位，所述第三弹簧位于第一衔铁和第二衔铁之间，所述喷射器体上与喷嘴连通处设有连接体，所述喷嘴内设有气阀和针阀，喷嘴端部设有天然气喷孔，所述气阀端部设有柴油喷孔。

进一步，所述气阀位于喷嘴内，针阀位于气阀内，气阀与连接体连接处设有气阀控制腔，针阀与连接体连接处设有针阀控制腔，针阀上设有针阀套，针阀与气阀之间设有柴油蓄压腔，当针阀上升时柴油蓄压腔与柴油喷孔连通，气阀上设有气阀套，气阀与喷嘴之间设有天然气蓄压腔，当气阀上升时天然气蓄压腔与天然气喷孔连通，喷嘴上设有进气孔，进气孔通过蓄压环带与天然气蓄压腔连通。

进一步，所述连接体内设有进油孔、第一油道、高压油道和出油孔，第一油道通过进油孔和进油节流孔连通与针阀控制腔连通，针阀控制腔通过出油节流孔与出油孔连通，高压油道与气阀控制腔连通。

进一步，所述喷射器体内设有高压油通道、第一油路、第二油路和第三油路，天然气电磁阀未通电时第一油路、第二油路与高压油通道连通，天然气电磁阀与柱塞套台阶面之间设有压块，压块内设有回油孔。

进一步，所述柱塞套内设有台阶面，台阶面外侧为高压油通道，在台阶面下方和座面区域设有环带，天然气电磁阀未通电时台阶面与座面之间留有缝隙，台阶面与压块接触形成密封。

进一步，所述柱塞与第三油路连通处设有密封球，第三油路与针阀控制腔相通，柴油电磁阀未通电时密封球与球座保持接触从而对第三油路形成密封。

本实用新型的有益效果是：控制灵活度大，能实现柴油和天然气双燃料的独立控制和独立喷射并且具有较快的响应速度，提高内燃机的燃烧效率并优化了内燃机排放，实现天然气在中重型汽车上的广泛使用。

附图说明

下面结合附图对本实用新型作进一步的说明。

附图1为本实用新型的喷射器体结构示意图；

附图2为本实用新型的三通电磁阀及相应的衔铁部分内部连接结构示意图；

附图3为本实用新型的三通阀与喷射器体内部布局连接结构示意图；

附图4为本实用新型的喷嘴的内部结构示意图。

图中，1天然气电磁阀，2柴油电磁阀，3第一电磁线圈，4第二电磁线圈，5第一衔铁，6第二衔铁，7柱塞套，8柱塞，9第一弹簧， 10第二弹簧，11第三弹簧，12回油孔，13连接体，14进油孔，15 第一油道，16第一油路，17环带,18第二油路，19高压油道，20进油节流孔，21出油节流孔，22出油孔，23第三油路，24密封球，25 喷嘴，26高压油通道，27气阀套，28三通电磁阀，30气阀，31天然气喷孔，32针阀套，35针阀，36柴油喷孔，38针阀控制腔，39 气阀控制腔，40进气孔，42蓄压环带，43天然气蓄压腔，44柴油蓄压腔，45限位块,46限位垫片，47座面，49台阶面,50压块。

具体实施方式

下面结合实施例对本实用新型一种实现双燃料喷射的喷射器进行进一步说明。

附图1-4为本实用新型的一种具体实施例。该实用新型一种实现双燃料喷射的喷射器，包括喷射器体、天然气电磁阀1、柴油电磁阀 2、柱塞8、针阀35和气阀30，所述喷射器体上设有喷嘴25，喷射器体内设有三通电磁阀28，三通电磁阀28上设有柴油电磁阀2和天然气电磁阀1，所述天然气电磁阀1内设有第一电磁线圈3，第一电磁线圈3通过封装装配在天然气电磁阀1中，控制第一衔铁5与柱塞套7耦合并且通过第一弹簧9和限位垫片46进行定位，所述柴油电磁阀2内设有第二电磁线圈4，第二电磁线圈4通过封装装配在柴油电磁阀2中，控制第二衔铁6与柱塞8耦合并且通过第二弹簧10、第三弹簧11和限位块45进行定位，所述第三弹簧11位于第一衔铁 5和第二衔铁6之间，所述喷射器体上与喷嘴25连通处设有连接体 13，所述喷嘴25内设有气阀30和针阀35，喷嘴25端部设有天然气喷孔31，所述气阀30端部设有柴油喷孔36。

进一步，所述气阀30位于喷嘴25内，针阀35位于气阀30内，气阀30与连接体13连接处设有气阀控制腔39，针阀35与连接体13 连接处设有针阀控制腔38，针阀35上设有针阀套32，针阀35与气阀30之间设有柴油蓄压腔44，当针阀35上升时柴油蓄压腔44与柴油喷孔36连通，气阀30上设有气阀套27，气阀30与喷嘴25之间设有天然气蓄压腔43，当气阀30上升时天然气蓄压腔43与天然气喷孔31连通，喷嘴25上设有进气孔40，进气孔40通过蓄压环带42与天然气蓄压腔43连通。

进一步，所述连接体13内设有进油孔14、第一油道15、高压油道19和出油孔22，第一油道15通过进油孔14和进油节流孔20连通与针阀控制腔38连通，针阀控制腔38通过出油节流孔21与出油孔22连通，高压油道19与气阀控制腔39连通。

进一步，所述喷射器体内设有高压油通道26、第一油路16、第二油路18和第三油路23，天然气电磁阀1未通电时，第一油路16、第二油路18与高压油通道26连通，天然气电磁阀1与柱塞套7的台阶面49之间设有压块50，压块50内设有回油孔12。

进一步，所述柱塞套7内设有台阶面49，台阶面49外侧为高压油通道26，在台阶面49下方和座面47区域设有环带17，天然气电磁阀1未通电时，台阶面49与座面47之间留有缝隙，台阶面49与压块50接触形成密封。

进一步，所述柱塞8与第三油路23连通处设有密封球24，第三油路23与针阀控制腔38相通，柴油电磁阀2未通电时密封球24与球座保持接触从而对第三油路23形成密封。

该实用新型一种实现双燃料喷射的喷射器，通过一个具有第一电磁线圈3的天然气电磁阀1实现气阀30的上下运动最终控制天然气喷射的开启和关闭，通过另外一个具有第二电磁线圈4的柴油电磁阀 2来实现针阀35的上下运动最终控制柴油喷射的开启和关闭，用来控制针阀35运动的柴油电磁阀2与用来控制气阀30运动的天然气电磁阀1的安装同轴。

柴油电磁阀2通电时产生向上电磁力提升第二衔铁6和柱塞8，这样密封球24在液压力作用下上升，针阀控制腔38内压力下降，从而针阀35受下方液压力的作用上升，柴油蓄压腔44与柴油喷孔36 相通，柴油从柴油喷孔36开始喷射，反之，柴油电磁阀2断电时第二衔铁6下降，密封球24在弹簧力作用下密封针阀控制腔38，针阀控制腔38内压力增加推动针阀35下降，最终柴油蓄压腔44与柴油喷孔36断开，柴油停止喷射。

天然气电磁阀1通电时产生向下电磁力，第一衔铁5受电磁力作用向下运动，从而柱塞套7随第一衔铁5往下运动，柱塞套7与压块 50密封平面产生一定的间隙，气阀控制腔39内的柴油通过该间隙和回油孔12流出，气阀控制腔39内压力下降，气阀30受下方作用力的推动而上升，天然气蓄压腔43与天然气喷孔31相通，天然气开始喷射，反之，当天然气电磁阀1断电时第一衔铁5和柱塞套7受弹簧力作用上升，间隙消失，第一油路16的高压油流入气阀控制腔39导致压力上升，推动气阀30下降，最终导致天然气停止喷射，

用于控制针阀35的二位三通阀的设计中，衔铁下降时柱塞套7 上的台阶面49与压块50密封平面的间隙高度直接影响气阀控制腔 39压力变化的速率，可有效提升气阀30运动响应速度，天然气和柴油通过两个不同的进口进入喷射器体，在喷射器体内部，天然气分布在喷嘴25中气阀30外侧，而柴油则分布在气阀30内侧，同时柴油也作为控制媒介进入两个控制腔对针阀35和气阀30的运动进行控制。

本实用新型一种实现双燃料喷射的喷射器,使用天然气电磁阀1 控制天然气的开启和关闭的工作原理如下：

如图1所示，天然气电磁阀1由第一电磁线圈3组合而成，通过给第一电磁线圈3加电和断电从而控制第一衔铁5与柱塞套7的耦合件的向下和向上运动，进一步造成气阀控制腔39内的压力的释放和增加，从而导致气阀30的向上运动和向下运动，最终实现天然气从天然气喷孔31的喷射或停止喷射；

图2中所示，第一电磁线圈3通过封装装配在天然气电磁阀1中，控制第一衔铁5与柱塞套7耦合并且通过弹簧9和限位垫片46进行定位，当第一电磁线圈3加电时产生向下的电磁力，拉动第一衔铁5 向下运动，同时第一衔铁5通过限位垫片46带动柱塞套7向下运动，反之第一电磁线圈3断电时，在弹簧9的作用下，限位垫片46带动控制第一衔铁5与柱塞套7向上运动；

如图1中所示，高压柴油通过进油孔14进入喷射器，进油孔14 内的高压油通过第一油道15与第一油路16直接相连，第一油路16 内的高压油通过座面47和环带17与第二油路18相通；

如图3中所示，当柱塞套7向下运动时，台阶面49与压块50之间出现一定的间隙，原本存在于第二油路18内的高压油通过间隙向压块50内的回油孔12泄漏，同时，座面47因柱塞套7的下降导致流通间隙消失，这样第一油路16中的油无法流入，从而第二油路18 中的压力快速降低，反之，当柱塞套7向上运动时，台阶面49与压块50相互接触阻断泄露油路，存在于第一油路16中的高压油，通过环带17和座面47之间的间隙流向第二油路18，导致第二油路18中的压力上升；

图4中所示，气阀控制腔39由气阀套27和针阀套32以及气阀本身30的上端面形成，通过高压油道19与第二油路18直接相通，所以气阀控制腔39的压力随着第二油路18内的压力变化而同时变化；天然气通过进气孔40进入蓄压环带42，最终流入天然气蓄压腔 43中，气阀30受上方压紧力的作用与喷嘴25在天然气蓄压腔43下端形成端面密封，从而断开了天然气蓄压腔43与天然气喷射孔31之间的通道。

当第一电磁线圈3加电产生的电磁力引起柱塞套7下移，第二油路18内压力释放，从而气阀控制腔39的压力下降，气阀30受下方力的作用向上运动，导致存在于天然气蓄压腔43内的高压天然气通过天然气喷孔31实现喷射。反之，当第一电磁线圈3断电时，柱塞套7受第一弹簧9的作用向上运动，气阀控制腔39压力上升导致气阀30向下运动，天然气喷孔31被密封从而天然气喷射停止。其中，柱塞套7的台阶面49与压块50之间形成的最大间隙与座面47的最大间隙将很大程度的影响气阀30的响应速度。

本实用新型一种实现双燃料喷射的喷射器，本双燃料喷射器使用时柴油电磁阀2控制柴油喷射的开启和关闭的工作原理如下：

如图1所示，柴油电磁阀2由第二电磁线圈4组合而成，通过给第二电磁线圈4加电和断电从而控制第二衔铁6与柱塞8的耦合件的向上和向下运动，进一步造成针阀控制腔38内的压力的释放和增加，从而导致针阀35的向上和向下运动，最终实现柴油从柴油喷孔36的喷射或停止喷射；

图2中所示，第二电磁线圈4通过封装装配在柴油电磁阀2中，控制第二衔铁6与柱塞8耦合并且通过第二弹簧10、第三弹簧11和限位块45进行定位，当第二电磁线圈4加电时产生向上的电磁力，拉动第二衔铁6向上运动，同时第二衔铁6通过限位块45带动柱塞 8向上运动，反正第二电磁线圈4断电时，在第二弹簧10向下弹簧力的作用下，限位块45压紧控制第二衔铁6与柱塞8向下运动，当柱塞8向上运动时，密封球24在液压力的作用下向上运动，原本存在于第三油路23内的高压油通过密封球24与座面的间隙泄露，第三油路23中的压力快速降低，反之，当柱塞8向下运动时，密封球24 与座面重新形成密封。

如图4中所示，针阀控制腔38由针阀套32以及针阀35本身的上端面形成，高压柴油通过进油孔14进入喷射器，进油孔14内的高压油通过进油节流孔20进入针阀控制腔38，针阀控制腔38内的柴油通过出油节流孔21与出油孔22相连，出油孔22与第三油路23直接相连。当第三油路23内压力下降时，针阀控制腔38内压力下降，针阀35受下方力的作用向上运动，反之，当第三油路23内压力上升时，针阀35向下运动；

如图4中所示，高压油通过进油孔14流入柴油蓄压腔44，在柴油蓄压腔44下方针阀35与气阀30通过锥面形成密封，阻断柴油蓄压腔44与柴油喷孔36之间的通路，当第二电磁线圈4加电引起柱塞 8向上运动，密封球24向上运动，第三油路23内压力释放，从而针阀控制腔38内的压力下降，针阀35受下方力的作用向上运动，导致存在于柴油蓄压腔44内的高压油通过柴油喷孔36进行喷射，反之，当第二电磁线圈4断电时，柱塞8向下运动，针阀控制腔38内压力上升导致针阀35向下运动，柴油喷孔36被密封从而柴油喷射停止。进油节流孔20与出油节流孔21的流率将很大程度上影响针阀的响应速度。

本实用新型不局限于上述实施方式，任何人应得知在本实用新型的启示下作出的与本实用新型具有相同或相近的技术方案，均落入本实用新型的保护范围之内。

本实用新型未详细描述的技术、形状、构造部分均为公知技术。

Claims (6)

1.一种实现双燃料喷射的喷射器，包括喷射器体、天然气电磁阀、柴油电磁阀、柱塞、针阀和气阀，其特征在于，所述喷射器体上设有喷嘴，喷射器体内设有三通电磁阀，三通电磁阀上设有柴油电磁阀和天然气电磁阀，所述天然气电磁阀内设有第一电磁线圈，第一电磁线圈通过封装装配在天然气电磁阀中，控制第一衔铁与柱塞套耦合并且通过第一弹簧和限位垫片进行定位，所述柴油电磁阀内设有第二电磁线圈，第二电磁线圈通过封装装配在柴油电磁阀中，控制第二衔铁与柱塞耦合并且通过第二弹簧、第三弹簧和限位块进行定位，所述第三弹簧位于第一衔铁和第二衔铁之间，所述喷射器体上与喷嘴连通处设有连接体，所述喷嘴内设有气阀和针阀，喷嘴端部设有天然气喷孔，所述气阀端部设有柴油喷孔。

2.根据权利要求1所述的一种实现双燃料喷射的喷射器，其特征在于：所述气阀位于喷嘴内，针阀位于气阀内，气阀与连接体连接处设有气阀控制腔，针阀与连接体连接处设有针阀控制腔，针阀上设有针阀套，针阀与气阀之间设有柴油蓄压腔，针阀上升时柴油蓄压腔与柴油喷孔连通，气阀上设有气阀套，气阀与喷嘴之间设有天然气蓄压腔，气阀上升时天然气蓄压腔与天然气喷孔连通，喷嘴上设有进气孔，进气孔通过蓄压环带与天然气蓄压腔连通。

3.根据权利要求1或2所述的一种实现双燃料喷射的喷射器，其特征在于：所述连接体内设有进油孔、第一油道、高压油道和出油孔，第一油道通过进油孔和进油节流孔连通与针阀控制腔连通，针阀控制腔通过出油节流孔与出油孔连通，高压油道与气阀控制腔连通。

4.根据权利要求1所述的一种实现双燃料喷射的喷射器，其特征在于：所述喷射器体内设有高压油通道、第一油路、第二油路和第三油路，天然气电磁阀未通电时第一油路、第二油路与高压油通道连通，天然气电磁阀与柱塞套台阶面之间设有压块，压块内设有回油孔。

5.根据权利要求1或4所述的一种实现双燃料喷射的喷射器，其特征在于：所述柱塞套内设有台阶面，台阶面外侧为高压油通道，在台阶面下方和座面区域设有环带，天然气电磁阀未通电时台阶面与座面之间留有缝隙，同时台阶面与压块接触形成密封。

6.根据权利要求1所述的一种实现双燃料喷射的喷射器，其特征在于，所述柱塞与第三油路连通处设有密封球，第三油路与针阀控制腔相通，柴油电磁阀未通电时密封球与球座保持接触从而对第三油路形成密封。