CN108915904A - 气体发动机非平衡式燃气喷射阀 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种气体发动机非平衡式燃气喷射阀，包括阀体、电磁铁和阀芯组件。电磁铁位于阀芯组件的上方，并与阀体相连；其中，阀体具有向下开口的阀芯装配腔，阀芯装配腔的开口可供阀芯组件***阀芯装配腔。气体发动机非平衡式燃气喷射阀还包括防脱落部件和填充环，防脱落部件、填充环和阀芯组件均设置于阀芯装配腔内，防脱落部件和填充环分别与阀体可拆卸地连接；防脱落部件设置在阀芯组件的下方，并抵接阀芯组件的底端；填充环位于防脱落部件的下方。本发明易于拆装维护，使用安全性好，可靠性高。

Description

气体发动机非平衡式燃气喷射阀

技术领域

本发明涉及气体发动机燃气供给技术。

背景技术

面对日益严峻的能源环境问题以及不断严格的排放法规，发展内燃机替代燃料成为解决这些问题的有效途径之一。在内燃机替代燃料中，天然气由于储量丰富、辛烷值高以及排放性能好而受到广泛青睐。因此，以天然气发动机为代表的气体发动机行业迎来重大的发展机遇。

作为气体发动机燃气供给***的核心零部件，燃气喷射阀的作用是以一定的压力将一定的天然气喷入发动机进气道或者气缸内与空气混合，燃气进气量主要是通过调整喷射脉宽进行控制，其性能好坏直接关系到发动机的性能、燃烧以及排放。对于燃气喷射阀的要求主要包括：（1）燃气喷射阀关闭时泄漏量要保持在极低的水平，任何泄漏都会影响气体发动机的性能以及碳氢（hydrocarbon：HC）排放；（2）燃气喷射阀的响应时间快，动作稳定且一致性好；（3）可靠性高，拆装维护成本低廉。

现有常见的燃气喷射阀的结构可参阅申请日为2016年8月31日、申请号为201610771921.7的中国发明专利申请的记载。现有的燃气喷射阀包括阀体、电磁铁和阀芯组件。电磁铁和阀芯组件均安装在阀体中，电磁铁位于阀芯组件的上方，并与阀体相连。阀体的内腔的内壁上设有用于支撑阀芯组件的台阶。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种易于拆装维护、使用安全性好、可靠性高的气体发动机非平衡式燃气喷射阀。

本发明采用了以下技术方案：

一种气体发动机非平衡式燃气喷射阀，包括阀体、电磁铁和阀芯组件；电磁铁位于阀芯组件的上方，并与阀体相连；其中，阀体具有向下开口的阀芯装配腔，阀芯装配腔的开口可供阀芯组件***阀芯装配腔；气体发动机非平衡式燃气喷射阀还包括防脱落部件，防脱落部件和阀芯组件均设置于阀芯装配腔内，防脱落部件与阀体可拆卸地连接；防脱落部件设置在阀芯组件的下方，并抵接阀芯组件的底端。

进一步地，气体发动机非平衡式燃气喷射阀还包括填充环，填充环设置于阀芯装配腔内，填充环位于防脱落部件的下方，填充环与阀体可拆卸地连接。

本发明具有以下优点：

1、在根据本发明实施例的气体发动机非平衡式燃气喷射阀中，阀芯组件设置在阀体的阀芯装配腔中，并通过防脱落部件获得可靠地支撑。要更换阀芯组件中的某个零件时，无需拆除电磁体，而只需将防脱落部件从阀体取下，就能将阀芯组件取出并更换，方便了产品的拆装维护；

2、根据本发明实施例的气体发动机非平衡式燃气喷射阀通过在阀体下部设置填充环，可防止燃气在阀体下部和进气道聚集，从而提高了燃气喷射阀的使用安全性；

3、根据本发明实施例的气体发动机非平衡式燃气喷射阀可实现气体发动机燃气喷射功能，具有响应时间快，动作稳定且一致性好、以及自身泄漏少等特点，保证气体发动机燃料供给***精确，工作稳定。

附图说明

图1是本发明气体发动机非平衡式燃气喷射阀一实施例的基本结构示意图。

图2示出了根据本发明一实施例的填充环的轴测图。

图3示出了根据本发明一实施例的衔铁的轴测图。

图4示出了根据本发明一实施例的弹簧座的轴测图。

图5示出了根据本发明一实施例的上阀盘的轴测图。

图6示出了根据本发明一实施例的阀芯组件的剖面示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做出进一步说明。

在现有的燃气喷射阀中，电磁铁和阀芯组件被自上而下地依次装配在阀体的内腔中。如果出现要更换阀芯组件中的某个零件的情形，必须先将电磁体拆除，才能将阀芯组件取出并更换，因此拆装维护多有不便。此外，阀体的内腔位于阀芯下方的区域容易积聚气体燃料，从而降低了使用时的安全性。

请参见图1至图6。根据本发明一实施例的气体发动机非平衡式燃气喷射阀，包括阀体1、电磁铁2、阀芯组件3、防脱落部件4和填充环5。

电磁铁2位于阀芯组件的上方，并与阀体1相连。电磁铁用于控制燃气喷射阀的开启和关闭以及喷射脉宽。在本实施例中，电磁铁2在装配时从上方***阀体1，并与阀体1通过螺钉61连接。电磁铁2为E形叠片电磁铁，其铁心线圈通过E形硅钢片叠制而成。

阀体1具有向下开口的阀芯装配腔10，阀芯装配腔10的开口可供阀芯组件自下而上地***阀芯装配腔10。

阀芯组件3包括衔铁31、弹簧座32、上阀盘33、下阀盘34、若干根弹簧35和连接螺钉36。

衔铁31位于电磁铁2的下方，衔铁31的下端伸入弹簧座32的中心孔320内，并抵靠上阀盘33的顶面。上阀盘33位于衔铁31的下方，连接螺钉36穿过上阀盘33的中心孔330与衔铁31底端的螺纹孔310连接，将衔铁31、弹簧座32和上阀盘33连为一个整体。若干根弹簧35位于弹簧座32与上阀盘33之间，各弹簧35的上端和下端分别抵接弹簧座32和上阀盘33。弹簧座32与阀体1可拆卸地相互连接。弹簧座32的底面与上阀盘33的顶面之间的距离为上阀盘33的运动行程S。

较佳的是，弹簧35为中间细两端粗的腰谷弹簧。弹簧座32的底面和上阀盘33的顶面分别开设有与弹簧35数量相同的沉孔，在本实施例中，弹簧35的数量为六根，弹簧座32的底面和上阀盘33的顶面分别开设有六个沉孔。六个沉孔均匀分布。每一弹簧35的两端分别位于弹簧座32的沉孔321和上阀盘33的沉孔331中。各沉孔的孔径由孔底至孔口逐渐变大，且沉孔底部的沉孔侧壁与腰谷弹簧的外侧面过盈配合。弹簧35采用中间细两端粗的腰谷弹簧，弹簧定位之后在运动时不会与弹簧座32以及上阀盘33有任何摩擦，避免了不可控摩擦力，有利于提高燃气喷射阀的响应性和一致性。仅把沉孔底端与弹簧配合的部位设置为过盈配合尺寸，其他部位形成扩孔，可进一步减少弹簧35与弹簧座32及上阀盘33之间不必要的摩擦力。

可选地，弹簧座32的顶面和阀体1在相对应的位置分别开设有定位孔，定位销63分别过盈插接在弹簧座32和阀体1的定位孔中，且定位销63与阀体1焊接连接。定位销63通过焊接的方式连接在阀体1上，可避免因燃气喷射阀高频振动引起的定位销脱落，增加了产品使用的安全性。

进一步地，上阀盘33的侧面开设有进气槽332和进气孔333，上阀盘33的底面开设有多个同心环形进气槽334，进气槽332和进气孔333与上阀盘底面的多个同心环形进气槽334连通。下阀盘34的顶面开设有多个同心环形出气槽344，相邻的每两个同心环形出气槽344相互连通；多个同心环形进气槽334与多个同心环形出气槽344相互错开。下阀盘34的底面开设有若干出气孔341以及与上阀盘33的中心孔330同轴设置的中心通孔340。若干出气孔341与多个同心环形出气槽344连通。在图中的示例中，同心环形出气槽344的数量与同心环形进气槽334的数量相同，均为两个。在下阀盘34的底面设置中心通孔340有利于直接测量上阀盘33的位移等参数以及增大阀在开启状态下的流通截面积，增加燃气流量。运用位移测量装置从阀体1下部测量连接螺钉36的下表面，能够直接测量上阀盘33的位移等参数。

进一步地，下阀盘34的底面开有一个或多个螺纹孔343，通过使用拆卸工具与螺纹孔343连接，便于拆装和更换下阀盘34，提高燃气喷射阀的使用寿命。

上阀盘33可在关断位置与开启位置之间移动。在电磁铁2通电时，衔铁31在电磁力的作用力向上吸合，带动上阀盘33向上运动，使上阀盘33处于开启位置，上阀盘33的底面与下阀盘34的顶面之间出现间隙，形成燃气通道，燃气通道与下阀盘的若干出气孔连通。此时，从阀体侧向流入的燃气，经进气槽332、进气孔333、多个同心环形进气槽334、燃气通道、中心通孔340、多个同心环形出气槽344以及若干出气孔341流出燃气喷射阀。在电磁铁2断电时，在弹簧力以及燃气压力的作用下，上阀盘33复位，上阀盘33处于关断位置，上阀盘33的底面与下阀盘34的顶面紧密贴合，由于多个同心环形进气槽334与多个同心环形出气槽344相互错开，因此可形成密封平面，阻断燃气通道。

防脱落部件4、填充环5和阀芯组件均设置于阀芯装配腔10内，防脱落部件4和填充环5分别与阀体1可拆卸地连接。防脱落部件4设置在阀芯组件的下方，并抵接阀芯组件的底端；填充环5位于防脱落部件4的下方。

在本实施例中，防脱落部件4为卡簧，阀芯装配腔10的内侧面设有卡簧槽101，卡簧的外部边缘区域卡固在卡簧槽101内，卡簧的内部边缘区域抵接阀芯组件的底端。更具体地说，卡簧抵接于下阀盘34的底面。卡簧可通过在标准弹簧挡圈的基础上加工而获得。

填充环5的外周面设有外螺纹，填充环5具有一中心通孔50。在本实施例中，中心通孔50的形状为六边形。阀芯装配腔10的内侧面设有与填充环5的外螺纹相配合的内螺纹，填充环5的外周面与阀芯装配腔10的内侧面螺旋连接。设置填充环可防止燃气在阀体下部和进气道聚集，从而提高了燃气喷射阀的使用安全性。

在本实施例中，填充环5的数量为两个，该两个填充环5上下排列；下方填充环的上端面抵靠上方填充环的下端面。设置两个填充环可以防止因燃气喷射阀高频振动引起的填充环脱落，进一步提升了产品的使用安全度。

在本实施例中，电磁铁2、阀芯组件、卡簧及填充圈同轴安装在阀体10内。电磁铁2与阀体1之间、以及下阀盘34与阀体1之间分别安装有氟橡胶O型密封圈7，以防止燃气泄漏。弹簧座32的底面与弹簧座32的外周面的连接处、以及上阀盘33的底面与上阀盘33的外周面的连接处均开有倒角或圆角，以便于安装和拆卸。

在实际使用时，根据本发明一实施例的气体发动机非平衡式燃气喷射阀与发动机缸盖可通过螺栓连接，并与发动机缸盖之间通过O型密封圈进行密封。阀体1与发动机缸盖连接的通孔为螺纹孔，以方便燃气喷射阀起吊拆卸。

根据本发明一实施例的气体发动机非平衡式燃气喷射阀采用非平衡式结构，降低了燃气喷射阀的自身泄漏量，提高了产品可靠性。

本申请中，“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种气体发动机非平衡式燃气喷射阀，包括阀体、电磁铁和阀芯组件；所述电磁铁位于所述阀芯组件的上方，并与所述阀体相连；其特征在于，所述阀体具有向下开口的阀芯装配腔，所述阀芯装配腔的开口可供所述阀芯组件***所述阀芯装配腔；

所述气体发动机非平衡式燃气喷射阀还包括防脱落部件，所述防脱落部件和所述阀芯组件均设置于所述阀芯装配腔内，防脱落部件与所述阀体可拆卸地连接；防脱落部件设置在阀芯组件的下方，并抵接阀芯组件的底端。

2.如权利要求1所述的气体发动机非平衡式燃气喷射阀，其特征在于，所述气体发动机非平衡式燃气喷射阀还包括填充环，所述填充环设置于所述阀芯装配腔内，填充环位于所述防脱落部件的下方，填充环与所述阀体可拆卸地连接。

3.如权利要求1或2所述的气体发动机非平衡式燃气喷射阀，其特征在于，所述防脱落部件为卡簧；

所述阀芯装配腔的内侧面设有卡簧槽；所述卡簧的外部边缘区域卡固在所述卡簧槽内，所述卡簧的内部边缘区域抵接所述阀芯组件的底端。

4.如权利要求2所述的气体发动机非平衡式燃气喷射阀，其特征在于，所述填充环的外周面设有外螺纹，所述阀芯装配腔的内侧面设有与所述填充环的外螺纹相配合的内螺纹，填充环的外周面与阀芯装配腔的内侧面螺旋连接。

5.如权利要求4所述的气体发动机非平衡式燃气喷射阀，其特征在于，所述填充环的数量为两个，该两个填充环上下排列；下方填充环的上端面抵靠上方填充环的下端面。

6.如权利要求1或2所述的气体发动机非平衡式燃气喷射阀，其特征在于，所述阀芯组件包括衔铁、弹簧座、上阀盘、下阀盘、若干根弹簧和连接螺钉；

所述衔铁位于所述电磁铁的下方，衔铁的下端伸入所述弹簧座的中心孔内；所述上阀盘位于所述衔铁的下方，所述连接螺钉穿过所述上阀盘的中心孔与衔铁连接；所述若干根弹簧位于所述弹簧座与所述上阀盘之间，各弹簧的上端和下端分别抵接弹簧座和上阀盘；所述弹簧座与所述阀体可拆卸地相互连接；所述下阀盘的底面开设有若干出气孔；

所述上阀盘可在关断位置与开启位置之间移动，在所述电磁铁断电时，所述上阀盘处于关断位置，上阀盘的底面与下阀盘的顶面紧密贴合，形成密封平面，在所述电磁铁通电时，所述上阀盘处于开启位置，上阀盘的底面与下阀盘的顶面之间形成燃气通道，所述燃气通道与下阀盘的若干出气孔连通；

所述防脱落部件位于所述下阀盘的下方，并抵接于下阀盘的底面。

7.如权利要求6所述的气体发动机非平衡式燃气喷射阀，其特征在于，所述上阀盘的侧面开设有进气槽和进气孔，所述上阀盘的底面开设有多个同心环形进气槽，所述的进气槽和进气孔与上阀盘底面的多个同心环形进气槽连通；

所述下阀盘的顶面开设有多个同心环形出气槽，相邻的每两个同心环形出气槽相互连通，且多个同心环形出气槽与所述若干出气孔连通；所述多个同心环形进气槽与所述多个同心环形出气槽相互错开；所述下阀盘的底面开设有与上阀盘的中心孔同轴设置的中心通孔。

8.如权利要求6所述的气体发动机非平衡式燃气喷射阀，其特征在于，所述下阀盘的底面开有一个或多个螺纹孔。

9.如权利要求6所述的气体发动机非平衡式燃气喷射阀，其特征在于，所述弹簧为中间细两端粗的腰谷弹簧；

所述弹簧座的底面和上阀盘的顶面分别开设有与弹簧数量相同的沉孔，每一弹簧的两端分别位于弹簧座的沉孔和上阀盘的沉孔中；所述沉孔的孔径由孔底至孔口逐渐变大，且沉孔底部的沉孔侧壁与所述腰谷弹簧的外侧面过盈配合。

10.如权利要求6所述的气体发动机非平衡式燃气喷射阀，其特征在于，所述弹簧座的顶面和所述阀体在相对应的位置分别开设有定位孔，定位销分别过盈插接在弹簧座和阀体的定位孔中，且所述定位销与所述阀体焊接连接。