CN109058013A - 一种新控制模式的天然气柴油喷射器 - Google Patents
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Abstract
本发明属于喷射器技术领域，具体涉及一种新控制模式的天然气柴油喷射器。该新控制模式的天然气柴油喷射器，包括喷射器壳体、天然气电磁阀、柴油电磁阀和阀体，所述喷射器壳体上设有天然气电磁阀、柴油电磁阀和阀体，阀体与喷射器壳体连接处设有中间体，所述阀体内设有针阀和气阀，喷射器壳体上设有柴油高压进油口、天然气高压进气口和柴油回油道，天然气高压进气口通过连接气道和壳体内部气道经中间体上的中间体气道和阀体气道与环带连通。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，从设计上减少了针阀和气阀的长度便于机械加工，同时引入气阀导向套带动气阀的耦合结构和同步运动，避免了复杂工艺，提高了产品的生产一致性和可靠性，成本降低。
Description
技术领域
本发明属于喷射器技术领域，具体涉及一种新控制模式的天然气柴油喷射器。
背景技术
目前市场上中、重商用车和非道路工程机械所使用的内燃机主要采用柴油与少部分采用天然气作为燃料，为满足逐渐加严的排放法规，当前内燃机主要使用单一柴油作为燃料的高压缸内直喷技术（高压共轨***）或天然气作为燃料的进气歧管喷射技术。
使用柴油作为单一燃料的内燃机采用最新的高压共轨喷射技术，其燃烧效率基本上低于39%，会排出一定量颗粒和氮氧化物，对空气污染很大，随着国六排放标准的发布，需要更复杂和成本更高的后处理***才能补偿柴油内燃机的不足，其技术难度逐渐增加。
随着国家能源结构的调整以及对排放要求的提升，传统的以单一汽油或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。目前的少量天然气内燃机均为气道喷射，通过火花塞进行点燃，其燃烧效率低于36% ,且其未燃烧的CH4直接排出，会形成对空气的污染，也难以满足逐渐提升的排放要求。
一种可实现双燃料喷射的缸内直喷技术，既能将燃烧效率提升到42%及以上，又可以减少颗粒和氮氧化物的排放，为更清洁，更经济的内燃机喷射***。
但目前存在的双燃料喷射器尚不具备大规模生产的成熟度，尽管可实现两种燃料的喷射，但因为其结构繁琐，响应速度过慢，间隙配合困难，存在生产一致性低和产品成本过高等问题尚不能在市场上广泛使用，该类产品的性能和可加工性均存在较大的改善空间。
发明内容
本发明为了弥补现有技术的缺陷，提供了一种新控制模式的天然气柴油喷射器。
本发明是通过如下技术方案实现的：
一种新控制模式的天然气柴油喷射器，包括喷射器壳体、天然气电磁阀、柴油电磁阀和阀体，所述喷射器壳体上设有天然气电磁阀、柴油电磁阀和阀体，阀体与喷射器壳体连接处设有中间体，所述阀体内设有针阀和气阀，喷射器壳体上设有柴油高压进油口、天然气高压进气口和柴油回油道，天然气高压进气口通过连接气道和壳体内部气道经中间体上的中间体气道和阀体气道与环带连通，所述环带经油嘴天然气容腔和天然气腔，经过气阀与阀体密封座面后与喷射腔连通，在阀体上设有多个天然气喷孔与喷射腔连通，天然气电磁阀通过第二油道连通气阀控制腔，通过控制气阀控制腔内压力，从而使气阀导向套带动气阀上升，使天然气腔内的天然气流入喷射腔，通过天然气喷孔进行喷射，所述柴油高压进油口的高压油经中间体上的高压油道与高压油蓄压腔连通，高压油蓄压腔通过油孔进入高压油环带，高压油环带通过柴油进油节流孔与针阀控制腔相通，针阀控制腔通过柴油出油节流孔和过油孔与蓄油环带相连，针阀控制腔内的柴油通过柴油出油节流孔和过油孔向第三油道内泄压，当柴油控制腔内压力下降，针阀上升，高压柴油从高压油腔通过柴油喷孔进行喷射。
进一步，所述天然气电磁阀、柴油电磁阀通过回油横孔、柴油回油道与回油通道连通。
进一步，所述针阀与气阀导向套偶配，在针阀顶部形成针阀控制腔，气阀导向套上设有气阀进油节流孔、柴油进油节流孔和柴油出油节流孔，气阀进油节流孔与高压油蓄压腔连通，高压油蓄压腔通过气阀进油节流孔与气阀控制腔连通，通过油孔与高压油环带连通，通过针阀进油节流孔与针阀控制腔连通，气阀导向套与气阀的接触面采用腔内固定进行耦合。
本发明的有益效果是：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；响应速度快，控制精度高，能够分别实现柴油和天然气两种燃料控制；从设计上减少了针阀和气阀的长度便于机械加工，同时引入气阀导向套带动气阀的耦合结构和同步运动，避免了复杂工艺，提高了产品的生产一致性和可靠性，成本降低。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步的说明。
附图1为本发明的结构示意图；
附图2为本发明喷嘴的局部示意图；
附图3为本发明天然气电磁阀和柴油电磁阀的结构示意图；
附图4为本发明喷射器壳体与中间体和喷嘴的连接结构示意图；
附图5为本发明喷嘴与中间体的连接结构示意图；
附图6为本发明喷射处内部天然气气道的局部剖视图。
图中，1天然气电磁阀，2天然气衔铁，3第一球导向，4第一球阀，5连接通道，6柴油电磁阀，7柴油衔铁，8第二球导向，9第二球阀，10第一油道，11天然气高压进气口，12柴油回油道，13喷射器壳体，14回油通道，15回油横孔，16柴油高压进油口，17高压油道,18高压油蓄压腔，19油道，20柴油进油节流孔，21柴油出油节流孔，22蓄油环带，23针阀控制腔，24针阀，25柴油喷孔，26第二油道，27进油节流孔，28气阀控制腔，29气阀导向套，30接触面，31气阀，32天然气喷孔，33阀体，34进气接头，35连接气道，36壳体内部气道，37中间体气道，38阀体气道，39环带，40油嘴天然气容腔，41天然气腔，42喷射腔，43过油孔，44油孔，46第三油道，47高压油腔，49高压油环带，50中间体。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明一种新控制模式的天然气柴油喷射器6进行进一步说明。
附图1-6为本发明的一种具体实施例。该发明一种新控制模式的天然气柴油喷射器，包括喷射器壳体13、天然气电磁阀1、柴油电磁阀6和阀体33，所述喷射器壳体13上设有天然气电磁阀1、柴油电磁阀6和阀体33，阀体33与喷射器壳体13连接处设有中间体50，所述阀体内设有针阀24和气阀31，喷射器壳体13上设有柴油高压进油口16、天然气高压进气口11和柴油回油道12，天然气高压进气口11通过连接气道35和壳体内部气道36经中间体50上的中间体气道37和阀体气道38与环带39连通，所述环带39经油嘴天然气容腔40和天然气腔41，经过气阀31与阀体33密封座面后与喷射腔42连通，与喷射腔42连通的阀体33设有多个天然气喷孔32，天然气电磁阀1通过第二油道26连通气阀控制腔28，通过控制气阀控制腔28内压力，从而使气阀导向套29带动气阀31上升，使天然气腔41的天然气流入喷射腔42，通过天然气喷孔32进行喷射，所述柴油高压进油口16的高压油经中间体50上的高压油道17与高压油蓄压腔18连通，高压油蓄压腔18通过过油孔43进入高压油环带49，高压油环带49通过柴油进油节流孔20与针阀控制腔23相通，针阀控制腔23通过柴油出油节流孔21和过油孔43与蓄油环带22相连，油阀控制腔23内的柴油通过出油节流孔21和过油孔43向第三油道46内泄压，当柴油控制腔内压力下降，针阀24上升，高压柴油从高压油腔47通过柴油喷孔25进行喷射。
进一步，所述天然气电磁阀1、柴油电磁阀6通过回油横孔15、柴油回油道12与回油通道14连通。
进一步，所述针阀24与气阀导向套29偶配，在针阀24顶部形成针阀控制腔23，气阀导向套29上设有气阀进油节流孔27、柴油进油节流孔20、和柴油出油节流孔21，气阀进油节流孔27与高压油蓄压腔18连通，高压油蓄压腔18通过气阀进油节流孔27与气阀控制腔28连通，高压油蓄压腔18通过油孔44与高压油环带49连通，通过柴油进油节流孔20与针阀控制腔23连通，气阀导向套29与气阀31的接触面30采用腔内固定进行耦合。
进一步，天然气电磁阀1控制第一球阀4的实现开启和关闭，导致气阀控制腔28内部压力的下降和上升，控制气阀31的上下运动，最终控制天然气通过喷孔32实现开启喷气或关闭喷气，对气阀进油节流孔27直径的控制能有效调节开启和关闭的响应速度，天然气电磁阀1控制天然气衔铁2的上升和下降，加电后产生电磁力吸引天然气衔铁2上升，断电后在没有电磁力的情况下，天然气衔铁2在弹簧力的作用下下降，天然气衔铁2的上升和下降，将控制第一球导向3和第一球阀4的上升和下降，第一球阀4的上升和下降将影响第二油道26的开启和关闭，第二油道26的开启和关闭将影响气阀控制腔28的压力，当第二油道26开启时气阀控制腔28压力下降，当第二油道26关闭时气阀控制腔28压力上升，气阀控制腔28的压力将影响气阀导向套29的上升和下降，当气阀控制腔28压力下降时气阀导向套29上升，当气阀控制腔28压力上升时气阀导向套29下降，气阀导向套29与气阀31通过接触面30保持紧密耦合并且限位，气阀31在气阀导向套29中不可转动，受中间弹簧力的作用它们始终处于贴紧的状态，当气阀导向套29上升时气阀31上升，当气阀导向套29下降时气阀31下降，高压油通过柴油高压进油口16，通过高压油道17进入高压油蓄压腔18，高压油蓄压腔18通过气阀进油节流孔27与气阀控制腔28相通，高压油通过气阀进油节流孔27流入气阀控制腔28，气阀控制腔28由气阀导向套29、中间体50、喷射器壳体13下端面共同组成，内部存在气阀压紧弹簧给气阀导向套29一个向下的压紧力，天然气通过进气接头34进入连接气道35，通过壳体内部气道36流入中间体气道37和阀体气道38，然后流入环带39，环带39内的天然气以一定压力分布在油嘴天然气容腔40和天然气腔41内，当天然气电磁阀1加电导致第一球阀4上升，引起第二油道26开启，第二油道26开启导致气阀控制腔28内压力下降，气阀导向套29上升带动气阀31上升，油嘴天然气容腔40和天然气腔41的高压天然气流入喷射腔42，最后通过天然气喷孔32进行喷射，反之，当天然气电磁阀1断电导致第一球阀4下降，引起第二油道26关闭和气阀控制腔28内压力上升，导致气阀导向套29和气阀31向下运动，阻断油嘴天然气容腔40和天然气腔41的天然气流入喷射腔42，天然气停止喷射。
进一步，柴油电磁阀6控制第二球阀9的开启和关闭，最后控制针阀24的上下运动，针阀24的开启和关闭控制柴油喷孔25实现开启喷油和关闭喷油，对于柴油进油节流孔20直径和柴油出油节流孔21直径的控制能有效调节开启和关闭的响应速度；
进一步，柴油电磁阀6控制柴油衔铁7的上升和下降，加电后产生电磁力吸引柴油衔铁7上升，断电后在没有电磁力的情况下，柴油衔铁7在弹簧力的作用下下降，柴油衔铁7的上升和下降，将控制第二球导向8和第二球阀9的上升和下降，第二球阀9的上升和下降将影响第一油道10的压力变化，从而影响第三油道46的压力，当第二球阀9开启时第三油道46压力下降，当第二球阀9关闭时第三油道46压力上升，针阀控制腔23由气阀导向套29和针阀24共同组成，针阀控制腔23的压力将影响针阀24的上升和下降，当针阀控制腔23压力下降时针阀24上升，当针阀控制腔23压力上升时针阀24下降，高压油通过柴油高压进油口16，通过高压油道17进入高压油蓄压腔18，高压油蓄压腔18通过油孔44进入高压油环带49，高压油环带49内的高压油通过柴油进油节流孔20与油阀控制腔23相通，高压油通过进油节流孔20流入油阀控制腔23，油阀控制腔23通过柴油出油节流孔21和过油孔43与蓄油环带22相连，蓄油环带22通过第三油道46与第一油道10相通，出油节流孔21和进油节流孔20的流量将很大程度上影响到针阀控制腔内压力变化的速率，它们的比值越大，压力释放的越快。
同时，高压油蓄压腔18内的高压油通过油道19流入高压油腔47，当柴油电磁阀6加电导致第二球阀9上升，引起第一油道10开启和第三油道46压力下降时，柴油控制腔23内的柴油通过出油节流孔21和过油孔43向第三油道46内泄压，柴油控制腔23内压力下降，针阀24上升，高压柴油从高压油腔47通过柴油喷孔25进行喷射。
反之，当柴油电磁阀6断电导致第二球阀9下降，引起第一油道10和油道46压力上升，柴油控制腔23无法泄压而压力上升，导致针阀24下降，阻断高压柴油从高压油腔47与柴油喷孔25的通道，柴油停止喷射。
本发明不局限于上述实施方式，任何人应得知在本发明的启示下作出的与本发明具有相同或相近的技术方案，均落入本发明的保护范围之内。
本发明未详细描述的技术、形状、构造部分均为公知技术。
Claims (5)
1.一种新控制模式的天然气柴油喷射器，包括喷射器壳体、天然气电磁阀、柴油电磁阀和阀体，所述喷射器壳体上设有天然气电磁阀、柴油电磁阀和阀体，阀体与喷射器壳体连接处设有中间体，所述阀体内设有针阀和气阀，喷射器壳体上设有柴油高压进油口、天然气高压进气口和柴油回油道，天然气高压进气口通过连接气道和壳体内部气道经中间体上的中间体气道和阀体气道与环带连通，所述环带经油嘴天然气容腔和天然气腔，经过气阀与阀体密封座面后与喷射腔连通，在阀体上设有多个天然气喷孔与喷射腔连通，天然气电磁阀通过第二油道连通气阀控制腔，通过控制气阀控制腔内压力，从而使气阀导向套带动气阀上升，使天然气腔内的天然气流入喷射腔，通过天然气喷孔进行喷射，所述柴油高压进油口的高压油经中间体上的高压油道与高压油蓄压腔连通，高压油蓄压腔通过油孔进入高压油环带，高压油环带通过柴油进油节流孔与针阀控制腔相通，针阀控制腔通过柴油出油节流孔和过油孔与蓄油环带相连，针阀控制腔内的柴油通过柴油出油节流孔和过油孔向第三油道内泄压，当柴油控制腔内压力下降，针阀上升，高压柴油从高压油腔通过柴油喷孔进行喷射。
2.根据权利要求1所述的一种新控制模式的天然气柴油喷射器，其特征在于：所述天然气电磁阀、柴油电磁阀通过回油横孔、柴油回油道与回油通道连通。
3.根据权利要求1所述的一种新控制模式的天然气柴油喷射器，其特征在于：所述针阀与气阀导向套偶配，在针阀顶部形成针阀控制腔，气阀导向套上设有气阀进油节流孔、柴油进油节流孔和柴油出油节流孔，气阀进油节流孔与高压油蓄压腔连通，高压油蓄压腔通过气阀进油节流孔与气阀控制腔连通，通过油孔与高压油环带连通，通过柴油进油节流孔与针阀控制腔连通，气阀导向套与气阀的接触面采用腔内固定进行耦合。
4.根据权利要求1所述的一种新控制模式的天然气柴油喷射器，其特征在于：所述气阀导向套和针阀耦合共同形成针阀控制腔，柴油进油节流孔和柴油出油节流孔均设置在气阀导向套上实现对针阀运动响应速度的有效控制，同时便于加工。
5.根据权利要求4所述的一种新控制模式的天然气柴油喷射器，其特征在于：所述气阀导向套和气阀的耦合件，能够实现相互紧密接触并且定位，在上下运动过程中气阀和气阀导向套保持同步。
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