CN209385744U - 一种新型压力调节阀机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型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阀机构。该新型压力调节阀机构，包括调节阀体、活塞、中间体和气阀体，所述调节阀体内设有活塞、中间体和气阀体，中间***于活塞和气阀体之间，调节阀***于活塞的一端设有第二压紧螺母，位于气阀体一端设有第一压紧螺母，所述气阀体和第一压紧螺母包围形成进气腔，平衡气腔由气阀体、中间体和调节阀体包围形成，活塞、中间体和调节阀体包围形成泄压腔，天然气从第六气道进入，从泄压气道流出。其有益效果是：对天然气进气可以进行精细控制，使压差保持稳定，结构有效可靠，安全可靠；解决了市场上的天然气压力控制波动大的问题。

Description

一种新型压力调节阀机构

技术领域

本实用新型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阀机构。

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阀，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阀产品，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***的要求。

实用新型内容

本实用新型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阀机构。

本实用新型是通过如下技术方案实现的：

一种新型压力调节阀机构，包括调节阀体、活塞、中间体和气阀体，所述调节阀体内设有活塞、中间体和气阀体，中间***于活塞和气阀体之间，调节阀***于活塞的一端设有第二压紧螺母，位于气阀体一端设有第一压紧螺母，所述活塞延伸至第二压紧螺母内，第二压紧螺母位于活塞的一端设有活塞挡片，活塞挡片与第二压紧螺母之间设有第二压紧螺塞，活塞挡片、第二压紧螺母和第二压紧螺塞包围形成油腔，柴油从第二压紧螺母上端的进油口进入，从调节阀体上的出油口流出，所述气阀体和第一压紧螺母包围形成进气腔，天然气从调节阀体上的进气口进入，经过第五气道进入进气腔，从气阀体上的第一气道流向平衡气腔，平衡气腔由气阀体、中间体和调节阀体包围形成，天然气从第四气道进入，从调节阀体上的出气口流出，活塞、中间体和调节阀体包围形成泄压腔，天然气从第六气道进入，从泄压气道流出。

进一步，所述活塞位于第二压紧螺母内的端部设有第一螺母和第二螺母，第二螺母与活塞挡片之间套有活塞弹簧。

进一步，所述第二压紧螺母与调节阀体之间设有第一密封圈。

进一步，所述第一压紧螺母与调节阀体之间设有第四密封圈。

进一步，所述活塞上与调节阀体内壁之间套有第二密封圈和第一支撑环。

进一步，所述调节阀体内壁上对应中间***于活塞的一侧设有定位销。

进一步，所述中间体上与调节阀体之间套有第二支撑环和第三密封圈，中间体上位于第六气道处设有密封垫块，并通过第一压紧螺塞压紧。

进一步，所述气阀体与调节阀体内壁之间设有第五密封圈。

进一步，所述气阀的第三气道端部设有密封螺塞。

本实用新型的有益效果是：

（1）本发明对天然气进气可以进行精细控制，使压差保持稳定，比目前存在于市场上的压力调节平衡阀更合理；

（2）本发明密封结构有效可靠，解决了目前压力调节阀产品泄漏严重的问题；

（3）本发明在平衡气腔内压力过大时，可以进行泄压保护，且泄压的打开和关闭迅速，安全可靠；

（4）本发明填补了国内在柴油天然气双燃料***中，压力调节平衡阀的空白，采用天然气与柴油共同作用在活塞两侧，借助于弹簧力的压差，提高了天然气压力对柴油压力的跟随性，提升了天然气压力的控制精度，解决了市场上的天然气压力控制波动大的问题；

（5）简化了加工难度，减少了油道、气道布置的复杂性，提高了产品的可靠性和耐久性，极大的推动了柴油天然气双燃料喷射***内燃机的技术进步和批量化进程。

附图说明

下面结合附图对本实用新型作进一步的说明。

附图1为本实用新型的剖视图；

附图2为本实用新型第三气道局部视图；

附图3为本实用新型在内燃机工作时柴油、天然气流向图；

附图4为本实用新型在停机时天然气泄压流向图；

附图5为本实用新型气阀与中间体的变型结构形式图。

图中，1调节阀体，2活塞，3中间体，4密封垫块，5第一压紧螺塞，6气阀，7气阀体，8密封螺塞，9第一压紧螺母，10气阀弹簧，11垫片，12第三压紧螺母，13定位销，14活塞挡片，15第二压紧螺塞，16活塞弹簧，17第二压紧螺母，18第一螺母，19第二螺母，20第一密封圈，21第二密封圈，22第一支撑环，23第三密封圈，24第二支撑环，25第四密封圈，26进气腔，27油腔,28平衡气腔，29出气口，30第一气道，31第二气道，32第三气道，33第四气道，34第五气道，35进气口，36第五密封圈，37泄压气道，38进油口，39出油口，40上限位面，41下限位面，42泄压腔，43第六气道，44调整垫片。

具体实施方式

附图1-5为本实用新型的一种具体实施例。该实用新型一种新型压力调节阀机构，包括调节阀体1、活塞2、中间体3和气阀体7，所述调节阀体1内设有活塞2、中间体3和气阀体7，中间体3位于活塞2和气阀体7之间，调节阀体1位于活塞2的一端设有第二压紧螺母17，位于气阀体7一端设有第一压紧螺母9，所述活塞2延伸至第二压紧螺母17内，第二压紧螺母17位于活塞2的一端设有活塞挡片14，活塞挡片14与第二压紧螺母17之间设有第二压紧螺塞15，活塞挡片14、第二压紧螺母17和第二压紧螺塞15包围形成油腔27，柴油从第二压紧螺母17上端的进油口38进入，从调节阀体1上的出油口39流出，所述气阀体7和第一压紧螺母9包围形成进气腔26，天然气从调节阀体1上的进气口35进入，经过第五气道34进入进气腔26，从气阀体7上的第一气道30流向平衡气腔28，平衡气腔28由气阀体7、中间体3和调节阀体1包围形成，天然气从第四气道33进入，从调节阀体11上的出气口29流出，活塞2、中间体3和调节阀体1包围形成泄压腔42，天然气从第六气道43进入，从泄压气道37流出。

进一步，所述活塞2位于第二压紧螺母17内的端部设有第一螺母18和第二螺母19，第二螺母19与活塞挡片14之间套有活塞弹簧16。

进一步，所述第二压紧螺母17与调节阀体1之间设有第一密封圈20。

进一步，所述第一压紧螺母9与调节阀体1之间设有第四密封圈25。

进一步，所述活塞2上与调节阀体1内壁之间套有第二密封圈21和第一支撑环22。

进一步，所述调节阀体1内壁上对应中间体3位于活塞2的一侧设有定位销13。

进一步，所述中间体3上与调节阀体1之间套有第二支撑环24和第三密封圈23，中间体3上位于第六气道43处设有密封垫块4，并通过第一压紧螺塞5压紧。

进一步，所述气阀体7与调节阀体1内壁之间设有第五密封圈36。

进一步，所述气阀6的第三气道32端部设有密封螺塞8。

该实用新型一种新型压力调节阀机构，位于中间体3上的密封垫块4通过第一压紧螺塞5压紧在中间体3上；活塞挡片14通过第二压紧螺塞15压紧在调节阀体1上；气阀体7通过第一压紧螺母9压紧在调节阀体1上；定位销13以限制中间体3在调节阀体1中的向上运动的最大位置；气阀6与气阀体7偶配，通过气阀6与气阀体7的相对运动，调节第三气道32与第二气道31的流通面积，第三气道32呈三角形，可以使流通面积更精确的变化，从而精确控制天然气的进气量。

活塞弹簧16下端安装于活塞挡片14上，上端安装于第一螺母19上，第一螺母18和第一螺母19可以调节活塞弹簧16的预压高度，且可以相互并紧，活塞弹簧16对活塞2产生一定的轴向力，活塞2可以在活塞弹簧16的作用下上下运动，从而实现对活塞2位置的调节。气阀弹簧10下端安装于气阀体7上，上端安装于垫片11上，垫片11通过第三压紧螺母12并紧在气阀6上，气阀弹簧10对气阀6产生一定的轴向力，气阀6上端面与中间体3下端面保持接触，气阀6可以带动中间体3在气阀弹簧10的作用下上下运动，从而实现对气阀6位置、中间体3位置的调节。

活塞2与调节阀体1、中间体3与调节阀体1进行匹配，在活塞2上设有第二密封圈21和第一支撑环22，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，在中间体3上设有第三密封圈23和第二支撑环24，实现平衡气腔28与泄压腔42之间的密封。在调节阀体1与第一压紧螺母9、第二压紧螺母17、气阀体7与调节阀体1之间均设有密封圈，从而防止柴油、天然气的泄漏。

活塞挡片14、第二压紧螺母17、第二压紧螺塞15包围形成油腔27，柴油从第二压紧螺母17上端的进油口38进入，从调节阀体1上的出油口39流出。气阀体7、第一压紧螺母9包围形成进气腔26，天然气从调节阀体1上的进气口35进入，经过第五气道34，进入进气腔26，从气阀体7上的第一气道30流向平衡气腔28。气阀体7、中间体3、调节阀体1包围形成平衡气腔28，天然气从第四气道33进入，从调节阀体1上的出气口29流出。活塞2、中间体3、调节阀体1包围形成泄压腔42，天然气从第六气道43进入，从泄压气道37流出，当高压柴油从进油口38进入油腔27后，腔内柴油压力上升，从而推动活塞2向下运动，活塞2下端密封锥面与密封垫块4保持密封接触，推动中间体3、气阀6向下运动，此时气阀6上的第三气道32与气阀体7上的第二气道31发生相对运动，随着活塞2的向下运动，第三气道32与第二气道31的流通面积逐渐增加，从进气腔26进入第二气道31的高压天然气，通过该流通面积，进入平衡气腔28，对活塞2产生反向的轴向力，最终，柴油压力，天然气压力与弹簧力产生平衡，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，通过出气口29，进入滤清器和气轨，从而实现气轨内的压力与柴油压力的同步变化，当柴油压力过大时，活塞2继续向下运动，极限状态下，中间体3下底面与下限位面41相接触，活塞2停止运动。

反之，当柴油进油口38压力下降时，油腔27内压力下降，活塞2向上运动，第三气道32与第二气道31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，最终实现气轨内的压力也相应变化。

当平衡气腔28内的天然气压力波动过大时，会造成活塞2上下压差过大，活塞2持续向上运动，第三气道32与第二气道31的流通面积逐渐减小，直至第三气道32与第二气道31脱离，压缩天然气的进气关闭。继续向上运动时，中间体3上端面与定位销13接触，中间体3与气阀6停止运动，活塞2继续向上运动时，活塞2下端的密封锥面与密封垫块4的密封锥面脱离，天然气经过第六气道43，进入泄压腔42，从而经过泄压气道37流入低压通道，使平衡气腔28、泄压腔42内的天然气压力降低。平衡气腔28和泄压腔42在部分泄压后，腔内压力降低，活塞2向下运动，活塞2下端的密封锥面与密封垫块4重新接触，泄压腔42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。

在发动机停机时，柴油进油口38的压力急剧降低，活塞2持续向上运动，气阀6与中间体3受气阀弹簧10的弹簧力作用向上运动，第三气道32与第二气道31的流通面积逐渐减小，直至第三气道32与第二气道31脱离，压缩天然气的进气关闭。继续向上运动时，中间体3上端面与定位销13接触，中间体3与气阀6停止运动，活塞2继续向上运动时，活塞2下端的密封锥面与密封垫块4的密封锥面脱离，天然气经过第六气道43，进入泄压腔42，从而经过泄压气道37流入低压通道，完成对压缩天然气的泄压。最终，活塞2与上限位面40相接触，活塞2停止运动。

参照附图5所示，本压力调节阀还包含了中间体3与气阀6的变型结构，气阀6和中间体3设计为整体结构的气阀6，密封垫块4通过第一压紧螺塞5固定在气阀6上，气阀弹簧10安装于气阀6与气阀体7之间，气阀6通过气阀弹簧10的弹簧力压紧在活塞下端密封锥面上，气阀弹簧10与气阀6之间设有调整垫片45，该变型结构的工作原理同上所述。

本实用新型不局限于上述实施方式，任何人应得知在本实用新型的启示下作出的与本实用新型具有相同或相近的技术方案，均落入本实用新型的保护范围之内。

本实用新型未详细描述的技术、形状、构造部分均为公知技术。

Claims (9)

1.一种新型压力调节阀机构，包括调节阀体、活塞、中间体和气阀体，其特征是，所述调节阀体内设有活塞、中间体和气阀体，中间***于活塞和气阀体之间，调节阀***于活塞的一端设有第二压紧螺母，位于气阀体一端设有第一压紧螺母，所述活塞延伸至第二压紧螺母内，第二压紧螺母位于活塞的一端设有活塞挡片，活塞挡片与第二压紧螺母之间设有第二压紧螺塞，活塞挡片、第二压紧螺母和第二压紧螺塞包围形成油腔，柴油从第二压紧螺母上端的进油口进入，从调节阀体上的出油口流出，所述气阀体和第一压紧螺母包围形成进气腔，天然气从调节阀体上的进气口进入，经过第五气道进入进气腔，从气阀体上的第一气道流向平衡气腔，平衡气腔由气阀体、中间体和调节阀体包围形成，天然气从第四气道进入，从调节阀体上的出气口流出，活塞、中间体和调节阀体包围形成泄压腔，天然气从第六气道进入，从泄压气道流出。

2.根据权利要求1所述的一种新型压力调节阀机构，其特征是：所述活塞位于第二压紧螺母内的端部设有第一螺母和第二螺母，第二螺母与活塞挡片之间套有活塞弹簧。

3.根据权利要求1所述的一种新型压力调节阀机构，其特征是：所述第二压紧螺母与调节阀体之间设有第一密封圈。

4.根据权利要求1所述的一种新型压力调节阀机构，其特征是：所述第一压紧螺母与调节阀体之间设有第四密封圈。

5.根据权利要求1或2所述的一种新型压力调节阀机构，其特征是：所述活塞上与调节阀体内壁之间套有第二密封圈和第一支撑环。

6.根据权利要求1所述的一种新型压力调节阀机构，其特征是：所述调节阀体内壁上对应中间***于活塞的一侧设有定位销。

7.根据权利要求1所述的一种新型压力调节阀机构，其特征是：所述中间体上与调节阀体之间套有第二支撑环和第三密封圈，中间体上位于第六气道处设有密封垫块，并通过第一压紧螺塞压紧。

8.根据权利要求1所述的一种新型压力调节阀机构，其特征是：所述气阀体与调节阀体内壁之间设有第五密封圈。

9.根据权利要求1所述的一种新型压力调节阀机构，其特征是：所述气阀的第三气道端部设有密封螺塞。