CN109505713A - 一种新型压力调节*** - Google Patents
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Abstract
本发明属于柴油与天然气双燃料喷射***技术领域，具体涉及一种新型压力调节***。该新型压力调节***，包括压缩天然气、单向阀、泄压阀、开关阀、调节阀体和双燃料喷射器，所述压缩天然气通过泄压阀和开关阀分别与调节阀体上的第一气道和进气口连通，第一气道与第三气道连通，位于调节阀体上的出气口和阀接头上的进油孔分别通过气轨和柴油共轨***与双燃料喷射器连通，出气口通过滤清器与气轨连通，所述调节阀体上的第二气道和第三气道分别与压力传感器和天然气收集罐连通。其有益效果是：可以有效防止***内的压力过大，且可以防止天然气的回流；实现天然气压力过大时对***的泄压保护，为双保护设计，安全可靠。
Description
技术领域
本发明属于柴油与天然气双燃料喷射***技术领域，具体涉及一种新型压力调节***。
背景技术
当前市场上的中重型车辆主要采用柴油作为燃料，该种内燃机燃烧效率基本上低于39%，随着国六排放标准的发布，以柴油作为单一燃料的高压缸内直喷技术（即高压共轨***）的匹配成本和技术难度逐渐增加，同时也带来成本上的增长。
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。天然气在我国资源丰富，逐渐作为柴油的替代燃料开始应用于汽车市场。但目前的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39%, 并且排放已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，采用压燃的方式，可以有效的提高燃烧效率。该双燃料直喷技术，先在燃烧室内喷射少量的柴油，压燃后，提升内燃机燃烧室内的温度，引燃随后喷射的天然气，然后进行燃烧做功，该技术，既能将燃烧效率提升到42%，又可以减少PM值和NOx的排放，为更清洁，更经济的内燃机燃料喷射***。
在上述双燃料缸内直喷***中，存在用于控制天然气压力的压力调节***，但压力调节***对压力控制精度要求较高，目前市场上还没有成熟的压力调节***的产品，大部分产品尚处于样品阶段，且其结构复杂，加工困难，天然气压力对柴油压力的跟随性较差，压差不稳定，易磨损，现存产品性能与可靠性满足不了双燃料喷射***的要求。
发明内容
本发明为了弥补现有技术的缺陷，提供了一种以克服现有技术存在的缺陷的新型压力调节***。
本发明是通过如下技术方案实现的：
一种新型压力调节***，包括压缩天然气、单向阀、泄压阀、开关阀、调节阀体和双燃料喷射器，所述压缩天然气通过泄压阀和开关阀分别与调节阀体上的第一气道和进气口连通，第一气道与第三气道连通，位于调节阀体上的出气口和阀接头上的进油孔分别通过气轨和柴油共轨***与双燃料喷射器连通，出气口通过滤清器与气轨连通，所述调节阀体上的第二气道和第三气道分别与压力传感器和天然气收集罐连通。
进一步，所述调节阀体内设有活塞，活塞与调节阀体形成活塞气腔，调节阀体底部设有第二气道和第三气道，活塞气腔与第二气道连通，调节阀体内对应第三气道设有阀座部件，所述活塞内设有阀杆，阀杆一端位于阀座部件内，另外一端的顶面通过通过活塞弹簧的弹簧力，压紧在活塞内面上；阀座部件通过阀杆弹簧的弹簧力，将钢球压紧在调节阀体的调节阀体密封锥面上，所述阀接头与活塞之间形成油腔，调节阀体上分别对应油腔、活塞进气口和活塞开口设有出油孔、进气口和出气口。
进一步，所述调节阀体内壁对应进气口和出气口分别设有进气环槽和出气环槽，进气口与进气环槽连通，出气口与出气环槽连通。
进一步，所述活塞位于油腔一端套有支撑环和密封圈。
进一步，所述阀接头与调节阀体之间设有端面密封圈。
进一步，所述活塞进气口和活塞开口分别位于活塞上，活塞进气口和活塞开口分别与活塞气腔连通。
进一步，所述阀座部件上对应第三气道设有钢球，阀座部件与钢球为过盈配合。
进一步，所述压缩天然气通过单向阀与泄压阀和开关阀连通。
本发明的有益效果是：
（1）本发明的压力调节***设有单向阀、开关阀、泄压阀、压力调节阀，可以有效防止***内的压力过大，且可以防止天然气的回流；
（2）本发明的泄压阀和压力调节阀均可实现天然气压力过大时对***的泄压保护，为双保护设计，安全可靠。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步的说明。
附图1为本发明内燃机工作时压力调节***示意图；
附图2为本发明内燃机停机时压力调节***示意图。
图中，1压缩天然气，2单向阀，3泄压阀，4开关阀，5天然气收集罐，6压力传感器，7滤清器，8气轨，9双燃料喷射器，10柴油共轨***，11调节阀体，12活塞，13阀杆，14阀座部件，15活塞弹簧，16阀杆弹簧，17密封圈，18支撑环，19阀接头，20端面密封圈，21进气口，22进气环槽，23活塞进气口，24活塞气腔，25出气口，26油腔，27进油孔,28出油孔，29第一气道，30调节阀体密封锥面，31第二气道，32第三气道，33阀杆限位平面。
具体实施方式
附图1-2为本发明的一种具体实施例。该发明一种新型压力调节***，包括压缩天然气1、泄压阀3、开关阀4、调节阀体11和双燃料喷射器9，所述压缩天然气1通过泄压阀3和开关阀4分别与调节阀体11上的第一气道29和进气口21连通，第一气道29与第三气道32连通，位于调节阀体11上的出气口25和阀接头19上的进油孔27分别通过气轨8和柴油共轨***10与双燃料喷射器9连通，出气口25通过滤清器7与气轨8连通，所述调节阀体11上的第二气道31和第三气道32分别与压力传感器6和天然气收集罐5连通。
进一步，所述调节阀体11内设有活塞12，活塞12与调节阀体11形成活塞气腔24，调节阀体11底部设有第二气道31和第三气道32，活塞气腔24与第二气道31连通，调节阀体11内对应第三气道32设有阀座部件14，所述活塞12内设有阀杆13，阀杆13一端位于阀座部件14内，另外一端的顶面通过通过活塞弹簧15的弹簧力，压紧在活塞12内面上；阀座部件14通过阀杆弹簧16的弹簧力，将钢球压紧在调节阀体11的调节阀体密封锥面30上，所述阀接头19与活塞12之间形成油腔26，调节阀体11上分别对应油腔26、活塞进气口23和活塞12开口设有出油孔28、进气口21和出气口25。
进一步，所述调节阀体11内壁对应进气口21和出气口25分别设有进气环槽22和出气环槽，进气口21与进气环槽22连通，出气口25与出气环槽连通。
进一步，所述活塞12位于油腔26一端套有支撑环18和密封圈17。
进一步，所述阀接头19与调节阀体11之间设有端面密封圈20。
进一步，所述活塞进气口23和活塞12开口分别位于活塞12上，活塞进气口23和活塞12开口分别与活塞气腔24连通。
进一步，所述阀座部件14上对应第三气道32设有钢球，阀座部件14与钢球为过盈配合。
进一步，所述压缩天然气1通过单向阀2与泄压阀3和开关阀4连通。
该发明一种新型压力调节***，在压力调节***中设有单向阀2，压缩天然气1的气体压力，大于单向阀2弹簧力与开关阀4侧的气体压力的合力，球阀打开，天然气通过单向阀2流向开关阀4方向；压缩天然气1的气体压力，小于单向阀2弹簧力与开关阀4侧的气体压力的合力，球阀关闭，单向阀2阻止开关阀4方向的天然气，向压缩天然气1回流，并在压力调节***中设有泄压阀3，单向阀2侧的天然气压力，小于泄压阀3弹簧力与第一气道29侧的气体压力的合力，球阀关闭，从而天然气流向开关阀4方向；单向阀2侧的天然气压力过大，大于泄压阀3弹簧力第一气道29侧的气体压力的合力，球阀打开，天然气流向第一气道29，经过第三气道32，流向天然气收集罐5中，从而防止***中天然气压力过大，对***的正常工作造成破坏。
压力调节***中设有开关阀4，使内燃机正常工作时，开关阀4打开，天然气流向调节阀体11、滤清器7、气轨8，从而为双燃料喷射器9提供稳定的压缩天然气；内燃机停机时，开关阀4关闭，切断压缩天然气1与调节阀体11之间的通道，开关阀4通过内部结构作用，可以防止活塞气腔24内压力过大时，向开关阀4前端通道回流。
压力调节***中设有天然气收集罐5，第三气道32内的泄压气体被天然气收集罐5收集起来以做他用，且可以有效防止大量天然气直接排向空气中造成危害。
压力调节***中设有压力传感器6，活塞气腔24内的天然气压力经过第二气道31被压力传感器6感知，从而把活塞气腔24内的压力变化信号传递给***ECU，在监测到压力异常时，ECU可以发送信号给开关阀4，切断天然气的通路，进行停机保护。
压力调节***中设有滤清器7，以过滤天然气中的水分等杂质，过滤后的天然气通向气轨8中。
压力调节***中，设有压力调节阀部件，其由调节阀体11，活塞12、阀杆13、阀座部件14，活塞弹簧15，阀杆弹簧16，阀接头19组成，以调整天然气压力稳定在一定的压差范围内，活塞12与调节阀体11进行匹配，在活塞12上设有密封圈17和支撑环18，实现对柴油和天然气之间的密封，从而避免柴油和天然气两种介质的相互污染。在调节阀体11和阀接头19之间设有密封圈20，从而防止柴油的泄漏，同时，钢球与阀座部件通过过盈配合压装在一起，组成阀座部件14；阀杆13通过阀座部件14的开口装配于阀座部件14中；阀杆13的上顶面，通过活塞弹簧15的弹簧力，压紧在活塞12内面上；阀座部件14通过阀杆弹簧16的弹簧力，将钢球压紧在调节阀体密封锥面30上；活塞12与调节阀体11相配合，活塞12内设有阀杆13，阀座部件14，活塞弹簧15，阀杆弹簧16，活塞12与调节阀体11形成活塞气腔24，阀接头19、调节阀体11与活塞12的上顶面形成油腔26，活塞12在活塞弹簧15的作用下，可以上下运动，随着活塞12的上下运动，活塞进气口23与进气环槽22之间的流通面积可以相应的增加或减少，从而调节天然气的进气量。
当高压柴油从阀接头19的进油孔27进入油腔26后，油腔26内柴油压力上升，从而推动活塞12向下运动，活塞12通过阀杆13上顶面的接触从而推动阀杆13向下运动，此时活塞进气口23与进气环槽22发生相对运动，随着活塞12的向下运动，活塞进气口23与进气环槽22逐渐相通，并且流通面积逐渐增加，高压天然气经过进气口21、进气环槽22与活塞进气口23，流入活塞气腔24，对活塞12产生反向的轴向力，最终，活塞气腔24内的天然气压力，油腔26内的柴油压力与弹簧力，三力产生平衡，从而使得天然气压力稳定并限制在一定范围内，所述稳定压力的气体经过出气口25进入滤清器7和气轨8，从而实现气轨8内的天然气压力与柴油共轨***10内的柴油压力同步变化，当柴油压力过大时，活塞12继续向下运动，极限状态下，活塞下底面与调节阀体11的限位面接触，活塞12停止运动。
反之，当进油孔27内的柴油压力下降时，油腔26内的柴油压力下降，活塞12向上运动，活塞进气口23与进气环槽22的流通面积逐渐减少，从而柴油压力、天然气压力与弹簧力达到新的平衡，最终实现气轨8内的天然气压力也相应变化。
当活塞气腔24内的天然气压力波动过大时，会造成活塞12上下压差过大，活塞12持续向上运动，活塞进气口23与进气环槽22的流通面积逐渐减少，直至活塞进气口23与进气环槽22脱离，天然气进气通道切断。如活塞12继续向上运动，阀杆限位平面33与阀座部件14接触，继续向上运动时，阀杆13带动阀座部件14向上运动，钢球与调节阀体密封锥面30脱离，活塞气腔24与第三气道32相通，天然气流向天然气收集罐5，从而使活塞气腔24内的天然气压力降低。活塞气腔24部分泄压后，气腔内压力降低，活塞12向下运动，阀座部件14的钢球与调节阀体密封锥面30接触，活塞气腔24重新封闭，从而天然气压力、柴油压力与弹簧力达到新的平衡。
在内燃机停机时，开关阀4关闭，切断压缩天然气1与调节阀体11之间的通道，同时，柴油共轨***10内柴油压力急剧降低，柴油进油孔27内的柴油压力急剧降低，活塞12持续向上运动，活塞12和阀杆13受活塞弹簧15的弹簧力作用，向上运动，活塞进气口23与进气环槽22的流通面积逐渐减少，直至活塞进气口23与进气环槽22脱离，天然气进气通道切断。如活塞12继续向上运动，阀杆限位平面33与阀座部件14接触。继续向上运动时，阀杆13带动阀座部件14向上运动，钢球与调节阀体密封锥面30脱离，活塞气腔24与第三气道32相通，天然气流向天然气收集罐5，从而实现了活塞气腔24内天然气的泄压，与活塞气腔24相通的进气口21、出气口25、滤清器7、气轨8内的气体可一起进行泄压。继续向上运动时，活塞进气口23与进气环槽22脱离，关闭天然气进气通道。最终，活塞12上顶面与阀接头19下端面相接触，活塞12停止运动。
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 (8)
1.一种新型压力调节***，包括压缩天然气、单向阀、泄压阀、开关阀、调节阀体和双燃料喷射器，其特征是，所述压缩天然气通过泄压阀和开关阀分别与调节阀体上的第一气道和进气口连通，第一气道与第三气道连通，位于调节阀体上的出气口和阀接头上的进油孔分别通过气轨和柴油共轨***与双燃料喷射器连通，出气口通过滤清器与气轨连通，所述调节阀体上的第二气道和第三气道分别与压力传感器和天然气收集罐连通。
2.根据权利要求1所述的一种新型压力调节***，其特征是：所述调节阀体内设有活塞，活塞与调节阀体形成活塞气腔，调节阀体底部设有第二气道和第三气道，活塞气腔与第二气道连通，调节阀体内对应第三气道设有阀座部件，所述活塞内设有阀杆，阀杆一端位于阀座部件内，另外一端的顶面通过通过活塞弹簧的弹簧力，压紧在活塞内面上；阀座部件通过阀杆弹簧的弹簧力，将钢球压紧在调节阀体的调节阀体密封锥面上，所述阀接头与活塞之间形成油腔，调节阀体上分别对应油腔、活塞进气口和活塞开口设有出油孔、进气口和出气口。
3.根据权利要求1或2所述的一种新型压力调节***，其特征是：所述调节阀体内壁对应进气口和出气口分别设有进气环槽和出气环槽，进气口与进气环槽连通，出气口与出气环槽连通。
4.根据权利要求2所述的一种新型压力调节***，其特征是：所述活塞位于油腔一端套有支撑环和密封圈。
5.根据权利要求2所述的一种新型压力调节***，其特征是：所述阀接头与调节阀体之间设有端面密封圈。
6.根据权利要求2所述的一种新型压力调节***，其特征是：所述活塞进气口和活塞开口分别位于活塞上，活塞进气口和活塞开口分别与活塞气腔连通。
7.根据权利要求2所述的一种新型压力调节***，其特征是：所述阀座部件上对应第三气道设有钢球，阀座部件与钢球为过盈配合。
8.根据权利要求1所述的一种新型压力调节***，其特征是：所述压缩天然气通过单向阀与泄压阀和开关阀连通。
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