CN210127909U - 燃气喷射阀 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于发动机技术领域，具体涉及一种燃气喷射阀。该燃气喷射阀包括：阀体，阀体的内部形成进气腔；阀座，所述阀座与所述阀体相连，所述阀体与所述阀座之间限定出安装腔，所述阀座的侧壁沿其周向方向设有多个第一出气口；阀芯，所述阀芯安装于所述安装腔内并与所述阀座相连；驱动机构，所述驱动机构安装于所述阀体并与所述阀芯相连，所述驱动机构能够驱动所述阀芯沿轴向方向移动，从而开启或关闭所述多个第一出气口。本实用新型提供的燃气喷射阀通过在阀座的周向侧壁上设置第一出气口，并通过驱动机构控制阀芯沿阀座的轴向方向运动的位置，从而控制第一出气口的开度大小，实现燃气流量的精确控制，同时提高燃气喷射阀的响应速度。

Description

燃气喷射阀

技术领域

本实用新型属于发动机技术领域，特别是涉及一种燃气喷射阀。

背景技术

喷射阀需要在高温高压等恶劣工况下累计工作数千小时，而拆卸等维护工作会导致误差逐步累积，最终致使喷射阀难以调试。同时，随着控制需求的日益增加，以往简单的开闭式的燃气喷射阀无法满足现在的需求。

实用新型内容

本实用新型的目的至少解决燃气喷射阀控制精度低的问题。该目的是通过以下技术方案实现的：

本实用新型的第一方面提出了一种燃气喷射阀，包括：

阀体，所述阀体的内部形成进气腔；

阀座，所述阀座与所述阀体相连，所述阀体与所述阀座之间限定出安装腔，所述阀座的侧壁沿其周向方向设有多个第一出气口；

阀芯，所述阀芯安装于所述安装腔内并与所述阀座相连；

驱动机构，所述驱动机构安装于所述阀体并与所述阀芯相连，所述驱动机构能够驱动所述阀芯沿轴向方向移动，从而开启或关闭所述多个第一出气口。

本实用新型提供的燃气喷射阀通过在阀座的周向侧壁上设置第一出气口，并通过驱动机构控制阀芯沿阀座的轴向方向运动的位置，从而控制第一出气口的开度大小，实现燃气流量的精确控制，同时提高燃气喷射阀的响应速度。

另外，根据本实用新型提供的上述燃气喷射阀，还可具有以下附加的技术特征：

在本实用新型的一些实施例中，所述阀座包括排气部和连接部，所述排气部为凹型结构，所述连接部为由所述排气部的顶部外沿向外延伸形成的方形结构。

在本实用新型的一些实施例中，所述排气部的周向外壁上设有所述多个第一出气口。

在本实用新型的一些实施例中，所述排气部的底部设有环形设置的多个第二出气口，所述多个第二出气口之间通过出气环带相通连接。

在本实用新型的一些实施例中，所述阀芯设于所述排气部的凹型结构内。

在本实用新型的一些实施例中，所述阀芯的底部设有与所述出气环带对应的密封环带。

在本实用新型的一些实施例中，所述驱动机构包括铁芯、缠绕在所述铁芯上的线圈、能够与所述铁芯形成磁回路的衔铁以及设置在所述铁芯与所述衔铁之间的复位弹簧，所述衔铁能够在所述铁芯的磁力作用下沿轴向方向作直线运动，从而带动所述阀芯沿轴向方向作直线运动。

在本实用新型的一些实施例中，所述驱动机构还包括弹簧座，所述弹簧座位于所述衔铁的外部并与所述衔铁之间形成用于放置所述复位弹簧的环形槽。

在本实用新型的一些实施例中，所述阀芯和所述阀座之间设有阀座复位弹簧，所述阀座复位弹簧的一端固定在阀座上，所述阀座复位弹簧的另一端穿过所述阀芯与所述衔铁固定连接。

在本实用新型的一些实施例中，所述燃气喷射阀为直通式进气结构或旁通式进气结构。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本实用新型的限制。而且在整个附图中，用相同的附图标记表示相同的部件。在附图中：

图1示意性地示出了根据本实用新型实施方式的燃气喷射阀的结构示意图；

图2示意性地示出了根据本实用新型实施方式的燃气喷射阀的另一结构示意图；

图3示意性地示出了图1和图2圆圈部分的结构示意图；

图4示意性地示出了根据本实用新型实施方式的燃气喷射阀的阀座的结构示意图；

图5示意性地示出了示意性地示出了根据本实用新型实施方式的燃气喷射阀的阀芯的俯视图；

附图中各标号表示如下：

1-阀体、101-进气口、102-进气腔；

2-阀座、21-排气部、22-连接部、201-第一出气口、202-第二出气口、203-出气环带；

3-阀芯、31-密封环带、32-阀芯肋；

41-铁芯、42-线圈、43-衔铁、431-压力平衡孔、44-复位弹簧、45-弹簧座；

5-周向密封带；

6-安装板、61-压力平衡槽；

7-紧固螺栓；8-密封垫片；9-阀座复位弹簧。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施方式。虽然附图中显示了本公开的示例性实施方式，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

应理解的是，文中使用的术语仅出于描述特定示例实施方式的目的，而无意于进行限制。除非上下文另外明确地指出，否则如文中使用的单数形式“一”、“一个”以及“所述”也可以表示包括复数形式。术语“包括”、“包含”、“含有”以及“具有”是包含性的，并且因此指明所陈述的特征、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但并不排除存在或者添加一个或多个其它特征、步骤、操作、元件、部件、和/或它们的组合。文中描述的方法步骤、过程、以及操作不解释为必须要求它们以所描述或说明的特定顺序执行，除非明确指出执行顺序。还应当理解，可以使用另外或者替代的步骤。

尽管可以在文中使用术语第一、第二、第三等来描述多个元件、部件、区域、层和/或部段，但是，这些元件、部件、区域、层和/或部段不应被这些术语所限制。这些术语可以仅用来将一个元件、部件、区域、层或部段与另一区域、层或部段区分开。除非上下文明确地指出，否则诸如“第一”、“第二”之类的术语以及其它数字术语在文中使用时并不暗示顺序或者次序。因此，以下讨论的第一元件、部件、区域、层或部段在不脱离示例实施方式的教导的情况下可以被称作第二元件、部件、区域、层或部段。

为了便于描述，可以在文中使用空间相对关系术语来描述如图中示出的一个元件或者特征相对于另一元件或者特征的关系，这些相对关系术语例如为“内部”、“外部”、“内侧”、“外侧”、“下面”、“下方”、“上面”、“上方”等。这种空间相对关系术语意于包括除图中描绘的方位之外的在使用或者操作中装置的不同方位。例如，如果在图中的装置翻转，那么描述为“在其它元件或者特征下面”或者“在其它元件或者特征下方”的元件将随后定向为“在其它元件或者特征上面”或者“在其它元件或者特征上方”。因此，示例术语“在……下方”可以包括在上和在下的方位。装置可以另外定向(旋转90度或者在其它方向)并且文中使用的空间相对关系描述符相应地进行解释。

图1为本实用新型一实施例的燃气喷射阀的结构示意图；图2为本实用新型另一实施例的燃气喷射阀的结构示意图(图中直线箭头方向为气流方向)；图3为图1和图2中圆圈部分的放大结构示意图；图4为阀座的结构示意图；图5为阀芯的俯视图。如图1至图5所示，根据本实用新型的实施方式提出了一种燃气喷射阀，用于控制发动机燃气的喷气流量。燃气喷射阀包括阀体1、阀座2、阀芯3以及驱动机构，阀体1的内部形成进气腔102，阀座2与阀体1相连，阀体1与阀座2之间限定出安装腔，阀座2的向外突出的侧壁上沿其周向方向设有多个第一出气口201，阀芯3安装于安装腔内并与阀座2相连，驱动机构安装于阀体1并与阀芯3相连，驱动机构能够驱动阀芯3沿轴向方向移动，从而开启或关闭第一出气口201。

本实用新型通过在阀座2的周向侧壁上设置第一出气口201，并通过驱动机构控制阀芯3沿阀座2的轴向方向运动的位置，从而控制第一出气口201的开度大小，实现燃气流量的精确控制，同时提高燃气喷射阀的响应速度。

阀座2安装在阀体1的底部，阀体1与阀座2之间限定出的安装腔内，阀芯3设置在阀座2的上方，驱动机构设置在阀芯3的上方，驱动机构通过螺纹连接的方式与阀体1的顶部固定连接，阀体1的顶部设有进气口101，阀体1内形成有用于使气流流通的进气腔102，燃气从顶部的进气口101进入进气腔102并从设置在阀座2的周向侧壁上的第一出气口201流出。

在本实用新型的一些实施例中，如图1所示，进气口101设置在阀座2的正上方，驱动机构安装于安装腔内，进气腔102竖直设置形成直通式进气结构，燃气从顶部的进气口101进入后沿着竖直的进气腔102流向阀芯组件并从阀体1下部的第一出气口201流出。直通式进气结构使燃气进入后竖直流向阀芯组件，减少气体的侧向扩散，提高燃气喷射阀的响应速率。

在本实用新型的另一些实施例中，如图2所示，进气口101设置在阀座2的一侧上方，驱动机构至少部分安装于安装腔内，进气腔102水平设置形成旁通式进气结构，燃气从顶部的进气口101从进入后沿着进气腔102横向流动流向阀芯组件并从阀体1下部的第一出气口201流出。采用旁通式进气结构能够将进气腔102设置的较大以增加进气量，保证进入阀体1内的燃气供给充足。

具体实施中，可以根据发动机的布置设置直通式进气结构或旁通式进气结构，当竖向布置空间较大时，燃气喷射阀设置为直通式进气结构；当横向布置空间较大时，燃气喷射阀设置为旁通式进气结构，提高燃气喷射阀的布置灵活性。

如图4所示，阀座2包括排气部21和连接部22，排气部21为凹型结构，连接部22为由排气部21的顶部外沿向外延伸形成的方形结构。

排气部21的周向外壁上设有多个第一出气口201，排气部21的底部设有环形设置的多个第二出气口202，多个第二出气口202之间通过出气环带203相通连接。阀芯3设于排气部21的凹型结构内，排气部21能够对阀芯3的轴向移动进行导向，保证阀芯3的垂直度，减少阀芯3运动时的轴向偏移。

连接部22用于与阀体1配合连接，连接部22的形状与阀体1的形状相匹配，本实施例中，阀体1为方形结构，对应地，连接部22的形状为方形结构；在本实用新型的其他实施例中，若阀体1为筒状结构，连接部22为环形结构。

如图5所示，阀芯3的底部设有与出气环带203对应的密封环带31，密封环带31形成进气环腔，出气环带203位于进气环腔的下方，且出气环带203的下方与第二出气口202连通。阀芯3采用多道密封环带31与阀座2的出气环带203配合能够使进气腔102中的燃气从第二出气口202流出。

阀芯3和阀座2之间采用密封环带31进行面密封，保证稳压平衡；同时，出气环带203具有较宽的环带面积，可减少气流冲击，提高燃气喷射阀的可靠性。

进一步地，阀芯3的侧壁与排气部21的凹型结构的内侧壁之间通过阀芯肋32连接，当阀芯3上升至一定高度时，进气腔102中的燃气通过阀芯肋32间的空隙进入阀芯肋32的下方后经由阀座2底部的出气环带203和阀座2侧壁的第一出气口201排出。

第一出气口201为主出气口，通过调节第一出气口201的开度大小可以调节燃气流量；出气环带203和第二出气口202配合辅助出气，用于提高燃气喷射阀的响应速度，当阀芯3和阀座2的表面分离时即可有燃气喷出。第一出气口201靠近排气部21的底部设置，以提高燃气喷射阀的控制精度，降低第二出气口202排气对第一出气口201的影响。阀座2采用第一出气口201周向出气和出气环带203轴向出气配合的出气方式，在保证燃气喷射阀控制精度的同时提高响应速度，提高可靠性。另外，当第一出气口201开启至一定的开度确定流量后，气流经由第一出气口201和第二出气口202排出能够增加气流速度，有效地提高发动机的喷气效率。

燃气喷射阀关闭时，阀芯肋32与排气部21凹型结构的内侧壁贴合，并通过周向密封带5密封以保证密封效果。

在本实用新型的一些实施例中，驱动机构为电磁驱动机构，包括铁芯41、缠绕在铁芯41上的线圈42、能够与铁芯41形成磁回路的衔铁43以及设置在铁芯41与衔铁43之间的复位弹簧44，衔铁43能够在铁芯41的磁力作用下沿轴向方向作直线运动，从而带动阀芯31沿轴向方向作直线运动。

进一步地，铁芯41通过螺栓可拆卸地固定安装于阀体1的顶部，如图1所示，当燃气喷射阀为直通式进气结构时，铁芯41安装于阀体1内，铁芯41的顶部通过螺栓与阀体1固定连接，铁芯41的顶部设有与螺栓相配合的内螺纹结构；如图2所示，当燃气喷射阀为旁通式进气结构时，由于铁芯41固定，可以将铁芯41安装于阀体1的外部，铁芯41的底部通过螺栓固定在阀体1上。在本实用新型的另一些实施例中，当燃气喷射阀为旁通式进气结构时，也可将铁芯41安装于阀体1的安装腔内，但由于此时进气口101距离阀芯组件较远，可能会影响燃气喷射阀的响应速度，因此，当燃气喷射阀为旁通式进气结构时，将铁芯41安装于阀体1的外部，既能够保证进入阀体1内的燃气供给充足，又能够保证燃气喷射阀的响应速度。

铁芯41与阀芯3相对的一端设有用于安装线圈42的线圈安装槽以及用于安装复位弹簧44的弹簧安装槽。

进一步地，驱动机构还包括弹簧座45，弹簧座45位于衔铁43的外部并与衔铁43之间形成用于放置复位弹簧44的环形槽，复位弹簧44的一端与环形槽的内壁相抵接，复位弹簧44的另一端与铁芯41的弹簧安装槽的内壁相抵接。

进一步地，衔铁43与阀芯3通过安装板6连接并且通过紧固螺栓7固定，紧固螺栓7依次穿过衔铁43、以及安装板6与阀芯3固定连接，弹簧座45安装在安装板6上且位于衔铁43的外侧。衔铁43与安装板6之间设置有密封垫片8以提高密封性。

在本实用新型的一些实施例中，衔铁43的中心处设有压力平衡孔431，安装板6上开设有一定数量的压力平衡槽61，避免衔铁43受到轴向力，使衔铁43处的内外气路压力更易达到平衡，提高衔铁43的响应速度，有效地提高了发动机的供气效率。

在本实用新型的一些实施例中，阀芯3和阀座2之间设有弹力较小的阀座复位弹簧9，防止燃气反向泄漏，提高燃气喷射阀的可靠性和安全性。阀座复位弹簧9的一端固定在阀座2上，阀座复位弹簧9的另一端穿过阀芯3、安装板6与衔铁43固定连接，并保持一定的预紧力。

在本实用新型的一些实施例中，驱动机构也可为压电驱动机构，能够驱动阀芯3升降至不同高度的位置，以控制燃气流量。

燃气喷射阀工作时，燃气经由设置在阀体1顶部的进气口101垂直流入阀体1的进气腔102中，沿着进气腔102的水平流道在阀体1内聚集。此时，线圈42未通电，在复位弹簧44的预紧力作用下，阀芯3上的密封环带31与阀座2的上表面紧密配合，使得燃气能够充满进气腔102，此时进气腔102可用作储气腔。

线圈42通电后，铁芯41、衔铁43被磁化，铁芯41与衔铁43之间形成磁回路，衔铁43受到电磁力的作用克服复位弹簧44的预紧力后向上运动，带动阀芯3向上运动，使得阀芯3与阀座2的表面分离，阀座2上表面的出气环带203最先被打开，少部分燃气在第一出气口201未开启时，通过阀芯肋32间的空隙进入阀芯3下方，经过阀座2的出气环带203从阀座2底部的第二出气口202流出，以响应燃气喷射阀的开启。随着通电电压的逐渐升高，线圈42产生的电磁力增加，使得衔铁43能够克服更多的弹簧阻力继续上升，带动阀芯3继续上升，将阀座2的周向侧壁上的第一出气口201逐步打开，主流燃气通过阀芯肋32间的空隙进入阀芯3下方后从阀座2侧向的第一出气口201排出。

整个运动过程中，阀芯3的轴向运动以及周向定位均由阀座2的凹型结构的内侧壁面来控制实现。当阀芯3上升至最高位置时，弹簧座45的上表面与铁芯41的下表面相接触能够进行限位，此时，电压最大，燃气流量最大。

当燃气喷射阀需要关闭时，线圈42断电，衔铁43受到的电磁力消失，在铁芯41与弹簧座45之间的复位弹簧44的预紧力作用下，衔铁43向下运动，带动阀芯3向下运动，直至阀芯3的表面与阀座2的表面贴合，周向密封带5与阀座2的内侧壁贴合，重新回到初始位置，第一出气口201和出气环带203均关闭，气路关闭，燃气喷射阀关闭。

控制系统通过控制输入燃气喷射阀的电压大小，使线圈42产生的电磁力与复位弹簧44弹力维持平衡，使阀芯3沿轴向方向运动停留在不同高度的位置，调节第一出气口201的开度大小调节燃气流量。燃气喷射阀响应速度快、控制精度高、可靠性好，且其最大开度时的流通能力能满足天然气发动机在高负荷状态下正常工作需求。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种燃气喷射阀，其特征在于，包括：

阀体，所述阀体的内部形成进气腔；

阀座，所述阀座与所述阀体相连，所述阀体与所述阀座之间限定出安装腔，所述阀座的侧壁沿其周向方向设有多个第一出气口；

阀芯，所述阀芯安装于所述安装腔内并与所述阀座相连；

驱动机构，所述驱动机构安装于所述阀体并与所述阀芯相连，所述驱动机构能够驱动所述阀芯沿轴向方向移动，从而开启或关闭所述多个第一出气口。

2.根据权利要求1所述的燃气喷射阀，其特征在于，所述阀座包括排气部和连接部，所述排气部为凹型结构，所述连接部为由所述排气部的顶部外沿向外延伸形成的方形结构。

3.根据权利要求2所述的燃气喷射阀，其特征在于，所述排气部的周向外壁上设有所述多个第一出气口。

4.根据权利要求2所述的燃气喷射阀，其特征在于，所述排气部的底部设有环形设置的多个第二出气口，所述多个第二出气口之间通过出气环带相通连接。

5.根据权利要求2所述的燃气喷射阀，其特征在于，所述阀芯设于所述排气部的凹型结构内。

6.根据权利要求4所述的燃气喷射阀，其特征在于，所述阀芯的底部设有与所述出气环带对应的密封环带。

7.根据权利要求1所述的燃气喷射阀，其特征在于，所述驱动机构包括铁芯、缠绕在所述铁芯上的线圈、能够与所述铁芯形成磁回路的衔铁以及设置在所述铁芯与所述衔铁之间的复位弹簧，所述衔铁能够在所述铁芯的磁力作用下沿轴向方向作直线运动，从而带动所述阀芯沿轴向方向作直线运动。

8.根据权利要求7所述的燃气喷射阀，其特征在于，所述驱动机构还包括弹簧座，所述弹簧座位于所述衔铁的外部并与所述衔铁之间形成用于放置所述复位弹簧的环形槽。

9.根据权利要求7所述的燃气喷射阀，其特征在于，所述阀芯和所述阀座之间设有阀座复位弹簧，所述阀座复位弹簧的一端固定在阀座上，所述阀座复位弹簧的另一端穿过所述阀芯与所述衔铁固定连接。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的燃气喷射阀，其特征在于，所述燃气喷射阀为直通式进气结构或旁通式进气结构。

Images