CN106121867A - 一种气体燃料发动机用燃气电喷阀 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种气体燃料发动机用燃气电喷阀，包括壳体、电磁阀部件和阀芯部件。阀芯部件包括阀芯、阀片、阀座和衔铁，阀片安装在阀芯内，阀片与衔铁下端固定连接，电磁阀部件通电时，在电磁力作用下，衔铁拉动所述阀片向上移动，使阀片的下表面与阀座的上表面之间形成燃气通道，电磁阀部件断电时，阀片的下表面与阀座的上表面贴合形成密封面，阻断燃气通道。本发明能够适用于中高速气体机和双燃料发动机，能够满足响应速度快，燃气计量准确，覆盖单缸功率范围广等要求。

Description

一种气体燃料发动机用燃气电喷阀
技术领域
本发明涉及气体机和双燃料发动机部件，更具体地说涉及一种气体燃料发动机用燃气电喷阀。
背景技术
新的排放法规将废气中的NOx、SOx和颗粒物含量限值定义得极为严格。随着市场对清洁动力的强烈追求，发动机行业正大力发展气体燃料发动机技术。气体机渡船在挪威已成功运行，拖船也将紧随其后。多年来，双燃料甚至三燃料发动机已经作为LNG船舶和海上油气平台的动力。气体燃料作为主要燃料之一有着其自身的特点：低温、无润滑、极度干燥和腐蚀性。考虑到气体燃料与传统燃料的不同之处，燃料供给***的设计和制造势必会面临许多新的挑战。
气体燃料发动机用燃气电喷阀，作为燃料供给***中的核心零部件，密封面容易发生冷焊效应，加速密封面磨损，进而限制电喷阀的使用寿命。气体燃料作为易燃性气体且容易发生泄漏，往进气道方向发生泄漏会造成发动机性能的下降，往外界泄漏会引起外界环境安全隐患，因此在设计过程中应采取有效措施，将泄露风险降至最低。为了使气体机工作稳定，要求燃气喷射阀的响应速度快，一致性好。
发明内容
本发明的目的是提供一种气体燃料发动机用燃气电喷阀，能够适用于中高速气体机和双燃料发动机，能够满足响应速度快，燃气计量准确，覆盖单缸功率范围广等要求。
本发明所述气体燃料发动机用燃气电喷阀，包括壳体、电磁阀部件和阀芯部件，电磁阀部件和阀芯部件安装在壳体上，电磁阀部件位于阀芯部件上方。 所述电磁阀部件包括电磁阀外壳和铁芯线圈。
所述阀芯部件包括阀芯、阀片、阀座和衔铁，衔铁的下端位于阀芯的中心孔内；阀片安装在阀芯内，阀片位于衔铁的下方，阀片通过螺钉与衔铁下端固定连接，阀片的下表面与阀座的上表面相配合，电磁阀部件通电时，在电磁力作用下，所述衔铁拉动所述阀片向上移动，使阀片的下表面与阀座的上表面之间形成燃气通道，电磁阀部件断电时，阀片的下表面与阀座的上表面贴合形成密封面，阻断燃气通道，该燃气通道与设置在壳体上的燃气进口和燃气出口连通。为较好的实现密封，需对所述阀片下表面和所述阀座上表面进行严格的粗糙度控制。
进一步，阀片通过弹簧安装在阀芯内，弹簧的上下两端分别与阀芯及阀片连接。弹簧为所述阀片落座提供平稳的回复力，减轻密封面的磨损，弹簧同时可以起定位作用，使得所述阀片和所述阀座的第一通气槽和第二通气槽得以精确配合形成密封面，阀片在弹簧和气压差的联合作用下被紧压在所述阀座上，具有良好的自密封效果。同时，设置的弹簧可以在电喷阀前后压差突变，发动机进气歧管中的压力高于供燃气气压力时，防止发动机进气倒灌进入燃气供应管道。
进一步，阀片的侧壁上开设有通气孔，阀片的下表面开设有第一通气槽，第一通气槽与所述通气孔连通，阀座的上表面开设有第二通气槽，阀座的下表面开设有导流孔，导流孔与第二通气槽连通。保证所述阀片开启时不在上游形成截流，减小压力损失，阀座底部设的导流孔，与所述阀座上表面的第二通气槽相通，可以使燃气喷射更加稳定。
进一步，所述第一通气槽由布置在阀片下表面的多个同心环形槽组成，各个环形槽之间通过气孔连通；第二通气槽由布置在阀座上表面的多个同心环形槽结构组成，各个环形槽之间通过气孔连通。该结构在阀片的设计升程较小的情况下，可以形成较大的流通面积。流通面积较大意味着该电喷阀将拥有更宽的流量范围，可以匹配的发动机的功率范围也相应增大，用途更广泛。由于升程较小，因此，阀片落座时的撞击速度较小，这种设计可以减轻运动件的撞击，增加密封面寿命。
进一步，所述壳体采用硬质铝合金制成，避免了所述壳体对所述电磁阀部件的干扰，在保证强度的前提下提高了响应速度。同时，减轻了电喷阀总成的重量。
进一步，电磁阀部件和阀芯部件同轴安装在壳体上。
进一步，所述铁芯线圈的铁芯为E形，采用铁硅铬片状材料堆叠而成，可以提供更大的电磁力，同时有效抑制所述铁芯中的电涡流产生，进而削弱电涡流对所述电磁阀部件响应速度的影响。
进一步，在磁阀部件与壳体之间、阀芯部件和壳体之间以及壳体的燃气进口和燃气出口周围均安装有高性能的氟橡胶材质的O型密封圈，阻断燃气的泄漏通道，提高了电喷阀的可靠性和使用安全性。
本发明所述气体燃料发动机用燃气电喷阀，由于具有上述结构，电磁阀部件通电时，在电磁力作用下，衔铁拉动阀片向上移动，密封面打开形成燃气通道，电磁阀部件断电时，在弹簧弹力和重力的作用下，阀片落座，阀片的下表面与阀座的上表面贴合形成密封面形成密封面阻断燃气通道，在阀片的下表面与阀座的上表面均采用同心环形槽的结构设计，该结构在阀片的设计升程较小的情况下，可以形成较大的流通面积，使电喷阀将拥有更宽的流量范围，可以匹配的发动机的功率范围也相应增大，用途更广泛。本发明具有响应速度快，燃气计量准确，覆盖单缸功率范围广等特点。本发明应用于单缸功率为90kW～600kW的中高速气体机或双燃料发动机。完全开启时，流通截面积为400mm2～500mm2，升程0.38mm～0.42mm，可在-20℃～105℃环境下正常运行。
附图说明
图1为本发明的轴测图；
图2为本发明的内部结构示意图；
图3为本发明中电磁阀部件的结构示意图；
图4为本发明中阀芯部件的结构示意图；
图5为本发明中阀片的轴测图；
图6为本发明中阀座的轴测图；
图7为本发明中阀座另一角度的轴测图。
具体实施方式
为了进一步解释本发明的技术方案，下面结合附图来对本发明进行详细阐述。
参见图1至图7所示，该气体燃料发动机用燃气电喷阀，包括壳体9、电磁阀部件和阀芯部件，电磁阀部件和阀芯部件同轴安装在壳体上，电磁阀部件位于阀芯部件上方。壳体9采用硬质铝合金制成，在磁阀部件与壳体9之间、阀芯部件和壳体9之间以及壳体9的燃气进口和燃气出口周围均安装有高性能的氟橡胶材质的O型密封圈10。所述电磁阀部件包括电磁阀外壳1和铁芯线圈2，铁芯线圈2的铁芯21为E形，采用铁硅铬片状材料堆叠而成。
所述阀芯部件包括阀芯4、阀片6、阀座7和衔铁3，所述阀芯4下缘压紧在所述阀座7上。所述衔铁3呈T型，其下端位于阀芯4的中心孔内。阀片6通过多个弹簧5安装在阀芯4内，弹簧5的上下两端分别与阀芯4及阀片6连接。阀片6位于衔铁3的下方，阀片6通过螺钉8与衔铁3下端固定连接，阀片6的下表面与阀座7的上表面相配合，阀片6的侧壁上开设有多个通气孔61，阀片6的下表面开设有第一通气槽62，第一通气槽62为多个同心环形槽结构组成，各个环形槽之间通过气孔连通。阀座7的上表面开设有第二通气槽71，第二通气槽71的亦为多个同心环形槽结构组成，各个环形槽之间通过气孔连通。阀座7的下表面开设有十八个导流孔72，导流孔72与第二通气槽71连通。电磁阀部件通电时，在电磁力作用下，衔铁3拉动阀片6向上移动，使阀片6的下表面与阀座的上表面之间形成燃气通道，电磁阀部件断电时，阀片6的下表面与阀座的上表面贴合形成密封面（贴合时第一通气槽62与第二通气槽71相互错开），阻断燃气通道，该燃气通道与设置在壳体上的燃气进口和燃气出口连通。

Claims (8)

1.一种气体燃料发动机用燃气电喷阀，包括壳体（9）、电磁阀部件和阀芯部件，电磁阀部件和阀芯部件安装在壳体上，电磁阀部件位于阀芯部件上方，其特征在于：
所述电磁阀部件包括电磁阀外壳（1）和铁芯线圈（2）；
所述阀芯部件包括阀芯（4）、阀片（6）、阀座（7）和衔铁（3），衔铁的下端位于阀芯的中心孔内；阀片安装在阀芯内，阀片位于衔铁的下方，阀片与衔铁下端固定连接，阀片的下表面与阀座的上表面相配合，电磁阀部件通电时，在电磁力作用下，所述衔铁（3）拉动所述阀片（6）向上移动，使阀片（6）的下表面与阀座的上表面之间形成燃气通道，电磁阀部件断电时，阀片（6）的下表面与阀座的上表面贴合形成密封面，阻断燃气通道，该燃气通道与设置在壳体上的燃气进口和燃气出口连通。
2.根据权利要求1所述气体燃料发动机用燃气电喷阀，其特征在于：阀片（6）通过弹簧（5）安装在阀芯（4）内，弹簧的上下两端分别与阀芯（4）及阀片（6）连接。
3.根据权利要求1或2所述气体燃料发动机用燃气电喷阀，其特征在于：阀片（6）的侧壁上开设有通气孔（61），阀片的下表面开设有第一通气槽（62），第一通气槽与所述通气孔连通；阀座（7）的上表面开设有第二通气槽（71），阀座的下表面开设有导流孔（72），导流孔与第二通气槽连通。
4.根据权利要求3所述气体燃料发动机用燃气电喷阀，其特征在于：所述第一通气槽（62）由布置在阀片下表面的多个同心环形槽组成，各个环形槽之间通过气孔连通；第二通气槽（71）由布置在阀座上表面的多个同心环形槽结构组成，各个环形槽之间通过气孔连通。
5.根据权利要求1所述气体燃料发动机用燃气电喷阀，其特征在于：所述壳体（9）采用硬质铝合金制成。
6.根据权利要求1所述气体燃料发动机用燃气电喷阀，其特征在于：所述电磁阀部件和阀芯部件同轴安装在壳体（9）上。
7.根据权利要求1所述气体燃料发动机用燃气电喷阀，其特征在于：所述铁芯线圈（2）的铁芯（21）为E形，采用铁硅铬片状材料堆叠而成。
8.根据权利要求1所述气体燃料发动机用燃气电喷阀，其特征在于：在磁阀部件与壳体（9）之间、阀芯部件和壳体之间以及壳体的燃气进口和燃气出口周围均安装密封圈（10）。
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